第30講 電能-焦耳定律與電能計算（解析版）

第30講電能--焦耳定律與電能計算焦耳定律的計算電能的計算一.焦耳定律及電熱1．焦耳定律：(1)1841年，英國物理學家焦耳發(fā)現(xiàn)載流導體中產(chǎn)生的熱量Q（稱為焦耳熱）與電流I的平方、導體的電阻R、通電時間t成正比，這個規(guī)律叫焦耳定律。焦耳定律是一個實驗定律。它的適用范圍很廣，純電阻電路、非純電阻電路在計算電熱時都用到它。(2)熱功率：單位時間內(nèi)導體的發(fā)熱功率叫做熱功率．熱功率等于通電導體中電流I的二次方與導體電阻R的乘積．(3)電功率與熱功率:對純電阻電路，電功率等于熱功率即：P=I*U=I2R=U2/R此時，可得U=IR,所以純電阻電路也可以說是歐姆定律成立的電路對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉化為除熱能外其他形式的功率之和．2.電熱（1）電熱：由于導體的電阻，使電流通過導體時消耗的電能中轉化為內(nèi)能的那一部分能量叫電熱。（2）內(nèi)容：電流通過導體時產(chǎn)生的熱量等于電流的平方、導體的電阻和通電時間的乘積。（3）公式：Q=I2Rt.（4）適用對象:凡是要計算電熱，都應首選Q=I2Rt，可求任何電路中電流I通過電阻R時所產(chǎn)生的熱量。3．熱功率的意義及計算（1）熱功率：單位時間內(nèi)發(fā)熱的功率叫作熱功率。熱功率即電能轉化為內(nèi)能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）熱功率計算:當電路不是純電阻電路時，電功用W=UIt來計算，電熱Q只能用Q=I2Rt進行計算，電功率用P=IU計算，熱功率只能用P熱=I2R計算。4.電熱的檔位問題：如圖所示R1>R2根據(jù)P=U2/R可得出高溫檔：R2單獨工作中溫檔：R1單獨工作低溫檔：R1,R2同時工作如圖所示R1>R2根據(jù)P=U2/R可得出高溫檔：R1,R2同時工作中溫檔：R2單獨工作低溫檔：R1單獨工作考點一：焦耳定律【例1】焦耳24歲時，首先把電阻絲放入玻璃管內(nèi)，做成一個電熱器，然后把電熱器放入一個玻璃瓶中，瓶中裝有已知質(zhì)量的水。給電熱器通電并開始計時，從插在水中的溫度計可隨時觀察到水溫的變化，同時，他用電流計測出電流的大小，焦耳把實驗做了一次又一次，獲取大量數(shù)據(jù)歸納得出焦耳定律。下列有關說法不正確的是（）A．焦耳定律只適用于電能全部轉化為內(nèi)能的電路B．焦耳通過實驗得到電流產(chǎn)生的熱量與電流的二次方、電阻、通電時間成正比C．焦耳實驗時用水吸收的熱量來替代電阻絲產(chǎn)生的熱量，是用了轉換法D．科學教材上研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關的實驗與焦耳所做實驗很大的不同是沒有獲取大量的數(shù)據(jù)得到關系式【答案】A【解析】A．焦耳定律適用于所有電路，故A不正確，符合題意；B．焦耳定律的內(nèi)容是：電流產(chǎn)生的熱量與電流的二次方成正比、與電阻成正比、與通電時間成正比，故B正確，不符合題意；C．焦耳在實驗時無法直接比較電阻絲產(chǎn)生的熱量，利用轉換法通過水吸收的熱量來進行比較，故C正確，不符合題意；D．教材上的實驗中，沒有獲取大量的實驗數(shù)據(jù)，是通過轉換法得出產(chǎn)生熱量與各個因素之間的關系，故D正確，不符合題意。故選A?！纠?】如圖所示，兩個透明容器中密閉著等量的空氣，A，B兩U形管內(nèi)的液面相平，電阻絲的電阻，小明用圖示裝置進行實驗，探究電流通過導體時產(chǎn)生的熱量Q跟什么因素有關，下列說法正確的是（）

