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1. 小明仔细观察家中的电视机、电风扇、电热毯和节能灯四种电器，发现它们上面都标有“220 V 70 W”的字样。若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（
A.电视机
B.电风扇
C.电热毯
D.节能灯
C
）A.电视机
B.电风扇
C.电热毯
D.节能灯
答案
1. C
解析
【分析】
要解决这道题，需明确两个关键：一是额定电压下用电器的实际功率等于额定功率，结合公式W=Pt可判断相同时间内消耗电能的多少；二是不同用电器的能量转化形式不同，只有电热类用电器将电能主要转化为内能，其他用电器多转化为光能、机械能等，据此判断产生热量的多少。
【解析】
四个电器均在额定电压下工作，因此实际功率等于额定功率，即$P_{实}=70W$。已知工作时间$t$相同，根据公式$W=Pt$，可知四个电器消耗的电能相等。接下来分析各电器的能量转化：
A. 电视机：主要将电能转化为光能和声能，仅少量转化为内能，产生热量少；
B. 电风扇：主要将电能转化为机械能，产生热量少；
C. 电热毯：利用电流的热效应工作，电能几乎全部转化为内能，产生热量最多；
D. 节能灯：主要将电能转化为光能，产生热量少。
综上，产生热量最多的是电热毯，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
电能的转化、电流的热效应
【点评】
本题考查不同用电器的能量转化，核心是明确电热器的能量转化特点，属于基础题，难度不大，学生易掌握。
【难度系数】
0.7
要解决这道题，需明确两个关键：一是额定电压下用电器的实际功率等于额定功率，结合公式W=Pt可判断相同时间内消耗电能的多少；二是不同用电器的能量转化形式不同，只有电热类用电器将电能主要转化为内能，其他用电器多转化为光能、机械能等，据此判断产生热量的多少。
【解析】
四个电器均在额定电压下工作，因此实际功率等于额定功率，即$P_{实}=70W$。已知工作时间$t$相同，根据公式$W=Pt$，可知四个电器消耗的电能相等。接下来分析各电器的能量转化：
A. 电视机：主要将电能转化为光能和声能，仅少量转化为内能，产生热量少；
B. 电风扇：主要将电能转化为机械能，产生热量少；
C. 电热毯：利用电流的热效应工作，电能几乎全部转化为内能，产生热量最多；
D. 节能灯：主要将电能转化为光能，产生热量少。
综上，产生热量最多的是电热毯，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
电能的转化、电流的热效应
【点评】
本题考查不同用电器的能量转化，核心是明确电热器的能量转化特点，属于基础题，难度不大，学生易掌握。
【难度系数】
0.7
2. 在探究实验中，用两根相同的电阻丝和一个电压不变的电源加热同一杯水，则
（
A.将两根电阻丝串联后加热，水温升高最快
B.将两根电阻丝并联后加热，水温升高最快
C.只用其中一根电阻丝加热，水温升高最快
D.因为电源电压一样，所以无论用哪种连接方式加热，水温升高快慢都相同
（
B
）A.将两根电阻丝串联后加热，水温升高最快
B.将两根电阻丝并联后加热，水温升高最快
C.只用其中一根电阻丝加热，水温升高最快
D.因为电源电压一样，所以无论用哪种连接方式加热，水温升高快慢都相同
答案
2. B
解析
【分析】
要判断哪种连接方式水温升高最快，需明确：加热同一杯水时，相同时间内电阻丝产生的热量越多，水温升高越快。纯电阻电路中，电热公式为$Q=\frac{U^2t}{R_{总}}$（电源电压$U$不变，加热时间$t$相同），因此相同时间内产生的热量与总电阻成反比，总电阻越小，产热越多，升温越快。接下来分别计算两根相同电阻丝（设单根电阻为$R$）串联、并联、单根使用时的总电阻，比较后即可得出结论。
【解析】
设每根电阻丝的电阻为$R$，电源电压为$U$，加热时间为$t$。
纯电阻电路中，相同时间内电阻丝产生的热量$Q=\frac{U^2t}{R_{总}}$，$Q$与$R_{总}$成反比。
1. 串联时总电阻：$R_{串}=R+R=2R$；
2. 并联时总电阻：由并联电阻公式$\frac{1}{R_{并}}=\frac{1}{R}+\frac{1}{R}$，得$R_{并}=\frac{R}{2}$；
3. 单根使用时总电阻：$R_{单}=R$。
