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要点梳理
（1）电流通过导体时产生的热量，跟成正比，跟成正比，跟成正比。这个规律叫做焦耳定律。
（2）焦耳定律的计算公式：（适用于所有电路）。其中Q、I、R、t的单位分别为J、A、Ω、s。
（3）对于纯电阻电路，电流通过导体时，电能全部转化为，所以可以推导出：$Q=W=$$=$$=$；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量，求Q时只能用公式$Q=I^2Rt$。
（1）电流通过导体时产生的热量，跟成正比，跟成正比，跟成正比。这个规律叫做焦耳定律。
（2）焦耳定律的计算公式：（适用于所有电路）。其中Q、I、R、t的单位分别为J、A、Ω、s。
（3）对于纯电阻电路，电流通过导体时，电能全部转化为，所以可以推导出：$Q=W=$$=$$=$；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量，求Q时只能用公式$Q=I^2Rt$。
答案
(1)电流的二次方 导体的电阻 通电的时间
(2)$Q=I^2Rt$
(3)内能 $Pt$ $UIt$ $\dfrac{U^2}{R}t$
(2)$Q=I^2Rt$
(3)内能 $Pt$ $UIt$ $\dfrac{U^2}{R}t$
解析
【分析】本题考查焦耳定律的基础知识点，解题思路为：1. 回忆焦耳定律的内容，明确电流产生热量的三个影响因素；2. 牢记焦耳定律的通用计算公式；3. 区分纯电阻电路和非纯电阻电路中电能的转化形式，进而推导纯电阻电路中电热与电功的关系及对应公式。
【解析】（1）焦耳定律的内容是：电流通过导体时产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比；（2）焦耳定律适用于所有电路的计算公式为$Q=I^2Rt$；（3）纯电阻电路中，电能全部转化为内能，此时电热等于电功，推导可得$Q=W=Pt=UIt=\dfrac{U^2}{R}t$，非纯电阻电路中电能除转化为内能外还有其他形式的能，求Q只能用$Q=I^2Rt$。
【答案】(1)电流的二次方、导体的电阻、通电的时间；(2)$Q=I^2Rt$；(3)内能、$Pt$、$UIt$、$\dfrac{U^2}{R}t$
【知识点】焦耳定律、电功与电热的关系、纯电阻电路
【点评】本题为电学电热部分的基础概念题，侧重考查对焦耳定律核心内容的记忆，是初中物理的必考点，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】（1）焦耳定律的内容是：电流通过导体时产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比；（2）焦耳定律适用于所有电路的计算公式为$Q=I^2Rt$；（3）纯电阻电路中，电能全部转化为内能，此时电热等于电功，推导可得$Q=W=Pt=UIt=\dfrac{U^2}{R}t$，非纯电阻电路中电能除转化为内能外还有其他形式的能，求Q只能用$Q=I^2Rt$。
【答案】(1)电流的二次方、导体的电阻、通电的时间；(2)$Q=I^2Rt$；(3)内能、$Pt$、$UIt$、$\dfrac{U^2}{R}t$
【知识点】焦耳定律、电功与电热的关系、纯电阻电路
【点评】本题为电学电热部分的基础概念题，侧重考查对焦耳定律核心内容的记忆，是初中物理的必考点，难度较低。
【难度系数】0.7
1.某台电熨斗正常工作时，通过它的电阻丝的电流是2 A，电阻丝的电阻是110 Ω，通电1 min可以产生
$2.64×10^4$
J的热量，消耗$2.64×10^4$
J的电能。答案
1. $2.64×10^4$ $2.64×10^4$
解析
【分析】
要解决这道题，首先明确电熨斗是纯电阻用电器，电流产生的热量可通过焦耳定律计算；纯电阻电路中，消耗的电能全部转化为热量，因此电能等于产生的热量。解题步骤：1. 统一时间单位，将1min转换为60s；2. 代入焦耳定律公式计算热量；3. 根据纯电阻电路特点得出消耗的电能。
【解析】
解：通电时间 $ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $。