A．此實驗在探究電熱Q與電阻R是否有關B．通過的電流和通過的電流大小之比為2∶1C．電阻兩端的電壓和兩端的電壓相等D．通電后，A管的液面將會比B管的液面低【答案】B【解析】由題可知，電阻絲的電阻R1=R2=R3；A．由圖可知，右側兩個電阻并聯(lián)后再和左側電阻串聯(lián)，容器中兩個電阻絲的阻值相等，由串并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過兩個容器內(nèi)電阻絲的電流不相等，探究電熱與電流的關系，故A錯誤；B．裝置中R2、R3并聯(lián)后再與R1串聯(lián)，通過R1的電流I1=I2+I3而I2=I3所以通過的電流和通過的電流大小之比為2∶1，故B正確；C．通過的電流和通過的電流不相等，兩個電阻的阻值相同，由U=IR可知電阻兩端的電壓和兩端的電壓不相等，故C錯誤；D．左右兩容器中的電阻相同，而通過電阻R1的電流大于R2的電流，通電時間相同，由Q=I2Rt可知，A容器中電阻R1產(chǎn)生的熱量多，則A管的液面將會比B管的液面高，故D錯誤。考點二：電熱的計算【例1】某電飯鍋內(nèi)有R0=44Ω、R=2156Ω的兩根電熱絲，它的工作簡化電路如圖所示，當S置于“2”擋時，下列分析正確的是（）A．R0和R并聯(lián)B．處于加熱狀態(tài)，加熱功率為1100WC．處于保溫狀態(tài)，保溫功率為22WD．整個電路10min產(chǎn)生的熱量為1.32×104J【答案】B【解析】電源電壓為220V不變，當S接“1”擋時，電路中R與R0串聯(lián)，此時總電阻較大，由可知，電路消耗的功率較小，處于保溫狀態(tài)；當S接“2”擋時，電路中只有R0，此時總電阻較小，由可知電功率較大，處于加熱狀態(tài)；則加熱功率S置于“2”擋時，整個電路10min產(chǎn)生的熱量故ACD錯誤，B正確?！纠?】某型號電飯煲有加熱和保溫功能，圖甲所示為其內(nèi)部電路原理圖，圖乙是該電飯煲工作時電功率與時間的關系圖像，關于電飯煲工作時下列說法中正確的是（）A．開關S接觸點2時，電飯煲處于加熱狀態(tài)B．0~20min，該電飯煲產(chǎn)生的熱量為6×105JC．電飯煲處于加熱狀態(tài)時的功率是1000WD．R1的電阻為181.5Ω【答案】B【解析】A．電源電壓一定，當S接觸點2時，兩電阻串聯(lián)，電路中的總電阻等于兩電阻之和，電路的總電阻最大，由可知，電路消耗的功率最小，處于保溫狀態(tài)，當S接觸點1時，電路為R1的簡單電路，電路的總電阻最小，由可知，電路消耗的功率最大，處于加熱狀態(tài)，故A錯誤；BC．由圖乙可知，0~20min，電飯煲在0~10min處于加熱狀態(tài)，功率是800W，電飯煲處在10~20min處于保溫狀態(tài)，功率為200W，該電飯煲產(chǎn)生的熱量為故B正確，C錯誤；D．當S接觸點1時，電路為R1的簡單電路，處于加熱狀態(tài)，加熱狀態(tài)時的功率是800W，R1的阻值故D錯誤。1．甲、乙兩段實心鐵導體的電阻值相等，將它們?nèi)鐖D所示串聯(lián)在電路中，通電一段時間后，比較甲、乙導體產(chǎn)熱的多少，正確的是（）A．甲導體的產(chǎn)熱比乙導體多B．乙導體的產(chǎn)熱比甲導體多C．甲、乙導體產(chǎn)熱相等D．條件不足，無法判斷【答案】C【解析】由題意可知，兩者的電阻相同，因兩電阻串聯(lián)，所以通過的電流相等，根據(jù)Q=I2Rt可知，甲、乙兩導體在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量相等，故ABD錯誤，C正確。故選C。2．要使電熱器在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小到原來的一半，則應（）A．電阻不變，使通過電熱器的電流減小一半B．電阻不變，使電熱器兩端的電壓減小一半C．電壓不變，使電熱器的電阻變?yōu)樵瓉淼?倍D．電壓不變，使電熱器的電阻增大為原來的倍【答案】C【解析】A．根據(jù)焦耳定律可知，當電阻不變時，使通過電熱器的電流減小一半，則電熱變?yōu)樵瓉淼?，故A不符合題意；B．電阻不變，使電熱器兩端的電壓減小一半時，由可知，電熱器在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小到原來的，故B不符合題意；C．電壓不變，使電熱器的電阻變?yōu)樵瓉淼?