[典例3]如图所示,灯泡L上标有“0.5 A 3 W”字样,当闭合开关S时,灯泡L正常发光,此时电流表的示数为0.3 A。求：

(1)电源电压。
(2)电阻器R的阻值。
(3)通电1 min电阻器R产生的热量。

解析：(1)由图可知,灯L与电阻器R并联,闭合开关,灯泡正常发光,则灯泡两端的电压等于其额定电压；由P= UI可知,灯泡两端的电压$U_{L}= \frac{P_{L}}{I_{L}}= \frac{3W}{0.5A}= 6V$；根据并联电路的电压特点可知,电源电压$U= U_{R}= U_{L}= 6V$。
(2)由图可知,电流表测量通过电阻器R的电流$I_{R}= 0.3A$,由欧姆定律可知,R的电阻$R= \frac{U_{R}}{I_{R}}= \frac{6V}{0.3A}= 20Ω$。
(3)通电1 min电阻器R产生的热量$Q= I_{R}^{2}Rt= (0.3A)^{2}×20Ω×60s= 108J$。
答案：(1)6 V (2)20Ω (3)108 J

[典例4]下列事例中,属于防止电流热效应产生危害的是()。
A.用电热孵化器孵小鸡
B.用电热水壶烧水
C.用电熨斗熨衣服
D.电脑里装有防热风扇

解析：用电热孵化器孵小鸡,使用电热水壶烧水,用电熨斗熨衣服,都是将电能转化为内能,属于利用电流的热效应,故A、B、C不符合题意；启动电脑后,防热风扇可给电脑降温,是为了防止电热产生危害,故D符合题意。
答案：D

1.英国物理学家焦耳经过多次实验,最终归纳总结得出焦耳定律。以下物理量的单位用焦耳命名的是()。
A.电功率
B.电阻
C.能量
D.电流

C

电功率的单位是瓦特，电阻的单位是欧姆，能量的单位是焦耳，电流的单位是安培。所以用焦耳命名的物理量单位是能量。

2.用如图所示的实验装置探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关。以下说法中不正确的是()。

A.通过观察温度计的示数比较电流产生的热量
B.利用该实验装置可以探究通电时间一定时,导体产生的热量与电阻的关系
C.利用该实验装置还可以探究通电时间一定时,导体产生的热量与电流的关系
D.甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体

D

A.电流产生的热量越多，液体吸收热量越多，温度升高越多，可通过观察温度计示数比较热量，A正确；B.甲、乙中铜丝和镍铬合金丝电阻不同，串联电流和通电时间相同，可探究热量与电阻关系，B正确；C.滑动变阻器可改变电路电流，控制通电时间一定，能探究热量与电流关系，C正确；D.不同液体比热容不同，吸收相同热量温度变化不同，不能用不同液体比较热量，D错误。

3.取口香糖锡纸,剪成如图所示形状,其中$AB和CD$段等长。戴好防护手套,将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池的正、负极,发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是()。

A.通过$AB段和CD$段的电流不相等
B.正常情况下,$AB$段会先着火
C.$AB段和CD$段的电压相等
D.$AB段和CD$段的电阻相等

B

锡纸条AB段和CD段串联在电路中，串联电路电流处处相等，A错误；AB段与CD段材料、长度相同，AB段横截面积较小（由图示形状可知），电阻较大，根据Q=I²Rt，电流和时间相同，电阻大的AB段产生热量更多，会先着火，B正确；串联电路中电压分配与电阻成正比，AB段电阻大，其电压较大，C错误；AB段横截面积小，电阻大于CD段，D错误。

4.甲、乙两电热丝电阻之比为$2:3$,通过的电流之比为$3:1$,则相同时间内产生的热量之比为()。
A.$2:1$
B.$6:1$
C.$1:2$
D.$1:6$

B

本题可根据焦耳定律$Q = I^{2}Rt$来计算甲、乙两电热丝在相同时间内产生的热量之比。
设甲电热丝的电阻为$R_{1}$，通过的电流为$I_{1}$，乙电热丝的电阻为$R_{2}$，通过的电流为$I_{2}$，通电时间为$t$。
根据焦耳定律，甲电热丝产生的热量$Q_{1}=I_{1}^{2}R_{1}t$，乙电热丝产生的热量$Q_{2}=I_{2}^{2}R_{2}t$。
则$\frac{Q_{1}}{Q_{2}}=\frac{I_{1}^{2}R_{1}t}{I_{2}^{2}R_{2}t}$，因为时间$t$相同，所以$\frac{Q_{1}}{Q_{2}}=\frac{I_{1}^{2}R_{1}}{I_{2}^{2}R_{2}}$。
已知$\frac{R_{1}}{R_{2}} = \frac{2}{3}$，$\frac{I_{1}}{I_{2}} = \frac{3}{1}$，将其代入上式可得：
$\frac{Q_{1}}{Q_{2}}=\frac{3^{2}×2}{1^{2}×3}=\frac{9×2}{3}=6:1$