比较总电阻大小：$R_{并}＜R_{单}＜R_{串}$，因此并联时相同时间内产生的热量最多，水温升高最快。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律；电热计算
【点评】
本题考查焦耳定律在电热问题中的应用，核心是掌握纯电阻电路中电热与总电阻的关系，需结合串并联电阻的计算分析，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
要判断哪种连接方式水温升高最快，需明确：加热同一杯水时，相同时间内电阻丝产生的热量越多，水温升高越快。纯电阻电路中，电热公式为$Q=\frac{U^2t}{R_{总}}$（电源电压$U$不变，加热时间$t$相同），因此相同时间内产生的热量与总电阻成反比，总电阻越小，产热越多，升温越快。接下来分别计算两根相同电阻丝（设单根电阻为$R$）串联、并联、单根使用时的总电阻，比较后即可得出结论。
【解析】
设每根电阻丝的电阻为$R$，电源电压为$U$，加热时间为$t$。
纯电阻电路中，相同时间内电阻丝产生的热量$Q=\frac{U^2t}{R_{总}}$，$Q$与$R_{总}$成反比。
1. 串联时总电阻：$R_{串}=R+R=2R$；
2. 并联时总电阻：由并联电阻公式$\frac{1}{R_{并}}=\frac{1}{R}+\frac{1}{R}$，得$R_{并}=\frac{R}{2}$；
3. 单根使用时总电阻：$R_{单}=R$。
比较总电阻大小：$R_{并}＜R_{单}＜R_{串}$，因此并联时相同时间内产生的热量最多，水温升高最快。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律；电热计算
【点评】
本题考查焦耳定律在电热问题中的应用，核心是掌握纯电阻电路中电热与总电阻的关系，需结合串并联电阻的计算分析，属于基础题型。
【难度系数】
0.6
3. 某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是（
B
）答案
3. B
解析
【分析】
要探究电流通过导体产生热量与电阻的关系，需依据控制变量法，控制通过导体的电流和通电时间相同，改变导体电阻大小。因此应选择将不同电阻串联的电路，因为串联电路电流处处相等、通电时间相同，满足实验的变量控制要求。逐一分析各选项：A仅含一个电阻，无法对比不同电阻的热量情况；B为两个电阻串联，符合控制变量；C为并联电路，电流不同，不符合要求；D仅含一个电阻，无法探究与电阻的关系。
【解析】
探究电流产生热量与电阻的关系时，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，需控制电流$I$和通电时间$t$相同，改变电阻$R$，因此需将不同阻值的电阻串联，保证电流和时间一致：
选项A：电路只有1个10Ω电阻，无法对比不同电阻产生热量的情况，错误；
选项B：5Ω和10Ω电阻串联，电流表测电路电流，串联电路电流处处相等，通电时间相同，满足控制变量要求，正确；
选项C：5Ω和10Ω电阻并联，并联电路各支路电流不同，无法控制电流相同，不符合实验要求，错误；
选项D：电路只有1个5Ω电阻，无法探究电流产生热量与电阻的关系，错误。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、控制变量法、串并联电路特点
【点评】
本题考查探究电流产生热量与电阻关系的实验，核心是控制变量法的应用，需明确实验需控制电流和通电时间相同，因此选择串联电路，是初中电学实验的基础题型。
【难度系数】
0.6
要探究电流通过导体产生热量与电阻的关系，需依据控制变量法，控制通过导体的电流和通电时间相同，改变导体电阻大小。因此应选择将不同电阻串联的电路，因为串联电路电流处处相等、通电时间相同，满足实验的变量控制要求。逐一分析各选项：A仅含一个电阻，无法对比不同电阻的热量情况；B为两个电阻串联，符合控制变量；C为并联电路，电流不同，不符合要求；D仅含一个电阻，无法探究与电阻的关系。
【解析】
探究电流产生热量与电阻的关系时，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，需控制电流$I$和通电时间$t$相同，改变电阻$R$，因此需将不同阻值的电阻串联，保证电流和时间一致：
选项A：电路只有1个10Ω电阻，无法对比不同电阻产生热量的情况，错误；
选项B：5Ω和10Ω电阻串联，电流表测电路电流，串联电路电流处处相等，通电时间相同，满足控制变量要求，正确；
选项C：5Ω和10Ω电阻并联，并联电路各支路电流不同，无法控制电流相同，不符合实验要求，错误；