倍時，由可知，電熱器在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小到原來的，故C符合題意；D．電壓不變，使電熱器的電阻增大為原來的倍時，由可知，電熱器在單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量減小到原來的，故D不符合題意。故選C。3．如圖所示是探究電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關的實驗裝置。兩個透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。下列說法中都正確的選項是（）①U形管中液面高度發(fā)生變化是因為U形管中液體的熱脹冷縮造成②甲實驗主要是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系③甲實驗通過電流做功使容器內(nèi)空氣內(nèi)能增大④圖甲中右側盒外連接10Ω的電阻，它的作用是使通過容器中電阻絲的電流不相等⑤通電后，甲圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為9：4⑥實驗中觀察到甲圖左側U形管中液面很快出現(xiàn)高度差，右側U形管中液面高度差為零，原因可能是10Ω的電阻斷路⑦乙實驗通電一段時間后，右側U形管中液面的高度差比左側的大⑧“電爐絲熱得發(fā)紅，而與它相連的導線卻不怎么熱”，這一現(xiàn)象可用圖乙解釋⑨通電后，乙圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為1：4⑩甲乙實驗都只用到控制變量法A．②③④⑤⑦⑧ B．①②③④⑤⑦⑧ C．②③④⑥⑦⑧⑨ D．②③④⑤⑦⑩【答案】A【解析】①U形管中液面高度發(fā)生變化是因為U形管兩側透明容器中的空氣熱脹冷縮造成，故①錯誤；②甲實驗主要是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系，原因是透明容器中的電阻絲阻值大小相等，但是通過兩個電阻絲的電流不同，產(chǎn)生的熱量不同，故②正確；③甲實驗通過電流做功使容器內(nèi)空氣內(nèi)能增大，原因是電能轉化為熱能，使得空氣分子運動加快，內(nèi)能增加，故③正確；④圖甲中右側盒外連接的電阻，它的作用是使通過容器中電阻絲的電流不相等，原因是外連接電阻分流了與其并聯(lián)的電阻絲的電流，使得通過電阻絲的電流變小，則電流做功減小，故④正確；⑤設甲圖中通電電壓的大小為，右側并聯(lián)電阻的總阻值為干路電流為左側電阻絲在時間做功為右側電阻絲的電流大小為在時間做功為由題意知則甲圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為故⑤正確；⑥實驗中觀察到甲圖左側U形管中液面很快出現(xiàn)高度差，右側U形管中液面高度差為零，根據(jù)連通器原理可知，右側的沒有發(fā)熱，故原因可能是的電阻斷路，故⑥錯誤；⑦乙實驗通電一段時間后，電路中的干路電流相等，根據(jù)可知，電流相等時，電阻絲的電阻越大，電流做功越大，空氣內(nèi)能增加的越多，則右側U形管中液面的高度差比左側的大，故⑦正確；⑧“電爐絲熱得發(fā)紅，而與它相連的導線卻不怎么熱”，這一現(xiàn)象可用圖乙解釋，原因是導線的電阻可以忽略不計，根據(jù)公式可知，電阻越小，發(fā)熱越小，故⑧正確；⑨通電后，設乙圖中通電電壓的大小為，電路中的干路電流為左側電阻絲在時間做功為右側電阻絲在時間做功為乙圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為乙圖中左右容器中的電阻產(chǎn)生的熱量之比為，故⑨錯誤；⑩甲乙實驗不僅僅用到控制變量法，熱量是不可見的，把熱量的大小用U型管的高度差來表示，用到了轉換法，故⑩錯誤。4．小明家某型號電熱加濕器的原理如圖所示，R1、R2都是發(fā)熱電阻絲，S為旋轉型開關，1、2、3、4為觸點，有快速加濕和慢速加濕兩種狀態(tài)。