根据焦耳定律，电流产生的热量：
$ Q = I^2 R t = (2\ \mathrm{A})^2 × 110\ \Omega × 60\ \mathrm{s} = 4 × 110 × 60\ \mathrm{J} = 26400\ \mathrm{J} = 2.64 × 10^4\ \mathrm{J} $。
电熨斗是纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能，因此消耗的电能 $ W = Q = 2.64 × 10^4\ \mathrm{J} $。
【答案】
$ 2.64×10^4 $；$ 2.64×10^4 $
【知识点】
焦耳定律；纯电阻电路的电能与热量关系
【点评】
本题考查焦耳定律的应用，核心是掌握纯电阻电路中电能与热量的等量关系，计算时需注意单位统一，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，首先明确电熨斗是纯电阻用电器，电流产生的热量可通过焦耳定律计算；纯电阻电路中，消耗的电能全部转化为热量，因此电能等于产生的热量。解题步骤：1. 统一时间单位，将1min转换为60s；2. 代入焦耳定律公式计算热量；3. 根据纯电阻电路特点得出消耗的电能。
【解析】
解：通电时间 $ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $。
根据焦耳定律，电流产生的热量：
$ Q = I^2 R t = (2\ \mathrm{A})^2 × 110\ \Omega × 60\ \mathrm{s} = 4 × 110 × 60\ \mathrm{J} = 26400\ \mathrm{J} = 2.64 × 10^4\ \mathrm{J} $。
电熨斗是纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能，因此消耗的电能 $ W = Q = 2.64 × 10^4\ \mathrm{J} $。
【答案】
$ 2.64×10^4 $；$ 2.64×10^4 $
【知识点】
焦耳定律；纯电阻电路的电能与热量关系
【点评】
本题考查焦耳定律的应用，核心是掌握纯电阻电路中电能与热量的等量关系，计算时需注意单位统一，属于基础题型，难度较低。
【难度系数】
0.8
2. 家用电风扇电动机的线圈电阻为2 Ω，正常工作时，通过的电流为2 A，通电5 min，电风扇消耗的电能为
$1.32×10^5$
J，线圈产生的热量为$2.4×10^3$
J。答案
2. $1.32×10^5$ $2.4×10^3$
解析
【分析】首先明确家用电风扇是非纯电阻用电器，消耗的电能是总电功，需结合家庭电路额定电压（220V）用电功公式计算；线圈产生的热量仅由电流热效应产生，用焦耳定律计算。先统一时间单位为秒，再分别代入对应公式，注意区分电功和电热的计算方法，避免公式混淆。
【解析】解：先统一时间单位：$t=5\ \mathrm{min}=5×60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{s}$，家用电风扇正常工作电压为家庭电路电压$U=220\ \mathrm{V}$。
1. 电风扇消耗的电能（总电功）：根据电功公式$W=UIt$，代入数据得：
$W=220\ \mathrm{V} × 2\ \mathrm{A} × 300\ \mathrm{s}=1.32×10^5\ \mathrm{J}$。
2. 线圈产生的热量：根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，代入数据得：
$Q=(2\ \mathrm{A})^2 × 2\ \Omega × 300\ \mathrm{s}=2.4×10^3\ \mathrm{J}$。
【答案】$1.32×10^5$；$2.4×10^3$
【知识点】电功计算、焦耳定律、非纯电阻电路
【点评】本题考查非纯电阻用电器的电功与电热计算，核心是区分总电能和电热的计算方式，需牢记家庭电路电压的隐含条件，避免公式误用，属于基础电学计算题。
【难度系数】0.6