选项D：电路只有1个5Ω电阻，无法探究电流产生热量与电阻的关系，错误。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、控制变量法、串并联电路特点
【点评】
本题考查探究电流产生热量与电阻关系的实验，核心是控制变量法的应用，需明确实验需控制电流和通电时间相同，因此选择串联电路，是初中电学实验的基础题型。
【难度系数】
0.6
4. 小华家电热毯内的电阻丝断了，小华爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用，在使用过程中发现接头处的电热毯烧焦了，其原因可能是 （
A.电阻丝总长度变短，总电阻变小，电流变大
B.电阻丝总长度变短，总电阻变大，电流变小
C.接头处电阻变小，相同时间内释放的热量更多
D.接头处电阻变大，相同时间内释放的热量更多
D
）A.电阻丝总长度变短，总电阻变小，电流变大
B.电阻丝总长度变短，总电阻变大，电流变小
C.接头处电阻变小，相同时间内释放的热量更多
D.接头处电阻变大，相同时间内释放的热量更多
答案
4. D
解析
【分析】
这道题考查焦耳定律和电阻的影响因素，解题思路如下：1. 明确电阻丝断头接上后，接头处因接触不良，横截面积变小，导致接头处电阻比同长度正常电阻丝的电阻大；2. 接头处与电阻丝其他部分串联，串联电路中各处电流相等，即通过接头处的电流与其他部分电流相同；3. 根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，当电流$I$和通电时间$t$相同时，电阻$R$越大，相同时间内产生的热量$Q$越多，由此分析接头处烧焦的原因。
【解析】
电阻丝断头处接上后，接头处接触不良，横截面积减小，导致接头处的电阻变大。由于接头处与电阻丝的其他部分串联，根据串联电路的特点，各处电流相等，即通过接头处的电流与电阻丝其他部分的电流大小相同。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流$I$和通电时间$t$相同的情况下，电阻越大，相同时间内产生的热量越多，因此接头处热量过多，导致电热毯烧焦。
选项A、B中，电阻丝总长度变短对总电阻的影响很小，电路电流变化不明显，不是烧焦的主要原因；选项C中接头处电阻变小的说法错误；只有选项D符合分析结果。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律、电阻的影响因素
【点评】
本题结合生活实际现象，考查物理知识的应用，需要理解串联电路电流特点和焦耳定律的应用，是初中物理的常见基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
这道题考查焦耳定律和电阻的影响因素，解题思路如下：1. 明确电阻丝断头接上后，接头处因接触不良，横截面积变小，导致接头处电阻比同长度正常电阻丝的电阻大；2. 接头处与电阻丝其他部分串联，串联电路中各处电流相等，即通过接头处的电流与其他部分电流相同；3. 根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，当电流$I$和通电时间$t$相同时，电阻$R$越大，相同时间内产生的热量$Q$越多，由此分析接头处烧焦的原因。
【解析】
电阻丝断头处接上后，接头处接触不良，横截面积减小，导致接头处的电阻变大。由于接头处与电阻丝的其他部分串联，根据串联电路的特点，各处电流相等，即通过接头处的电流与电阻丝其他部分的电流大小相同。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流$I$和通电时间$t$相同的情况下，电阻越大，相同时间内产生的热量越多，因此接头处热量过多，导致电热毯烧焦。
选项A、B中，电阻丝总长度变短对总电阻的影响很小，电路电流变化不明显，不是烧焦的主要原因；选项C中接头处电阻变小的说法错误；只有选项D符合分析结果。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律、电阻的影响因素
【点评】
本题结合生活实际现象，考查物理知识的应用，需要理解串联电路电流特点和焦耳定律的应用，是初中物理的常见基础题型，难度适中。
【难度系数】
0.5
5. 已知两个电阻的阻值之比为$R_1:R_2=9:1$，在相同时间内产生的热量之比为$Q_1:Q_2=9:4$，则通过两个电阻的电流之比为（
A.$9:1$
B.$1:2$
