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6.电流的热效应在生产和生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害。下列事例中，属于防止电热危害的是(
A.用家用电饭锅煮米饭
B.用电热孵卵器孵小鸡
C.电脑使用微型风扇散热
D.家用电器长时间停用，隔一段时间通电一次
C
)A.用家用电饭锅煮米饭
B.用电热孵卵器孵小鸡
C.电脑使用微型风扇散热
D.家用电器长时间停用，隔一段时间通电一次
答案
6.C
解析
【分析】首先明确电流热效应的两类应用：一是利用电热（将电流产生的热量为我们服务），二是防止电热危害（避免电流产生的热量过多带来不良影响）。接下来逐一分析选项，判断每个选项属于“利用电热”还是“防止电热危害”，进而选出正确答案。
【解析】电流的热效应是电流通过导体时电能转化为内能的现象。A选项，家用电饭锅利用电流产生的热量煮米饭，属于利用电热；B选项，电热孵卵器利用电流产生的热量为孵卵提供适宜温度，属于利用电热；C选项，电脑工作时会产生热量，微型风扇散热是为了避免热量积累损坏电脑，属于防止电热危害；D选项，家用电器停用时间隔段时间通电，利用电流产生的热量驱潮，属于利用电热。因此符合题意的是C选项。
【答案】C
【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”两种情况，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】电流的热效应是电流通过导体时电能转化为内能的现象。A选项，家用电饭锅利用电流产生的热量煮米饭，属于利用电热；B选项，电热孵卵器利用电流产生的热量为孵卵提供适宜温度，属于利用电热；C选项，电脑工作时会产生热量，微型风扇散热是为了避免热量积累损坏电脑，属于防止电热危害；D选项，家用电器停用时间隔段时间通电，利用电流产生的热量驱潮，属于利用电热。因此符合题意的是C选项。
【答案】C
【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”两种情况，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.8
7. 一台“6 V 3 W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1 Ω，则小风扇正常工作1 min产生的热量为(
A.0.025 J
B.1.5 J
C.3 J
D.180 J
B
)A.0.025 J
B.1.5 J
C.3 J
D.180 J
答案
7.B
解析
【分析】
要计算小风扇正常工作1 min产生的热量，需明确小风扇是电动机，属于非纯电阻用电器，消耗的电能大部分转化为机械能，仅少部分转化为内能（热量），因此不能直接用总功公式计算热量，需先通过额定功率和额定电压算出正常工作的电流，再利用焦耳定律Q=I²Rt计算热量。具体步骤：1. 根据电功率公式P=UI求出电动机正常工作的电流；2. 将时间单位换算为秒，代入焦耳定律公式计算热量。
【解析】
小风扇正常工作时，由P=UI可得，通过电动机线圈的电流：
I = P/U = 3W / 6V = 0.5A
工作时间t = 1min = 60s，根据焦耳定律Q=I²Rt，产生的热量：
Q = I²Rt = (0.5A)² × 0.1Ω × 60s = 0.25 × 0.1 × 60 J = 1.5J
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
非纯电阻电路热量计算、焦耳定律
【点评】
本题考查非纯电阻用电器的热量计算，核心是区分纯电阻与非纯电阻电路的热量计算方法，需牢记焦耳定律适用于所有电路的热量计算，电功公式W=UIt适用于所有电路，纯电阻电路中W=Q，非纯电阻电路中W＞Q，本题易错点是误用纯电阻电路的热量公式。
【难度系数】
0.5
要计算小风扇正常工作1 min产生的热量，需明确小风扇是电动机，属于非纯电阻用电器，消耗的电能大部分转化为机械能，仅少部分转化为内能（热量），因此不能直接用总功公式计算热量，需先通过额定功率和额定电压算出正常工作的电流，再利用焦耳定律Q=I²Rt计算热量。具体步骤：1. 根据电功率公式P=UI求出电动机正常工作的电流；2. 将时间单位换算为秒，代入焦耳定律公式计算热量。
【解析】
小风扇正常工作时，由P=UI可得，通过电动机线圈的电流：
I = P/U = 3W / 6V = 0.5A
工作时间t = 1min = 60s，根据焦耳定律Q=I²Rt，产生的热量：
Q = I²Rt = (0.5A)² × 0.1Ω × 60s = 0.25 × 0.1 × 60 J = 1.5J
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
非纯电阻电路热量计算、焦耳定律
【点评】
本题考查非纯电阻用电器的热量计算，核心是区分纯电阻与非纯电阻电路的热量计算方法，需牢记焦耳定律适用于所有电路的热量计算，电功公式W=UIt适用于所有电路，纯电阻电路中W=Q，非纯电阻电路中W＞Q，本题易错点是误用纯电阻电路的热量公式。
【难度系数】
0.5
