1. 下列用电器利用电流热效应工作的是（）。

A.洗衣机
B.电视机
C.吸尘器
D.电饭锅

1. D

【分析】
要判断用电器是否利用电流热效应工作，需明确电流热效应的本质是电能转化为内能，即该用电器主要将电能转化为热量。逐一分析各选项的能量转化情况，即可得出答案。
【解析】
电流的热效应是指电流通过导体时产生热量，将电能转化为内能的现象。对各选项分析如下：
A. 洗衣机的核心部件是电动机，工作时主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应；
B. 电视机工作时主要将电能转化为光能、声能，仅少量能量转化为内能，不是利用电流热效应；
C. 吸尘器的核心是电动机，工作时主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应；
D. 电饭锅工作时，电能主要转化为内能，用于加热食物，是利用电流热效应工作的。
【答案】
D
【知识点】
电流的热效应、电能的转化
【点评】
本题考查电流热效应的应用，属于基础题，需掌握常见用电器的能量转化，明确电流热效应的判断依据。
【难度系数】
0.8

2. 如图15-4-2所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法中错误的是()。

A.通电后，图(a)中左、右电阻产生的热量之比是$1:2$
B.图(b)所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
C.通电后，图(b)中左、右电阻产生的热量之比是$2:1$
D.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩

2. C

【分析】
本题考查焦耳定律的应用，需结合串联、并联电路的电流特点，利用控制变量法分析实验装置，再根据焦耳定律$Q=I^2Rt$判断各选项正误。解题思路：先明确图(a)中两电阻串联，电流、通电时间相同，热量与电阻成正比；再明确图(b)中右侧容器外的电阻与容器内电阻并联，导致右侧容器内电阻电流为左侧的一半，探究热量与电流的关系；最后逐一分析选项，找出错误项。
【解析】
选项A：图(a)中，5Ω和10Ω电阻串联，电流$I$相同、通电时间$t$相同，根据$Q=I^2Rt$，热量与电阻成正比，故$Q_{左}:Q_{右}=5Ω:10Ω=1:2$，A正确。
选项B：图(b)中，右侧容器外的5Ω电阻与容器内的5Ω电阻并联，因此通过左侧容器内电阻的电流$I$是右侧容器内电阻电流$I'$的2倍（$I=2I'$），电阻和通电时间相同，可探究电流产生的热量与电流大小的关系，B正确。
选项C：图(b)中，设左侧电流为$I$，右侧电流为$\frac{I}{2}$，电阻均为5Ω、通电时间$t$相同，则$Q_{左}=I^2Rt$，$Q_{右}=(\frac{I}{2})^2Rt=\frac{I^2Rt}{4}$，故$Q_{左}:Q_{右}=4:1$，不是2:1，C错误。
选项D：电流产生的热量使容器内空气受热膨胀，导致U形管液面高度变化，利用了气体热胀冷缩的性质，D正确。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律、电流的热效应、控制变量法
【点评】
本题是焦耳定律实验的典型题，需掌握串并联电路的电流规律，结合焦耳定律分析热量的影响因素，易错点是图(b)中电流的分流分析，整体考查基础且灵活。
【难度系数】
0.5

3. 电炉丝和铜导线串联接在电路中，通电后，电炉丝热得发红而铜导线却不怎么热，这是因为电炉丝和铜导线中的相等，但是电炉丝的比铜导线的大，消耗的电能多。

3. 电流 电阻

【分析】
要解决这道题，需结合串联电路的电流特点和焦耳定律分析：首先，电炉丝与铜导线串联，根据串联电路的规律，串联电路中各处电流相等，因此二者的电流相同；再根据焦耳定律Q=I²Rt，当电流和通电时间相同时，导体产生的热量与电阻成正比，电炉丝热得发红说明其产生热量更多，由此可知电炉丝的电阻更大，消耗电能更多。
【解析】
电炉丝和铜导线串联接在电路中，根据串联电路的电流特点：串联电路中各处电流相等，因此通过电炉丝和铜导线的电流相等；根据焦耳定律Q=I²Rt，在电流I和通电时间t相同的情况下，导体产生的热量Q与导体的电阻R成正比。电炉丝热得发红，说明相同时间内电炉丝产生的热量远多于铜导线，因此电炉丝的电阻比铜导线的电阻大，消耗的电能更多（电能转化为内能，热量多对应消耗电能多）。
【答案】
电流；电阻
【知识点】
串联电路的电流特点、焦耳定律的应用
【点评】
本题结合生活中常见的电炉与导线的现象，考查串联电路电流规律和焦耳定律的实际应用，属于基础知识点的考查，难度较低，学生易掌握。
【难度系数】
0.8