【解析】解：先统一时间单位：$t=5\ \mathrm{min}=5×60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{s}$，家用电风扇正常工作电压为家庭电路电压$U=220\ \mathrm{V}$。
1. 电风扇消耗的电能（总电功）：根据电功公式$W=UIt$，代入数据得：
$W=220\ \mathrm{V} × 2\ \mathrm{A} × 300\ \mathrm{s}=1.32×10^5\ \mathrm{J}$。
2. 线圈产生的热量：根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，代入数据得：
$Q=(2\ \mathrm{A})^2 × 2\ \Omega × 300\ \mathrm{s}=2.4×10^3\ \mathrm{J}$。
【答案】$1.32×10^5$；$2.4×10^3$
【知识点】电功计算、焦耳定律、非纯电阻电路
【点评】本题考查非纯电阻用电器的电功与电热计算，核心是区分总电能和电热的计算方式，需牢记家庭电路电压的隐含条件，避免公式误用，属于基础电学计算题。
【难度系数】0.6
3. [2024·安徽中考]如图所示，电源两端的电压为6 V，电阻$R_2=20\ \Omega$，闭合开关S，电压表示数为4 V，则通电100 s整个电路产生的热量为
120
J。答案
3. 120
解析
【分析】首先明确电路连接方式：R₁与R₂串联，电压表测量R₂两端的电压。解题思路：①利用欧姆定律，通过R₂的电压和电阻求出串联电路中的电流；②纯电阻电路中，电路产生的热量等于电流做的功，结合电源电压、电流和通电时间，计算总热量。
【解析】由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端的电压U₂=4V，已知R₂=20Ω，电源电压U=6V，通电时间t=100s。
根据欧姆定律，串联电路的电流：$ I = \frac{U_2}{R_2} = \frac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A} $。
纯电阻电路中，整个电路产生的热量等于电流做的功，即$ Q = W = UIt = 6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} × 100\ \mathrm{s} = 120\ \mathrm{J} $。
【答案】120
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题考查串联电路规律及焦耳定律的基础应用，属于中考常见基础题型，需掌握纯电阻电路中热量与电功的关系。
【难度系数】0.7
【解析】由电路图可知，R₁与R₂串联，电压表测R₂两端的电压U₂=4V，已知R₂=20Ω，电源电压U=6V，通电时间t=100s。
根据欧姆定律，串联电路的电流：$ I = \frac{U_2}{R_2} = \frac{4\ \mathrm{V}}{20\ \Omega} = 0.2\ \mathrm{A} $。
纯电阻电路中，整个电路产生的热量等于电流做的功，即$ Q = W = UIt = 6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} × 100\ \mathrm{s} = 120\ \mathrm{J} $。
【答案】120
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题考查串联电路规律及焦耳定律的基础应用，属于中考常见基础题型，需掌握纯电阻电路中热量与电功的关系。
【难度系数】0.7
4.[2025·广东中考]如图所示，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻$R_1$、$R_2$的电流
相等
（选填“相等”或“不相等”）；观察U形管内液面高度差可知$R_2$
（选填“$R_1$”或“$R_2$”）产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向右
移动。答案
4. 相等 $R_2$ 右
解析
【分析】
