6. (★★★)(双选)当一个电阻的阻值为$R$时,将它接在电路中通电一段时间,产生的热量为$Q$。如果要使它产生的热量为$2Q$,下列办法中可行的是【】
A.电阻不变,将电压变为原来的$2$倍,通电时间变为原来的$\frac{1}{2}$
B.电压不变,将电阻变为原来的$2$倍,通电时间变为原来的$\frac{1}{2}$
C.电压不变,将电阻变为原来的$\frac{1}{4}$,通电时间变为原来的$\frac{1}{2}$
D.通电时间不变,将电压变为原来的$\frac{1}{2}$,电阻变为原来的$2$倍

AC

根据焦耳定律$Q=\frac{U^{2}t}{R}$（纯电阻电路），原热量$Q=\frac{U^{2}t}{R}$，目标热量为$2Q$。
选项A：$R$不变，$U'=2U$，$t'=\frac{t}{2}$，则$Q_{A}=\frac{(2U)^{2}\cdot\frac{t}{2}}{R}=\frac{4U^{2}\cdot t}{2R}=2\cdot\frac{U^{2}t}{R}=2Q$，可行。
选项B：$U$不变，$R'=2R$，$t'=\frac{t}{2}$，则$Q_{B}=\frac{U^{2}\cdot\frac{t}{2}}{2R}=\frac{U^{2}t}{4R}=\frac{Q}{4}\neq2Q$，不可行。
选项C：$U$不变，$R'=\frac{R}{4}$，$t'=\frac{t}{2}$，则$Q_{C}=\frac{U^{2}\cdot\frac{t}{2}}{\frac{R}{4}}=\frac{U^{2}t}{2}\cdot\frac{4}{R}=2\cdot\frac{U^{2}t}{R}=2Q$，可行。
选项D：$t$不变，$U'=\frac{U}{2}$，$R'=2R$，则$Q_{D}=\frac{(\frac{U}{2})^{2}\cdot t}{2R}=\frac{U^{2}t}{8R}=\frac{Q}{8}\neq2Q$，不可行。

7. (★★★)小军家里有一款高温、低温两挡电烤炉,他查看使用说明书,收集到的一些信息如下：正常工作时的电压为$220V$,低温挡电功率为$880W$,高温挡电功率为$1980W$,电路原理图如图 6.3 - 4 所示($R_{1}$、$R_{2}$代表两根电热丝,$S_{2}$为温控开关)。

(1)电烤炉在高温挡正常工作时,电路的总电流是多大？
(2)电烤炉在低温挡正常工作$1.5h$,消耗多少度电能？电热丝$R_{1}$的阻值是多大？
(3)若电热丝$R_{2}$烧坏了,要使电路恢复正常工作,小军用两根“$220V$ $550W$”的相同电热丝替代$R_{2}$,你认为小军的做法能否满足要求？(请用计算结果回答)

(1) 根据 $P = UI$，高温挡功率 $P_{高} = 1980W$，电压 $U = 220V$，
$I = \frac{P_{高}}{U} = \frac{1980W}{220V} = 9A$。
答：电烤炉在高温挡正常工作时，电路的总电流是$9A$。
(2) 低温挡功率 $P_{低} = 880W = 0.88kW$，时间 $t = 1.5h$，
$W = P_{低}t = 0.88kW × 1.5h = 1.32kW \cdot h = 1.32 度$，
当 $S_1$ 闭合、$S_2$ 断开时，只有 $R_1$ 工作，处于低温挡，
根据 $P = \frac{U^2}{R}$，
$R_1 = \frac{U^2}{P_{低}} = \frac{(220V)^2}{880W} = 55\Omega$。
答：电烤炉在低温挡正常工作$1.5h$，消耗$1.32$度电能，电热丝$R_1$的阻值是$55\Omega$。
(3) 高温挡时 $R_2$ 功率 $P_{2} = P_{高} - P_{低} = 1980W - 880W = 1100W$，
两根 “$220V$ $550W$” 电热丝并联总功率 $P_{并} = 550W + 550W = 1100W$，
$P_{并} = P_{2}$，能满足要求。
答：若电热丝$R_2$烧坏了，用两根“$220V$ $550W$”的相同电热丝替代$R_2$，能满足要求。

8. (★★)下列实例中,能防止电流的热效应危害的是【】
A.取暖用的电热毯
B.高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置
C.收音机、电视机的机壳上开有许多小孔
D.孵化家禽的电热孵卵器

C

本题可根据各选项中实例的工作原理，判断其是利用电流的热效应还是防止电流的热效应危害。
选项A：取暖用的电热毯是利用电流的热效应来产生热量，达到取暖的目的，是利用电流热效应，不是防止电流热效应危害。
选项B：高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置，是通过电流热效应来保持温度，是利用电流热效应，并非防止电流热效应危害。
选项C：收音机、电视机的机壳上开有许多小孔，是为了便于散热，防止电流热效应对电器元件造成损害，能防止电流的热效应危害。
选项D：孵化家禽的电热孵卵器是利用电流的热效应来提供适宜的温度，用于孵化家禽，是利用电流热效应，不是防止电流热效应危害。

为了探究电流产生的热量与什么因素有关,王军设计了如图 6.3 - 5 所示的甲、乙两种装置,他将两根阻值不同的电阻丝($R_{1}＜R_{2}$)分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并通过短玻璃管与相同的气球相连,两次实验电源电压不变。

(1)实验中通过的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。
(2)甲装置可以探究电流产生的热量与的关系。
(3)在装置甲、乙的两次实验中,通过比较相同时间内气球$B与D$的变化情况,可以探究电流产生的热量与的关系。
(4)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间内,与气球(填气球字母标号)相连的电阻丝产生的热量最多。

(1)气球体积
(2)电阻
(3)电流
(4)C