8.某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示。S₁、S₂不能同时闭合，阻值$R_1$为$2.5\ \Omega$。只闭合$S_3$时，电路中的电流为$2\ \mathrm{A}$。水的比热容为$4.2× 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}$。下列说法正确的是(
A.电源电压为$10\ \mathrm{V}$
B.只闭合$S_1$、$S_3$时，电热杯处于低温挡
C.只闭合$S_3$时，电热杯工作$1\ \mathrm{min}$产生的热量为$600\ \mathrm{J}$
D.加热$100\ \mathrm{g}$水，水温由$25\ \mathrm{℃}$升高到$35\ \mathrm{℃}$，水吸收的热量为$420\ \mathrm{J}$
C
)A.电源电压为$10\ \mathrm{V}$
B.只闭合$S_1$、$S_3$时，电热杯处于低温挡
C.只闭合$S_3$时，电热杯工作$1\ \mathrm{min}$产生的热量为$600\ \mathrm{J}$
D.加热$100\ \mathrm{g}$水，水温由$25\ \mathrm{℃}$升高到$35\ \mathrm{℃}$，水吸收的热量为$420\ \mathrm{J}$
答案
8.C
解析
【分析】
要解决本题，需先明确不同开关状态下的电路连接方式，再结合欧姆定律、电热公式、热量公式逐一分析各选项，判断对错。
【解析】
选项A：只闭合$S_3$时，电路为$R_1$的简单电路，根据欧姆定律，电源电压$U=IR_1=2\ \mathrm{A} × 2.5\ \Omega=5\ \mathrm{V} ≠ 10\ \mathrm{V}$，故A错误。
选项B：只闭合$S_1$、$S_3$时，$R_1$与$R_2$并联，并联电路总电阻小于任一分电阻，电源电压一定时，由$P=\frac{U^2}{R}$可知总功率最大，电热杯处于高温挡，而非低温挡，故B错误。
选项C：只闭合$S_3$时，电路为$R_1$的简单电路，工作时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，产生的热量$Q=I^2R_1t=(2\ \mathrm{A})^2 × 2.5\ \Omega × 60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{J}$，故C正确。
选项D：水的质量$m=100\ \mathrm{g}=0.1\ \mathrm{kg}$，温度变化$\Delta t=35\ \mathrm{℃}-25\ \mathrm{℃}=10\ \mathrm{℃}$，水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t=4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 0.1\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{℃}=4200\ \mathrm{J} ≠ 420\ \mathrm{J}$，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、电热计算、热量计算
【点评】
本题结合电热杯挡位考查电路分析与公式应用，需准确判断开关状态下的电路连接，熟练运用相关公式计算，属于电学基础应用题。
【难度系数】
0.5
要解决本题，需先明确不同开关状态下的电路连接方式，再结合欧姆定律、电热公式、热量公式逐一分析各选项，判断对错。
【解析】
选项A：只闭合$S_3$时，电路为$R_1$的简单电路，根据欧姆定律，电源电压$U=IR_1=2\ \mathrm{A} × 2.5\ \Omega=5\ \mathrm{V} ≠ 10\ \mathrm{V}$，故A错误。
选项B：只闭合$S_1$、$S_3$时，$R_1$与$R_2$并联，并联电路总电阻小于任一分电阻，电源电压一定时，由$P=\frac{U^2}{R}$可知总功率最大，电热杯处于高温挡，而非低温挡，故B错误。
选项C：只闭合$S_3$时，电路为$R_1$的简单电路，工作时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，产生的热量$Q=I^2R_1t=(2\ \mathrm{A})^2 × 2.5\ \Omega × 60\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{J}$，故C正确。
选项D：水的质量$m=100\ \mathrm{g}=0.1\ \mathrm{kg}$，温度变化$\Delta t=35\ \mathrm{℃}-25\ \mathrm{℃}=10\ \mathrm{℃}$，水吸收的热量$Q_{\mathrm{吸}}=cm\Delta t=4.2 × 10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)} × 0.1\ \mathrm{kg} × 10\ \mathrm{℃}=4200\ \mathrm{J} ≠ 420\ \mathrm{J}$，故D错误。
【答案】
C
【知识点】
欧姆定律、电热计算、热量计算
【点评】
本题结合电热杯挡位考查电路分析与公式应用，需准确判断开关状态下的电路连接，熟练运用相关公式计算，属于电学基础应用题。
【难度系数】
0.5