下列分析正確的是（）A．加濕器是利用電流的熱效應工作的B．加濕器工作時使水溫度升高，加快水的液化C．當S轉到3、4兩觸點之間時，兩根發(fā)熱電阻絲處于并聯(lián)狀態(tài)D．當S轉到2、3兩觸點之間時，加濕器處于快速加濕狀態(tài)【答案】A【解析】A．加濕器是利用發(fā)熱電阻絲產(chǎn)生熱量，將電能轉化為內(nèi)能進行工作的，故A正確；B．加濕器工作時使水的溫度升高，加快水的汽化，故B錯誤；C．當開關S轉到3、4兩觸點之間時，發(fā)熱電阻絲R2被短路，只有R1接入電路，故C錯誤；D．當開關S轉到2、3兩觸點之間時，R1與R2串聯(lián)，加濕器處于慢速加濕狀態(tài)，故D錯誤。故選A。5．電風扇、電烙鐵、日光燈三個用電器上都標有“220V，60W”字樣，正常工作時，相同的時間內(nèi)（）A．電風扇產(chǎn)生的熱量最多B．電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多C．日光燈產(chǎn)生的熱量最多D．三者產(chǎn)生的熱量一樣多【答案】B【解析】電風扇、日光燈、電烙鐵三個用電器的額定功率均為60W，正常工作時的功率和額定功率相等，由W=Pt可知，相同時間內(nèi)三者電流做功一樣多；電風扇把電能轉化為機械能和內(nèi)能，電燈把電能轉化為內(nèi)能和光能，電烙鐵把電能轉化為內(nèi)能，故電風扇、電烙鐵、日光燈正常工作時，相同的時間內(nèi)電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多。故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。6．額定電壓相同的電熱水壺、電烤箱和電飯鍋正常工作過程中消耗的電能W和通電時間t的關系如圖所示。關于這三個用電器，下列判斷正確的是（）A．正常工作時，電熱水壺比電烤箱產(chǎn)生的熱量少B．正常工作時，電熱水壺比電飯鍋的功率大C．正常工作時，通過電飯鍋的電流最大D．在一個月內(nèi)，電熱水壺消耗的電能一定最多【答案】B【解析】A．根據(jù)公式Q=I2Rt=Pt可知，正常工作時，用電器產(chǎn)生的熱量多少和電功率及工作時間有關，因為無法知道電熱水壺、電烤箱和電飯鍋和工作時間，所以無法判斷用電器產(chǎn)生的熱量的多少，故A錯誤；B．由圖可知，工作相同時間時，電水壺消耗的電能最多，根據(jù)公式可得，電熱水壺的功率最大，故B正確；C．由圖可知，工作時間相同時，電飯鍋消耗的電能最少，根據(jù)公式可得，電飯鍋的電功率最小，再根據(jù)公式可知，通過電飯鍋的電流最小，故C錯誤；D．根據(jù)公式W=Pt可知，用電器消耗電能的多少與用電器的電功率及工作時間有關，因為不知道用電器的工作時間，所以無法判斷個用電器消耗電能的多少，故D錯誤。故選B。7.如圖為某個品牌暖手寶及其主要參數(shù)，暖手寶內(nèi)有水及電加熱元件等，使用前要先給暖手寶通電加熱，假設暖手寶加熱效率是60%，在額定電壓下，水由室溫10℃加熱至自動斷電[c水=4.2×103J/（kg·℃）]。則（）A．暖手寶加熱時電加熱元件是利用熱傳遞增加了內(nèi)能B．暖手寶電加熱時間為770sC．暖手寶電加熱時消耗的電功率一定是500WD．暖手寶暖手時放出的熱量是3.85×105J【答案】B【解析】A．暖手寶加熱時電加熱原件是利用電流的熱效應增加了內(nèi)能，故A不符合題意；B．由題意和圖示可知，水的溫度從10℃升高到65℃，此過程中水吸收的熱量為由可得，暖手寶消耗的電能為由可得，暖手寶的電加熱時間為故B符合題意；C．暖手寶在額定電壓220V下的功率為500W，若實際電壓不是220V，其實際功率不是500W，故C不符合題意；D．由B知，在電加熱過程中暖手寶消耗的電能為3.85×105J，由于存在熱損失，所以暖水寶暖手時放出熱量小于3.85×105J，故D不符合題意。8．甲、乙兩段導體通電時間相同，甲的電阻是乙的3倍，甲、乙產(chǎn)生的熱量之比是4∶3，則通過甲、乙兩導體的電流之比是（）A．2∶3 B．2∶1 C．4∶9 D．