C.$1:6$
D.$6:1$
B
）A.$9:1$
B.$1:2$
C.$1:6$
D.$6:1$
答案
5. B
解析
【分析】本题考查纯电阻电路中电流产生热量的计算，需运用焦耳定律公式。已知两个电阻的阻值比、相同时间内产生的热量比，要求电流比，可利用焦耳定律的变形公式，结合已知比例关系推导。步骤为：1. 确定纯电阻电路的热量公式$Q=I^2Rt$；2. 由于时间$t$相同，热量比可简化为电流平方与电阻乘积的比；3. 代入已知的电阻比和热量比，计算电流比。
【解析】对于纯电阻电路，电流产生的热量公式为：$Q = I^2 R t$。
由题意可知，两个电阻的通电时间$t$相同，因此热量之比可表示为：
$\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{I_1^2 R_1 t}{I_2^2 R_2 t}$
约去相同的时间$t$，整理得：
$\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{I_1^2}{I_2^2} · \frac{R_1}{R_2}$
将已知条件$R_1:R_2 = 9:1$、$Q_1:Q_2 = 9:4$代入上式：
$\frac{9}{4} = \frac{I_1^2}{I_2^2} · \frac{9}{1}$
变形求解电流平方之比：
$\frac{I_1^2}{I_2^2} = \frac{9}{4} ÷ 9 = \frac{1}{4}$
由于电流为正数，开方得电流之比：
$\frac{I_1}{I_2} = \frac{1}{2}$，即$I_1:I_2 = 1:2$，对应选项B。
【答案】B
【知识点】焦耳定律、比例计算
【点评】本题是焦耳定律的基础应用题型，核心是利用纯电阻电路的热量公式结合比例关系求解，需注意公式变形和比例运算的准确性，难度适中，适合初中物理基础练习。
【难度系数】0.6
【解析】对于纯电阻电路，电流产生的热量公式为：$Q = I^2 R t$。
由题意可知，两个电阻的通电时间$t$相同，因此热量之比可表示为：
$\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{I_1^2 R_1 t}{I_2^2 R_2 t}$
约去相同的时间$t$，整理得：
$\frac{Q_1}{Q_2} = \frac{I_1^2}{I_2^2} · \frac{R_1}{R_2}$
将已知条件$R_1:R_2 = 9:1$、$Q_1:Q_2 = 9:4$代入上式：
$\frac{9}{4} = \frac{I_1^2}{I_2^2} · \frac{9}{1}$
变形求解电流平方之比：
$\frac{I_1^2}{I_2^2} = \frac{9}{4} ÷ 9 = \frac{1}{4}$
由于电流为正数，开方得电流之比：
$\frac{I_1}{I_2} = \frac{1}{2}$，即$I_1:I_2 = 1:2$，对应选项B。
【答案】B
【知识点】焦耳定律、比例计算
【点评】本题是焦耳定律的基础应用题型，核心是利用纯电阻电路的热量公式结合比例关系求解，需注意公式变形和比例运算的准确性，难度适中，适合初中物理基础练习。
【难度系数】0.6
6. 如图所示,将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封,用三个阻值不同的电阻丝($R_1 ＜ R_2 ＜ R_3$)分别给三个烧瓶中的空气加热,通电一段时间后（
A.体积变化最大的气球是a
B.体积变化最大的气球是b
C.体积变化最大的气球是c
D.三个气球体积变化相同
C
）A.体积变化最大的气球是a
B.体积变化最大的气球是b
C.体积变化最大的气球是c
D.三个气球体积变化相同
答案
6. C
解析
【分析】首先观察电路连接，三个电阻丝R₁、R₂、R₃为串联关系，根据串联电路特点，通过它们的电流大小相等，且通电时间相同。再结合焦耳定律，分析不同电阻产生热量的多少，进而判断烧瓶内空气受热膨胀的程度，确定气球体积变化最大的选项。
【解析】由图可知，R₁、R₂、R₃串联，因此通过三个电阻的电流I相等，通电时间t也相同。根据焦耳定律公式Q=I²Rt，当电流I和通电时间t一定时，电阻R越大，电流产生的热量Q越多。已知R₁＜R₂＜R₃，所以R₃产生的热量最多，对应的烧瓶内空气吸收热量最多，温度升高最显著，空气受热膨胀程度最大，因此气球c的体积变化最大。
【答案】C
【知识点】焦耳定律、串联电路特点、气体热胀冷缩