首先观察电路连接，R₁与R₂串联，根据串联电路电流特点，串联电路各处电流相等，可判断通过两电阻的电流关系；再结合焦耳定律Q=I²Rt，在电流和通电时间相同时，电阻越大产生热量越多，判断哪个电阻产热多；要使液面变化更快，需增大产热量，即增大电路电流，结合滑动变阻器的接线情况，判断滑片移动方向。
【解析】
1. 电流关系：由图可知，R₁与R₂串联在电路中，根据串联电路的电流规律，串联电路中各处电流相等，因此通过R₁、R₂的电流相等。
2. 产热多少判断：根据焦耳定律Q=I²Rt，实验中R₁和R₂的电流I相同、通电时间t相同，已知R₁=5Ω，R₂=10Ω，R₂的电阻更大，所以R₂产生的热量更多，对应U形管液面高度差更大。
3. 滑片移动方向：要使液面高度差变化更快，需增大电阻产生的热量，即增大电路电流。根据欧姆定律，电源电压不变时，减小滑动变阻器接入电阻可增大电流。图中滑动变阻器接右下接线柱，滑片向右移动时，接入电阻变小，电路电流变大，因此滑片应向右移动。
【答案】
相等；$R_2$；右
【知识点】
串联电路电流特点；焦耳定律；滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查焦耳定律实验的相关分析，结合串联电路特点、焦耳定律公式和滑动变阻器调节，是电学基础实验题，需掌握控制变量法和转换法的应用。
【难度系数】
0.5
首先观察电路连接，R₁与R₂串联，根据串联电路电流特点，串联电路各处电流相等，可判断通过两电阻的电流关系；再结合焦耳定律Q=I²Rt，在电流和通电时间相同时，电阻越大产生热量越多，判断哪个电阻产热多；要使液面变化更快，需增大产热量，即增大电路电流，结合滑动变阻器的接线情况，判断滑片移动方向。
【解析】
1. 电流关系：由图可知，R₁与R₂串联在电路中，根据串联电路的电流规律，串联电路中各处电流相等，因此通过R₁、R₂的电流相等。
2. 产热多少判断：根据焦耳定律Q=I²Rt，实验中R₁和R₂的电流I相同、通电时间t相同，已知R₁=5Ω，R₂=10Ω，R₂的电阻更大，所以R₂产生的热量更多，对应U形管液面高度差更大。
3. 滑片移动方向：要使液面高度差变化更快，需增大电阻产生的热量，即增大电路电流。根据欧姆定律，电源电压不变时，减小滑动变阻器接入电阻可增大电流。图中滑动变阻器接右下接线柱，滑片向右移动时，接入电阻变小，电路电流变大，因此滑片应向右移动。
【答案】
相等；$R_2$；右
【知识点】
串联电路电流特点；焦耳定律；滑动变阻器的使用
【点评】
本题考查焦耳定律实验的相关分析，结合串联电路特点、焦耳定律公式和滑动变阻器调节，是电学基础实验题，需掌握控制变量法和转换法的应用。
【难度系数】
0.5
5. 下列现象或装置中:①电动机外壳上装散热片;②电视机后罩有许多小孔;③长期不用的电视机,隔段时间通电一次用来驱潮;④电暖手宝;⑤电脑机箱里装有小风扇。其中利用电流热效应的是
③④
,防止电热带来危害的是①②⑤
。(均填序号)答案
5. ③④ ①②⑤
解析
【分析】首先明确电流热效应的定义：电流通过导体时会产生热量，这种现象称为电流的热效应。解题时需判断每个现象是利用电流产生的热量实现功能，还是为了防止电流产生的热量带来危害：若装置/现象是利用电流产生的热量达成目的，则属于利用电流热效应；若装置/现象是为了散失电流产生的热量，避免过热损坏，则属于防止电热危害。接下来逐个分析题目中的序号即可得出结果。
【解析】1. 电流的热效应：电流通过导体时，导体会发热，这一现象叫电流的热效应。
2. 对各现象分析：
①电动机工作时会产生热量，外壳装散热片是为了将热量及时散发，防止电动机因过热损坏，属于防止电热危害；
②电视机工作时内部元件发热，后罩的小孔用于通风散热，避免电热积累损坏电视机，属于防止电热危害；
③长期不用的电视机隔段时间通电，通电时电流通过内部元件产生热量，可驱走内部潮气，是利用电流的热效应；
④电暖手宝工作时，电流通过电阻丝产生热量，用于取暖，是利用电流的热效应；
⑤电脑工作时内部元件发热，机箱内的小风扇用于加速空气流动散热，防止电热危害电脑元件，属于防止电热危害。
综上，利用电流热效应的是③④，防止电热带来危害的是①②⑤。
【答案】③④；①②⑤
【知识点】电流的热效应、电热的利用与防止