3∶2【答案】A【解析】由題知，兩導體的通電時間t相同，R甲＝3R乙，甲、乙產(chǎn)生的熱量之比即由可得即所以則通過甲、乙兩導體的電流之比是故A符合題意，BCD不符合題意。9．甲、乙兩電熱絲電阻之比為2∶3，通過的電流之比為3∶1，則相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（）A．2∶3 B．6∶1 C．4∶1 D．1∶6【答案】B【解析】根據(jù)題意可知，甲、乙兩電熱絲電阻之比2∶3，通過的電流之比3∶1，由焦耳定律，則相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比故ACD不符合題意，B符合題意。10．如圖所示，阻值為R的電阻絲，用四種方法分別接在電壓為U或2U的電源上。閉合開關后，在相同時間內(nèi)虛線框里的電阻絲產(chǎn)生的總熱量最多的是（）A．B．C．D．【答案】D【解析】因為串聯(lián)電路中電阻等于各分電阻之和，并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和，所以兩電阻串聯(lián)時電路中的總電阻最大，兩電阻并聯(lián)時電路中的總電阻最小，根據(jù)為使電阻絲在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的總熱量最多，電壓應接2U，電路總電阻應最小，使兩電阻并聯(lián)，故D符合題意，ABC不符合題意。故選D。11．把標有“220V50W”的A燈和“220V100W”的B燈串聯(lián)起來，接在電壓恒為220V的電源兩端，燈泡電阻不變，則下列判斷中正確的是（）A．兩燈的電阻之比RA∶RB=2∶1B．兩燈的實際電壓之比UA∶UB=1∶2C．兩燈實際消耗的功率之比PA∶PB=1∶2D．相同時間內(nèi)，兩燈實際發(fā)熱之比QA∶QB=1∶2【答案】A【解析】A．由可知，兩燈的電阻之比故A正確；B．兩燈串聯(lián)起來，則通過兩燈的電流相同，接在電壓恒為220V的電源兩端，燈泡電阻不變，由U=IR可知，兩燈的實際電壓之比是故B錯誤；C．由P=I2R可知，兩燈實際消耗的功率之比故C錯誤；D．由Q=I2Rt可知，相同時間內(nèi)，兩燈實際發(fā)熱之比故D錯誤。12．將阻值為40Ω的電阻絲接在電源兩端，通電10min，電流產(chǎn)生的熱量是1.5×103J，若將阻值20Ω的電阻絲接入同一電源的兩端，通電20min，電流產(chǎn)生的熱量是（）A．6×104J B．3×103J C．6×103J D．12×104J【答案】C【解析】因為阻值為10Ω的電阻絲接在電源兩端，通電時間為電流所做的功是2.16×103J，所以根據(jù)公式故電源電壓為因為5Ω的電阻絲接入同一電源的兩端，通電時間為所以電流做的功故ABD不符合題意，C符合題意。13．關于電流通過導體時產(chǎn)生的熱量，以下說法正確的是（）A．根據(jù)Q=I2Rt可知，電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多B．根據(jù)Q=I2Rt可知，在電流一定時，電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多C．根據(jù)Q=UIt可知，相同時間內(nèi)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻無關D．根據(jù)可知，電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越少【答案】B【解析】A．根據(jù)Q=I2Rt可知，由于沒有說明電流一定，因此電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也不一定越多，故A錯誤；B．根據(jù)Q=I2Rt可知，在電流、通電時間一定時，電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與導體的電阻成正比，故B正確；C．