【点评】本题结合实验装置考查焦耳定律的应用，需先分析电路连接方式，再利用焦耳定律判断产热多少，进而分析气体热膨胀情况，属于基础应用类题目，侧重知识点的综合运用。
【难度系数】0.6
【解析】由图可知，R₁、R₂、R₃串联，因此通过三个电阻的电流I相等，通电时间t也相同。根据焦耳定律公式Q=I²Rt，当电流I和通电时间t一定时，电阻R越大，电流产生的热量Q越多。已知R₁＜R₂＜R₃，所以R₃产生的热量最多，对应的烧瓶内空气吸收热量最多，温度升高最显著，空气受热膨胀程度最大，因此气球c的体积变化最大。
【答案】C
【知识点】焦耳定律、串联电路特点、气体热胀冷缩
【点评】本题结合实验装置考查焦耳定律的应用，需先分析电路连接方式，再利用焦耳定律判断产热多少，进而分析气体热膨胀情况，属于基础应用类题目，侧重知识点的综合运用。
【难度系数】0.6
7. 如图所示，一个阻值为10 Ω的定值电阻$R_2$与一个标有“12 V 6 W”字样的灯泡L并联，电源电压为6 V保持不变。可知灯泡正常工作时的电阻为
24
Ω；假设灯泡电阻恒定不变，闭合开关S后，灯泡L的实际电功率为1.5
W，定值电阻$R_2$每分钟产生的热量为216
J。答案
7. 24 1.5 216
解析
【分析】
本题需分三步解决：首先利用灯泡的额定电压和额定功率计算其正常工作的电阻；再根据并联电路电压特点，结合灯泡电阻计算实际电功率；最后利用焦耳定律计算定值电阻产生的热量，核心是掌握电功率、焦耳定律公式及并联电路的电压规律。
【解析】
1. 计算灯泡正常工作时的电阻：
灯泡正常工作时，电压为额定电压$U_{额}=12V$，额定功率$P_{额}=6W$，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，变形得灯泡正常工作的电阻：
$R_L=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}=\frac{(12V)^2}{6W}=24Ω$。
2. 计算灯泡的实际电功率：
闭合开关$S$后，灯泡$L$与$R_2$并联，电源电压$U=6V$，因此灯泡两端实际电压$U_{实}=U=6V$，灯泡电阻恒定为$24Ω$，则实际电功率：
$P_{实}=\frac{U_{实}^2}{R_L}=\frac{(6V)^2}{24Ω}=1.5W$。
3. 计算定值电阻产生的热量：
定值电阻$R_2=10Ω$，两端电压$U=6V$，时间$t=1min=60s$，根据焦耳定律$Q=W=\frac{U^2t}{R}$，产生的热量：
$Q=\frac{U^2t}{R_2}=\frac{(6V)^2×60s}{10Ω}=216J$。
【答案】
24；1.5；216
【知识点】
电功率计算、焦耳定律、并联电路特点
【点评】
本题为基础电学综合题，考查电功率、焦耳定律的应用，关键是明确并联电路电压相等的特点，区分额定功率与实际功率，难度适中。
【难度系数】
0.5
本题需分三步解决：首先利用灯泡的额定电压和额定功率计算其正常工作的电阻；再根据并联电路电压特点，结合灯泡电阻计算实际电功率；最后利用焦耳定律计算定值电阻产生的热量，核心是掌握电功率、焦耳定律公式及并联电路的电压规律。
【解析】
1. 计算灯泡正常工作时的电阻：
灯泡正常工作时，电压为额定电压$U_{额}=12V$，额定功率$P_{额}=6W$，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，变形得灯泡正常工作的电阻：
$R_L=\frac{U_{额}^2}{P_{额}}=\frac{(12V)^2}{6W}=24Ω$。
2. 计算灯泡的实际电功率：
闭合开关$S$后，灯泡$L$与$R_2$并联，电源电压$U=6V$，因此灯泡两端实际电压$U_{实}=U=6V$，灯泡电阻恒定为$24Ω$，则实际电功率：
$P_{实}=\frac{U_{实}^2}{R_L}=\frac{(6V)^2}{24Ω}=1.5W$。
3. 计算定值电阻产生的热量：
定值电阻$R_2=10Ω$，两端电压$U=6V$，时间$t=1min=60s$，根据焦耳定律$Q=W=\frac{U^2t}{R}$，产生的热量：
$Q=\frac{U^2t}{R_2}=\frac{(6V)^2×60s}{10Ω}=216J$。
【答案】
24；1.5；216
【知识点】
电功率计算、焦耳定律、并联电路特点
【点评】
本题为基础电学综合题，考查电功率、焦耳定律的应用，关键是明确并联电路电压相等的特点，区分额定功率与实际功率，难度适中。
【难度系数】
0.5