【点评】本题考查电流热效应的实际应用，核心是区分“利用电热”和“防止电热危害”的不同场景，属于基础概念题，难度不大，只要理解每个装置的作用即可正确解答。
【难度系数】0.6
【解析】1. 电流的热效应：电流通过导体时，导体会发热，这一现象叫电流的热效应。
2. 对各现象分析：
①电动机工作时会产生热量，外壳装散热片是为了将热量及时散发，防止电动机因过热损坏，属于防止电热危害；
②电视机工作时内部元件发热，后罩的小孔用于通风散热，避免电热积累损坏电视机，属于防止电热危害；
③长期不用的电视机隔段时间通电，通电时电流通过内部元件产生热量，可驱走内部潮气，是利用电流的热效应；
④电暖手宝工作时，电流通过电阻丝产生热量，用于取暖，是利用电流的热效应；
⑤电脑工作时内部元件发热，机箱内的小风扇用于加速空气流动散热，防止电热危害电脑元件，属于防止电热危害。
综上，利用电流热效应的是③④，防止电热带来危害的是①②⑤。
【答案】③④；①②⑤
【知识点】电流的热效应、电热的利用与防止
【点评】本题考查电流热效应的实际应用，核心是区分“利用电热”和“防止电热危害”的不同场景，属于基础概念题，难度不大，只要理解每个装置的作用即可正确解答。
【难度系数】0.6
6. 浴室除雾镜是在两片玻璃中间安上电热膜，利用电热使镜面温度升高，水珠消失。某型号电热膜内部简化电路如图所示，共用5根电阻丝加热，每根电阻丝的阻值为24 Ω，电源电压为12 V，除雾工作5 min产生的热量为
第6题图 第7题图
9 000
J。第6题图 第7题图
答案
6. 9 000
解析
【分析】首先观察电路结构，5根电阻丝并联在电源两端，每根电阻丝两端电压等于电源电压12V。解题思路：先利用电功率公式计算单根电阻丝的功率，再求出5根电阻丝的总功率，最后根据电热公式$Q=W=Pt$计算5分钟产生的热量，计算时需将时间单位换算为秒。
【解析】解：由图可知，5根电阻丝并联，电源电压$U=12V$，每根电阻丝阻值$R=24Ω$。
单根电阻丝的功率：$P_1=\frac{U^2}{R}=\frac{(12V)^2}{24Ω}=6W$
5根电阻丝的总功率：$P_{总}=5P_1=5×6W=30W$
工作时间$t=5min=5×60s=300s$
产生的热量：$Q=W=P_{总}t=30W×300s=9000J$
【答案】9000
【知识点】并联电路特点、电功率计算、电热计算
【点评】本题为基础电热计算题，需掌握并联电路电压规律、电功率公式及电热公式的应用，计算时注意单位换算即可，难度较低。
【难度系数】0.7
【解析】解：由图可知，5根电阻丝并联，电源电压$U=12V$，每根电阻丝阻值$R=24Ω$。
单根电阻丝的功率：$P_1=\frac{U^2}{R}=\frac{(12V)^2}{24Ω}=6W$
5根电阻丝的总功率：$P_{总}=5P_1=5×6W=30W$
工作时间$t=5min=5×60s=300s$
产生的热量：$Q=W=P_{总}t=30W×300s=9000J$
【答案】9000
【知识点】并联电路特点、电功率计算、电热计算
【点评】本题为基础电热计算题，需掌握并联电路电压规律、电功率公式及电热公式的应用，计算时注意单位换算即可，难度较低。
【难度系数】0.7
7. 如图是探究电热与电流的关系的部分装置，已知A、B两点间的电压为6 V，$R_1=R_2=R_3=5\ \Omega$，通电2 min，则$R_1$与$R_2$产生的热量相差
288
J。答案
7. 288
解析
【分析】
要计算$R_1$与$R_2$产生的热量差，需先明确电路结构：$R_2$与$R_3$并联后再与$R_1$串联，因此需先求出通过$R_1$和$R_2$的电流，再利用焦耳定律$Q=I^2Rt$计算两者的热量，最后求差值。步骤为：1. 计算$R_2$、$R_3$并联的总电阻；2. 计算电路总电阻，得到总电流（即通过$R_1$的电流）；3. 根据并联电路电流规律，得到通过$R_2$的电流；4. 代入焦耳定律计算热量差。
【解析】
1. 分析电路：$R_2$与$R_3$并联，再与$R_1$串联，已知$R_2=R_3=5\ \Omega$，则并联总电阻：
$R_{\mathrm{并}}=\frac{R_2R_3}{R_2+R_3}=\frac{5\ \Omega ×5\ \Omega}{5\ \Omega +5\ \Omega}=2.5\ \Omega$；