根據(jù)Q=UIt可知，此公式是導出式，只能說明電熱在數(shù)值上等于電流、電壓、時間的乘積，電阻發(fā)生變化時，電壓和電流也會發(fā)生變化，故C錯誤；D．根據(jù)可知，由于沒有說明電壓一定，因此電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量也不一定越少，故D錯誤。故選B。14．如圖所示為電阻R1和R2的I—U圖像，下列說法正確的是（）A．R2的阻值為10ΩB．兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為9∶4C．將兩電阻串聯(lián)接入電路，通電后，R1兩端電壓與R2兩端電壓之比為1∶2D．將兩電阻并聯(lián)接入電路，通電1分鐘，電流通過R1產(chǎn)生的熱量與電流通過R2產(chǎn)生的熱量之比為1∶2【答案】D【解析】A．由圖像可知，R2兩端電壓為1V時，電流為0.2A，則R2的阻值R1兩端電壓為2V時，電流為0.2A，則R1的阻值故A錯誤；B．兩電阻串聯(lián)的總阻值兩電阻并聯(lián)的總阻值則兩電阻串聯(lián)與并聯(lián)的總阻值之比為9∶2，故B錯誤；C．將兩電阻串聯(lián)接入電路，通電后，由串聯(lián)分壓特點可得，R1兩端電壓與R2兩端電壓之比故C錯誤；D．將兩電阻并聯(lián)接入電路，各支路電壓等于電源電壓，通電1分鐘，電流通過R1產(chǎn)生的熱量與電流通過R2產(chǎn)生的熱量之比故D正確。15．家用電熱鍋有加熱和保溫兩擋，內(nèi)部電路簡化圖如圖甲所示，S是單刀雙擲開關，R1和R2均為阻值不變的電熱絲，使用該電熱鍋在額定電壓工作，其消耗的電功率隨時間變化的圖像如圖乙所示。已知水的比熱容為，下列說法中正確的是（）A．開關S打到1時電熱鍋處于保溫狀態(tài)B．電熱鍋利用電流的磁效應工作C．整個工作過程中消耗電能為5.83×105JD．加熱過程使1kg的水溫度升高了70℃，則加熱效率約為81%【答案】D【解析】A．由圖甲可知，當開關S打到1時，只有電阻R1接入電路，當開關打到2時，R1、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路特點可知，串聯(lián)總電阻大于任何一個分電阻，所以，當開關S打到1時，只有電阻R1接入電路時，電路中的總電阻最小，由可知，電路總功率最大，電熱水壺處于加熱狀態(tài)，故A錯誤；B．電熱鍋工作時將電能轉化為內(nèi)能，所以電熱鍋是利用電流的熱效應工作的用電器，故B錯誤；C．由圖乙可知，整個工作過程中，加熱時間t加熱＝300s，加熱過程消耗的電能保溫時間保溫過程消耗的電能整個工作過程中消耗電能故C錯誤；D．電熱水壺在加熱過程中消耗的電能水吸收的熱量為加熱效率為故D正確。16．2021年9月28日，我國首條自主研制的新型超導電纜在深圳投入使用，這是全球首個應用于超大型城市中心區(qū)的高溫超導電纜。高溫超導是在接近﹣200℃的液氮環(huán)境下，使導電介質(zhì)的電阻接近于零。下列說法正確的是（）A．利用該電纜輸電，可以減少電能的損耗B．該電纜的發(fā)熱功率較大C．低溫液氮含有的熱量為零D．該電纜的材料可以用來制作電熱器的發(fā)熱體【答案】A【解析】AB，．導電介質(zhì)的電阻接近于零，根據(jù)焦耳定律，輸電過程中電能轉化成的內(nèi)能較小，發(fā)熱功率也較小，能夠減小電能的損耗，故A正確，B錯誤；C．熱量為過程量，不能說低溫液氮含有熱量，故C錯誤；D．該材料電阻小，發(fā)熱功率也小，不能用來制作發(fā)熱體，故D錯誤。故選A。17．如圖甲所示，兩電熱絲R1與R2并聯(lián)，R1=20Ω，電源電壓保持不變，閉合開關S，電流表A1和電流表A2表盤指針均指在如圖乙所示的位置，則以下判斷不正確的是（）A．R1∶R2=5∶1 B．電源電壓是10VC．R2的電功率是20W D．R1工作2min所放出的熱量為600J【答案】A【解析】A．A2測量的是R1所在支路電流，A1測量的是干路電流，可知電流表A1電流大于電流表A2電流，電流表A1和電流表A2指針在同一位置，則電流表A1選擇的量程為0~3A，電流表A2選擇的量程為0~0.6A，則R1上電流為I1=0.5A，干路電流為2.5A，則R2上電流為I2=2.5A-0.5A=2.0A因R1、R2并聯(lián)，故兩電阻上電壓相等，滿足關系R1×I1=R2×I2整理得