9. 如图所示，某家用电热水壶有高温和低温两挡，已知两定值电阻的阻值$R_1$与$R_2$相等，电热水壶在低温挡正常工作时的功率为484 W，则$R_2$为
50
Ω。在标准大气压下，用高温挡加热初温为15 ℃、质量为1 kg的水7 min，该过程消耗的电能为$4.065\ 6×10^5$
J；若产生的热量全部被水吸收，则水的温度升高了85
℃。已知$c_{\mathrm{水}} = 4.2 × 10^3 \ \mathrm{J/(kg·℃)}$。答案
9.50 $4.065\ 6×10^5$ 85
解析
【分析】
首先分析电路：当开关S₂闭合、S₁断开时，R₁与R₂串联，总电阻较大，电路功率较小，为低温挡；当S₁闭合时，R₁被短路，电路只有R₂，总电阻较小，功率较大，为高温挡。解题时先根据低温挡功率求出串联总电阻，结合R₁=R₂得到R₂的阻值；再计算高温挡功率，结合加热时间求出消耗的电能；最后根据热量全部被水吸收，结合水的比热容和质量，考虑标准大气压下水的沸点为100℃，计算水升高的温度。
【解析】
1. 求R₂的阻值：
低温挡时，S₁断开，R₁与R₂串联，总电阻R串=R₁+R₂，已知R₁=R₂，故R串=2R₂。根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，低温挡功率$P_低=484\ \mathrm{W}$，电源电压$U=220\ \mathrm{V}$，因此：
$R_串=\frac{U^2}{P_低}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{484\ \mathrm{W}}=100\ \Omega$，
又$R_串=2R_2$，所以$R_2=\frac{100\ \Omega}{2}=50\ \Omega$。
2. 求高温挡消耗的电能：
高温挡时，S₁闭合，R₁被短路，电路只有R₂，高温挡功率$P_高=\frac{U^2}{R_2}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{50\ \Omega}=968\ \mathrm{W}$。加热时间$t=7\ \mathrm{min}=7×60\ \mathrm{s}=420\ \mathrm{s}$，消耗的电能$W=P_高t=968\ \mathrm{W}×420\ \mathrm{s}=406560\ \mathrm{J}=4.0656×10^5\ \mathrm{J}$。
3. 求水升高的温度：
水吸收的热量$Q=W=406560\ \mathrm{J}$，根据$Q=c_水m\Delta t$，得$\Delta t=\frac{Q}{c_水m}=\frac{406560\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1\ \mathrm{kg}}=96.8\ \mathrm{℃}$。标准大气压下水的沸点为100℃，初温为15℃，水最多升高的温度为$100\ \mathrm{℃}-15\ \mathrm{℃}=85\ \mathrm{℃}$，因此水实际升高85℃。
【答案】
50；$4.0656×10^5$；85
【知识点】
电功率计算、热量计算、电路分析
【点评】
本题结合电热水壶的高低温挡，考查电路分析、电功率和热量的计算，需注意标准大气压下水的沸点限制，避免计算错误。
【难度系数】
0.5
首先分析电路：当开关S₂闭合、S₁断开时，R₁与R₂串联，总电阻较大，电路功率较小，为低温挡；当S₁闭合时，R₁被短路，电路只有R₂，总电阻较小，功率较大，为高温挡。解题时先根据低温挡功率求出串联总电阻，结合R₁=R₂得到R₂的阻值；再计算高温挡功率，结合加热时间求出消耗的电能；最后根据热量全部被水吸收，结合水的比热容和质量，考虑标准大气压下水的沸点为100℃，计算水升高的温度。
【解析】
1. 求R₂的阻值：
低温挡时，S₁断开，R₁与R₂串联，总电阻R串=R₁+R₂，已知R₁=R₂，故R串=2R₂。根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，低温挡功率$P_低=484\ \mathrm{W}$，电源电压$U=220\ \mathrm{V}$，因此：
$R_串=\frac{U^2}{P_低}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{484\ \mathrm{W}}=100\ \Omega$，
又$R_串=2R_2$，所以$R_2=\frac{100\ \Omega}{2}=50\ \Omega$。
2. 求高温挡消耗的电能：
高温挡时，S₁闭合，R₁被短路，电路只有R₂，高温挡功率$P_高=\frac{U^2}{R_2}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{50\ \Omega}=968\ \mathrm{W}$。加热时间$t=7\ \mathrm{min}=7×60\ \mathrm{s}=420\ \mathrm{s}$，消耗的电能$W=P_高t=968\ \mathrm{W}×420\ \mathrm{s}=406560\ \mathrm{J}=4.0656×10^5\ \mathrm{J}$。
3. 求水升高的温度：