2. 电路总电阻：$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_{\mathrm{并}}=5\ \Omega +2.5\ \Omega=7.5\ \Omega$；
3. 总电流（即通过$R_1$的电流）：$I_1=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{7.5\ \Omega}=0.8\ \mathrm{A}$；
4. 并联电路中，$R_2$与$R_3$电阻相等，故电流相等，即$I_2=I_3$，又因$I_1=I_2+I_3$，因此$I_2=\frac{I_1}{2}=\frac{0.8\ \mathrm{A}}{2}=0.4\ \mathrm{A}$；
5. 通电时间$t=2\ \mathrm{min}=120\ \mathrm{s}$，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，热量差：
$\Delta Q=Q_1-Q_2=I_1^2R_1t - I_2^2R_2t$，因$R_1=R_2=5\ \Omega$，代入得：
$\Delta Q=(0.8\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×120\ \mathrm{s} - (0.4\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×120\ \mathrm{s}=0.48×600=288\ \mathrm{J}$；
【答案】
288
【知识点】
焦耳定律、串并联电路规律
【点评】
本题结合串并联电路特点考查焦耳定律的应用，关键是正确分析电路结构确定各电阻的电流，需注意时间单位换算，属于中等难度的电热综合题。
【难度系数】
0.5
要计算$R_1$与$R_2$产生的热量差，需先明确电路结构：$R_2$与$R_3$并联后再与$R_1$串联，因此需先求出通过$R_1$和$R_2$的电流，再利用焦耳定律$Q=I^2Rt$计算两者的热量，最后求差值。步骤为：1. 计算$R_2$、$R_3$并联的总电阻；2. 计算电路总电阻，得到总电流（即通过$R_1$的电流）；3. 根据并联电路电流规律，得到通过$R_2$的电流；4. 代入焦耳定律计算热量差。
【解析】
1. 分析电路：$R_2$与$R_3$并联，再与$R_1$串联，已知$R_2=R_3=5\ \Omega$，则并联总电阻：
$R_{\mathrm{并}}=\frac{R_2R_3}{R_2+R_3}=\frac{5\ \Omega ×5\ \Omega}{5\ \Omega +5\ \Omega}=2.5\ \Omega$；
2. 电路总电阻：$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_{\mathrm{并}}=5\ \Omega +2.5\ \Omega=7.5\ \Omega$；
3. 总电流（即通过$R_1$的电流）：$I_1=\frac{U}{R_{\mathrm{总}}}=\frac{6\ \mathrm{V}}{7.5\ \Omega}=0.8\ \mathrm{A}$；
4. 并联电路中，$R_2$与$R_3$电阻相等，故电流相等，即$I_2=I_3$，又因$I_1=I_2+I_3$，因此$I_2=\frac{I_1}{2}=\frac{0.8\ \mathrm{A}}{2}=0.4\ \mathrm{A}$；
5. 通电时间$t=2\ \mathrm{min}=120\ \mathrm{s}$，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，热量差：
$\Delta Q=Q_1-Q_2=I_1^2R_1t - I_2^2R_2t$，因$R_1=R_2=5\ \Omega$，代入得：
$\Delta Q=(0.8\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×120\ \mathrm{s} - (0.4\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×120\ \mathrm{s}=0.48×600=288\ \mathrm{J}$；