故A錯誤，符合題意；B．R1=20Ω，電流I1=0.5A，并聯(lián)電路中R1電壓等于電源電壓，得電源電壓U=I1R1=0.5A×20Ω=10V故B正確，不符合題意；C．R2上電流為I2=2.0A，電壓Ｕ＝10V，則R2的電功率為P=UI2=10V×2.0A=20W故C正確，不符合題意；D．工作時間t=20min=120sR1工作2min所放出的熱量為Q=UIt=10V×0.5A×120s=600J故D正確，不符合題意。18．R1、R2分別連接成如圖所示的甲、乙兩種電路，R1＝2R2，電源電壓均為U，圖甲電路中R1、R2在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q甲1、Q甲2；圖乙電路中R1、R2在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量分別為Q乙1、Q乙2，則Q甲1∶Q甲2和Q乙1∶Q乙2分別為（）A．2∶1

1∶2 B．1∶2

2∶1 C．1∶1

1∶2 D．2∶1

1∶1【答案】A【解析】由圖甲知，兩電阻串聯(lián)，因為串聯(lián)電路中電流處處相等，所以通過兩電阻的電流I1=I2=I則圖甲電路中R1、R2在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比由圖乙知，兩電阻并聯(lián)，因為并聯(lián)電路中各支路兩端電壓相等，都等于電源電壓，所以兩電阻兩端電壓U1=U2=U圖乙電路中R1、R2在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比故A符合題意，BCD不符合題意。19．如圖所示，已知電阻R1=10Ω、R2=15Ω，當開關閉合后，下列說法正確的是（）A．通過R1與R2的電流之比為2∶3 B．相同時間內(nèi)R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為2∶3C．R1與R2兩端的電壓之比為3∶2 D．R1與R2消耗的電功率之比為1∶1【答案】B【解析】A．該電路為串聯(lián)電路，串聯(lián)電路電流處處相等，所以通過R1與R2的電流之比為1∶1，故A錯誤；B．由Q=I2Rt可知R1與R2相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為故B正確；C．由U=IR可知R1與R2兩端的電壓之比為故C錯誤；D．由P=I2R可知R1與R2消耗的電功率之比為故D錯誤。20.甲、乙兩只電熱杯及其銘牌如圖所示，若它們的電阻不隨溫度的變化而改變，則下列說法中正確的是（

）

A．甲的電阻小于乙的電阻B．乙電熱杯消耗的電能一定比甲電熱杯多C．若將乙接在電壓為110V的電路中，它的實際功率為250WD．若將兩電熱杯串聯(lián)后接在電壓為220V的電路中，相同時間內(nèi)甲產(chǎn)生的熱量較多【答案】D【解析】A．兩電熱杯的額定電壓相同，甲的額定功率較小，根據(jù)可知，甲的電阻較大，故A錯誤；B．根據(jù)W=Pt可知，用電器消耗電能的多少與時間和功率有關，只知道功率不知道時間，所以無法比較消耗電能的多少，故B錯誤；C．乙的電阻將乙接入110V的電路中，它的實際功率故C錯誤；D．若將兩電熱杯串聯(lián)后接在電壓為220V的電路中，通過它們的電流相等，甲的電阻大，根據(jù)Q=I2Rt可知，相同時間內(nèi)甲產(chǎn)生的熱量較多，故D正確。故選D。21．空氣污染指數(shù)（API-AirPollutionIndex的英文縮寫）越高，空氣污染越嚴重。如圖甲是一個空氣污染指數(shù)檢測儀的原理圖。R為氣敏電阻，其電阻的倒數(shù)與KPI的關系如圖乙所示，已知電源電壓12V保持不變，R0=5Ω，下列說法不正確的是（）A．