4. 某导体的电阻为$2\ \Omega$，当通过它的电流为$3\ \mathrm{A}$时，导体的发热功率为 W。
通电$1\ \mathrm{min}$，导体上产生的热量为 J。

4. 18 1080

【分析】
要解决这道题，需明确纯电阻电路中发热功率和产生热量的计算方法：1. 发热功率：纯电阻电路的发热功率可利用公式$P=I^2R$计算，导体为纯电阻，电流通过时的功率全部用于发热；2. 产生的热量：纯电阻电路中，电流产生的热量等于电流做的功，可利用$Q=Pt$或焦耳定律$Q=I^2Rt$计算，计算时需将时间单位转换为秒。
【解析】
1. 计算发热功率：
已知导体电阻$R=2\ \Omega$，通过的电流$I=3\ \mathrm{A}$，根据纯电阻电路发热功率公式$P=I^2R$，代入数值：
$P=(3\ \mathrm{A})^2×2\ \Omega=9×2\ \mathrm{W}=18\ \mathrm{W}$。
2. 计算通电1min产生的热量：
先转换时间单位：$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，纯电阻电路中热量$Q=Pt$，代入$P=18\ \mathrm{W}$、$t=60\ \mathrm{s}$：
$Q=18\ \mathrm{W}×60\ \mathrm{s}=1080\ \mathrm{J}$（或用焦耳定律$Q=I^2Rt=(3\ \mathrm{A})^2×2\ \Omega×60\ \mathrm{s}=1080\ \mathrm{J}$，结果一致）。
【答案】
18；1080
【知识点】
电功率计算；焦耳定律
【点评】
本题考查纯电阻电路中发热功率和电热的基础计算，属于电学基础题型，只要掌握相关公式并注意单位转换即可正确解答。
【难度系数】
0.9

5. 计算电流通过洗衣机产生的热量,下面公式选用正确的是()。

A.$UI$
B.$Pt$
C.$I^2Rt$
D.$\dfrac{U^2 t}{R}$

5. C

【分析】首先明确洗衣机是带有电动机的非纯电阻用电器，电流通过时，电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能（即电流产生的热量）。需区分电功公式与电热公式的适用范围：电功公式（UI、Pt）适用于所有电路，计算总功；电热公式中，焦耳定律的$I^2Rt$适用于所有电路的电热计算，而$\dfrac{U^2 t}{R}$由欧姆定律推导，仅适用于纯电阻电路（电能全部转化为内能的用电器）。题目要求计算电流产生的热量，需选择适用于非纯电阻电路的电热公式。
【解析】1. 确定用电器类型：洗衣机含电动机，属于非纯电阻用电器，电流做功时电能转化为机械能和内能，总功大于电热。
2. 分析各选项：
A选项$UI$：是电功的定义式，计算电路总功，不是热量，排除；
B选项$Pt$：电功（功率×时间），同样计算总功，不是热量，排除；
C选项$I^2Rt$：焦耳定律的表达式，适用于所有电路的电热计算，包括非纯电阻电路，符合要求；
D选项$\dfrac{U^2 t}{R}$：仅适用于纯电阻电路，洗衣机不是纯电阻，排除。
【答案】C
【知识点】焦耳定律、非纯电阻电路的电热计算
【点评】本题考查电功与电热的公式适用条件，核心是区分纯电阻与非纯电阻用电器的能量转化特点，需牢记电热公式的适用范围，避免混淆电功和电热的计算式。
【难度系数】0.5

6. 电热既有要利用的一面，也有要防止的一面。长期不用的家电设备隔一段时间需要通电一次，这是电热；而电视机的机壳上设计了网状花格，这是为了电热。（均选填“防止”或“利用”）

6. 利用 防止

【分析】
首先明确电热的作用分为利用和防止两类：当电热对我们有利时，需要利用；当电热对我们有害时，需要防止。再结合生活实例分析：长期不用的家电隔段时间通电，是利用电流产生的热量去除电器内部潮气，属于对电热的利用；电视机机壳的网状花格是散热结构，目的是散发工作时产生的热量，避免电热过多损坏电器，属于对电热的防止。
【解析】
1. 长期不用的家电设备隔一段时间通电，电流通过电器元件产生热量，可驱走内部潮气，这是对电热的利用，故填“利用”；
2. 电视机工作时会产生热量，机壳上的网状花格用于散热，防止电热积累损坏电器，故填“防止”。
【答案】
利用 防止
【知识点】
电热的利用 电热的防止
【点评】
本题结合生活常见电器实例，考查电热的利用与防止，难度较低，注重物理知识与生活实际的结合，帮助学生理解物理知识的实际应用。
【难度系数】
0.9