【答案】
288
【知识点】
焦耳定律、串并联电路规律
【点评】
本题结合串并联电路特点考查焦耳定律的应用，关键是正确分析电路结构确定各电阻的电流，需注意时间单位换算，属于中等难度的电热综合题。
【难度系数】
0.5
8.如图甲所示，电源电压不变，$R_1$、$R_2$是定值电阻，$R_2=2R_1$，闭合开关S，电流表和电压表的示数如图乙所示，则通电5 min后，$R_1$、$R_2$产生的总热量为
450
J。答案
8. 450
解析
【分析】
首先判断电路连接：由图甲可知，$R_1$与$R_2$串联，电流表测串联电路的电流，电压表测$R_1$两端的电压。接着读取电表：电流表选0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.2A；电压表选0~3V量程，分度值0.1V，示数为2.5V。再根据欧姆定律算出$R_1$的电阻，结合$R_2=2R_1$求出$R_2$的电阻，进而得到总电阻和电源电压，最后利用电功公式（串联电路总热量等于总电功）计算总热量，注意将时间单位换算为秒。
【解析】
1. 电路分析：$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路电流，电压表测$R_1$两端电压。
2. 电表读数：电流表量程0~0.6A，分度值0.02A，电流$I=0.2A$；电压表量程0~3V，分度值0.1V，$R_1$两端电压$U_1=2.5V$。
3. 计算$R_1$的电阻：由欧姆定律 $R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}=12.5Ω$。
4. 已知$R_2=2R_1$，则$R_2=2×12.5Ω=25Ω$，总电阻$R_{总}=R_1+R_2=12.5Ω+25Ω=37.5Ω$。
5. 电源电压$U=IR_{总}=0.2A×37.5Ω=7.5V$，通电时间$t=5min=5×60s=300s$。
6. 串联电路总热量等于总电功，即$Q=W=UIt=7.5V×0.2A×300s=450J$。
【答案】
450
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电功与热量计算
【点评】
本题考查串联电路规律及热量计算，关键是正确判断电路连接方式和电表测量对象，准确读取电表示数，注意单位换算，属于中等难度的电路计算题。
【难度系数】
0.5
首先判断电路连接：由图甲可知，$R_1$与$R_2$串联，电流表测串联电路的电流，电压表测$R_1$两端的电压。接着读取电表：电流表选0~0.6A量程，分度值0.02A，示数为0.2A；电压表选0~3V量程，分度值0.1V，示数为2.5V。再根据欧姆定律算出$R_1$的电阻，结合$R_2=2R_1$求出$R_2$的电阻，进而得到总电阻和电源电压，最后利用电功公式（串联电路总热量等于总电功）计算总热量，注意将时间单位换算为秒。
【解析】
1. 电路分析：$R_1$与$R_2$串联，电流表测电路电流，电压表测$R_1$两端电压。
2. 电表读数：电流表量程0~0.6A，分度值0.02A，电流$I=0.2A$；电压表量程0~3V，分度值0.1V，$R_1$两端电压$U_1=2.5V$。
3. 计算$R_1$的电阻：由欧姆定律 $R_1=\frac{U_1}{I}=\frac{2.5V}{0.2A}=12.5Ω$。
4. 已知$R_2=2R_1$，则$R_2=2×12.5Ω=25Ω$，总电阻$R_{总}=R_1+R_2=12.5Ω+25Ω=37.5Ω$。
5. 电源电压$U=IR_{总}=0.2A×37.5Ω=7.5V$，通电时间$t=5min=5×60s=300s$。
6. 串联电路总热量等于总电功，即$Q=W=UIt=7.5V×0.2A×300s=450J$。
【答案】
450
【知识点】
串联电路特点、欧姆定律、电功与热量计算
【点评】
本题考查串联电路规律及热量计算，关键是正确判断电路连接方式和电表测量对象，准确读取电表示数，注意单位换算，属于中等难度的电路计算题。
【难度系数】
0.5