水吸收的热量$Q=W=406560\ \mathrm{J}$，根据$Q=c_水m\Delta t$，得$\Delta t=\frac{Q}{c_水m}=\frac{406560\ \mathrm{J}}{4.2×10^3\ \mathrm{J/(kg·℃)}×1\ \mathrm{kg}}=96.8\ \mathrm{℃}$。标准大气压下水的沸点为100℃，初温为15℃，水最多升高的温度为$100\ \mathrm{℃}-15\ \mathrm{℃}=85\ \mathrm{℃}$，因此水实际升高85℃。
【答案】
50；$4.0656×10^5$；85
【知识点】
电功率计算、热量计算、电路分析
【点评】
本题结合电热水壶的高低温挡，考查电路分析、电功率和热量的计算，需注意标准大气压下水的沸点限制，避免计算错误。
【难度系数】
0.5
10.小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机的工作电路如图所示。电热丝的阻值$R$为$4\ \Omega$，电动机标有“12 V 24 W”字样。闭合开关$S$、$S_1$，电动机正常工作。
(1)求电源电压。
(2)闭合开关$S$、$S_1$，求电动机1 min内消耗的电能。
(3)闭合开关$S$、$S_2$，通电100 s，求电热丝产生的热量。
(1)求电源电压。
(2)闭合开关$S$、$S_1$，求电动机1 min内消耗的电能。
(3)闭合开关$S$、$S_2$，通电100 s，求电热丝产生的热量。
答案
10.(1)12 V (2)1 440 J (3)3 600 J
解析
【分析】
首先明确电路结构：开关S闭合后，电动机M与电热丝R并联，各支路电压等于电源电压。
(1) 闭合S、S₁时，电动机正常工作，其两端电压等于额定电压，根据并联电路电压规律，电源电压等于电动机额定电压；
(2) 电动机正常工作时功率为额定功率，消耗的电能用公式$ W=Pt $计算；
(3) 闭合S、S₂时，电热丝R两端电压等于电源电压，电热丝为纯电阻，产生的热量用公式$ Q=\frac{U^2t}{R} $计算。
【解析】
(1) 闭合开关S、S₁时，电动机正常工作，其两端电压等于额定电压，即$ U_{M额}=12\ \mathrm{V} $。由于并联电路各支路电压等于电源电压，因此电源电压$ U=U_{M额}=12\ \mathrm{V} $；
(2) 电动机正常工作时功率$ P_M=24\ \mathrm{W} $，工作时间$ t_1=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s} $，根据$ W=Pt $，电动机1 min内消耗的电能：$ W_M=P_M t_1=24\ \mathrm{W} × 60\ \mathrm{s}=1440\ \mathrm{J} $；
(3) 闭合开关S、S₂时，电热丝R两端电压等于电源电压$ U=12\ \mathrm{V} $，电阻$ R=4\ \Omega $，工作时间$ t_2=100\ \mathrm{s} $，电热丝为纯电阻，产生的热量：$ Q=\frac{U^2 t_2}{R}=\frac{(12\ \mathrm{V})^2 × 100\ \mathrm{s}}{4\ \Omega}=3600\ \mathrm{J} $。
【答案】
(1) 12 V；(2) 1440 J；(3) 3600 J
【知识点】
并联电路电压特点、电功计算、电热计算
【点评】
本题考查并联电路的电压规律及电功、电热的基础计算，属于常规基础题，需掌握纯电阻电路电热与电功的关系，难度较低。
【难度系数】
0.7
首先明确电路结构：开关S闭合后，电动机M与电热丝R并联，各支路电压等于电源电压。
(1) 闭合S、S₁时，电动机正常工作，其两端电压等于额定电压，根据并联电路电压规律，电源电压等于电动机额定电压；
(2) 电动机正常工作时功率为额定功率，消耗的电能用公式$ W=Pt $计算；
(3) 闭合S、S₂时，电热丝R两端电压等于电源电压，电热丝为纯电阻，产生的热量用公式$ Q=\frac{U^2t}{R} $计算。
【解析】
(1) 闭合开关S、S₁时，电动机正常工作，其两端电压等于额定电压，即$ U_{M额}=12\ \mathrm{V} $。由于并联电路各支路电压等于电源电压，因此电源电压$ U=U_{M额}=12\ \mathrm{V} $；
(2) 电动机正常工作时功率$ P_M=24\ \mathrm{W} $，工作时间$ t_1=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s} $，根据$ W=Pt $，电动机1 min内消耗的电能：$ W_M=P_M t_1=24\ \mathrm{W} × 60\ \mathrm{s}=1440\ \mathrm{J} $；
(3) 闭合开关S、S₂时，电热丝R两端电压等于电源电压$ U=12\ \mathrm{V} $，电阻$ R=4\ \Omega $，工作时间$ t_2=100\ \mathrm{s} $，电热丝为纯电阻，产生的热量：$ Q=\frac{U^2 t_2}{R}=\frac{(12\ \mathrm{V})^2 × 100\ \mathrm{s}}{4\ \Omega}=3600\ \mathrm{J} $。
【答案】
(1) 12 V；(2) 1440 J；(3) 3600 J
【知识点】
并联电路电压特点、电功计算、电热计算
【点评】
本题考查并联电路的电压规律及电功、电热的基础计算，属于常规基础题，需掌握纯电阻电路电热与电功的关系，难度较低。
【难度系数】
0.7