當空氣污染加重時，氣敏電阻R的阻值將減小B．當電壓表的示數(shù)為4V時，氣敏電阻R的阻值為10ΩC．當電壓表的示數(shù)為4V時，2min內(nèi)R0產(chǎn)生的熱量是576JD．當電路中電流是1.2A時，空氣污染指數(shù)是50【答案】C【解析】由電路圖可知，R與R0串聯(lián)，電壓表測R0兩端的電壓。A．由題知，空氣污染指數(shù)越高，空氣污染越嚴重；由圖乙可知，空氣污染指數(shù)越高，氣敏電阻R的倒數(shù)越大，據(jù)此得出氣敏電阻R的阻值將減小，故A正確，不符合題意；B．當電壓表示數(shù)為4V時，通過電阻R0的電流I00.8A因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R兩端的電壓URU-U012V-4V8V因串聯(lián)電路中各處的電流相等，則IR=I=0.8A由歐姆定律得R的阻值R=10故B正確，不符合題意；C．當電壓表的示數(shù)為4V時，2min內(nèi)R0產(chǎn)生的熱量Q0(I0)2R0t(0.8A)25260s384J故C錯誤，符合題意；D．當電路中電流為1.2A時，由I=得，電路中的總電阻為R總10根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各分電阻之和可知氣敏電阻的阻值R'=R總—R0=10-5Ω5Ω則0.2-1由圖乙可知，此時空氣質(zhì)量指數(shù)為50，故D正確，不符合題意。22．如題圖所示裝置中，甲、乙、丙三個完全相同的燒瓶中分別裝有質(zhì)量、初溫都相同的液體，燒瓶中的電阻絲分別為、R乙、，且，瓶中溫度計都相同。以下說法正確的是（）A．對比甲、乙兩燒瓶可探究“電熱多少與電阻大小的關系”B．對比甲、丙兩燒瓶可探究不同物質(zhì)的吸熱能力C．若探究“不同物質(zhì)的吸熱能力”，則物質(zhì)吸熱的多少可用溫度計示數(shù)來表示D．若燒瓶內(nèi)選用比熱容較大的液體，可以使實驗現(xiàn)象更明顯?！敬鸢浮緼【解析】A．電流產(chǎn)生熱量與電流、電阻和通電時間三個因素有關，探究中要采用控制變量法，探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關系，應控制電流和通電時間相等以及液體種類相同，改變電阻，而甲、乙兩燒瓶中的電阻不同，液體種類和質(zhì)量都相同，兩個電阻串聯(lián)電流和通電時間相同，所以能完成實驗探究，故A正確；BC．為了探究不同物質(zhì)的吸熱能力，應采用相同的加熱裝置加熱質(zhì)量和初溫相同的不同液體，實驗中通過比較加熱時間來比較物質(zhì)吸收熱量的多少，所以甲、丙中的電阻的阻值不同，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量不同，所以無法完成探究，故BC錯誤；D．在液體質(zhì)量相同、吸收熱量相同的情況下，比熱容小的物質(zhì)溫度升高的多，所以用比熱容小的液體可以使實驗現(xiàn)象更明顯，故D錯誤。故選A。23．冬天快到了，強強發(fā)現(xiàn)家里的電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而與電爐絲連接的銅導線卻不怎么熱，這是因為（）A．銅導線比電爐傳熱快，所以不容易熱B．銅導絲有絕緣層，所以不怎么熱C．通過電爐絲的電流比通過銅導線的電流大D．銅導線的電阻小，因而產(chǎn)生的熱量少，而電爐絲電阻大，產(chǎn)生熱量多【答案】D【解析】電爐在使用時，電爐絲和銅導線串聯(lián)，通過它們的電流相等，通電時間t相同，由于R電爐絲＞R銅導線，根據(jù)Q=I2Rt可知，電流通過電爐絲產(chǎn)生的熱量大于電流通過銅導線產(chǎn)生的熱量，即Q電爐絲＞Q銅導線，從而出現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導線卻不怎么發(fā)熱的現(xiàn)象，