1 发现电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的定量关系的科学家是()

A.库仑
B.安培
C.欧姆
D.焦耳

1.D

【分析】本题考查物理学史中科学家的核心贡献，解题思路是逐一回忆各选项科学家的主要成就，匹配题目中“电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间的定量关系”这一描述，选出对应科学家。
【解析】逐个分析选项：
A. 库仑：主要贡献是发现库仑定律，描述静止点电荷间的相互作用力规律，与电流生热的定量关系无关，排除；
B. 安培：主要研究电流的磁效应，提出安培定则、安培力相关规律，未涉及电流生热的定量关系，排除；
C. 欧姆：发现欧姆定律，描述导体中电流与电压、电阻的关系，并非电流生热的规律，排除；
D. 焦耳：通过实验确定了电流通过导体产生热量的定量关系，即焦耳定律，符合题目要求，故选D。
【答案】D
【知识点】物理学史、焦耳定律
【点评】本题为物理学常识识记类题目，难度不大，需准确记忆各重要科学家的核心研究成果，属于基础题。
【难度系数】0.2

2 随着科技的发展，固态电池的开发成为新能源车制造的重要研究方向。某公司研发了使用固态电池技术的150 kW·h电池包。与“kW·h”相对应的物理量是（）

A.电量
B.功率
C.能量
D.电功

2.C

【分析】
要解决本题，需先明确各物理量对应的单位，再结合题目中“kW·h”的应用场景（电池包的容量，用于表示储存的量）分析：首先回忆电量、功率、能量、电功的单位，再判断“kW·h”对应的物理量，注意区分过程量和状态量的单位差异。
【解析】
逐个分析选项：
1. 选项A：电量的单位是库仑（C），与“kW·h”不符，排除；
2. 选项B：功率的单位是瓦特（W），常用单位为千瓦（kW），与“kW·h”不符，排除；
3. 选项C：能量的常用单位有焦耳（J）、千瓦时（kW·h），题目中电池包的“150 kW·h”表示电池储存的能量，符合题意；
4. 选项D：电功的单位虽可使用kW·h，但电功是过程量，而题目中描述的是电池储存的状态量，属于能量范畴，排除。
综上，答案为C。
【答案】
C
【知识点】
物理量及其单位；能量的概念
【点评】
本题考查物理量与对应单位的区分，需明确各物理量的单位及应用场景，难度较低，属于基础题。
【难度系数】
0.8

3 通过电阻$ R $的电流为$ I $时，在$ t $时间内产生的热量为$ Q $。若电阻为$ 2R $，电流强度为$ 2I $，则在$ t $时间内产生的热量为（）

A.$ 2Q $
B.$ 4Q $
C.$ 6Q $
D.$ 8Q $

3.D

【分析】
本题考查焦耳定律的应用，解题思路是：先明确电流产生热量的焦耳定律公式，再将题目中变化后的电阻、电流代入公式计算新热量，最后与原热量对比得出结果。
【解析】
根据焦耳定律，电流通过电阻产生的热量公式为：$ Q = I^2 R t $。
初始状态下，热量$ Q = I^2 R t $；
当电阻变为$ 2R $，电流变为$ 2I $，时间仍为$ t $时，新产生的热量：
$ Q' = (2I)^2 · (2R) · t = 4I^2 · 2R · t = 8I^2 R t $；
因为$ Q = I^2 R t $，所以$ Q' = 8Q $，对应选项D。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律
【点评】
本题直接考查焦耳定律公式的基础应用，只需准确代入变化后的物理量即可计算，属于初中电学基础题，难度较低。
【难度系数】
0.8

4 电流通过导体时，导体会发热，能增加，这种现象叫做电流的热效应。英国物理学家通过大量实验总结得到：电流通过导体产生的热量跟的二次方成正比，跟导体的成正比，与通电时间成正比。用公式表示为，这就是著名的定律。

4.内 焦耳 电流 电阻 $Q=I^2Rt$ 焦耳

【分析】本题考查电流热效应及焦耳定律的基础概念，解题时需回忆相关定义与规律：电流通过导体时电能转化为内能，对应内能增加；总结电流产生热量规律的是英国物理学家焦耳；焦耳定律的内容为电流产生的热量与电流二次方、导体电阻、通电时间成正比，公式为$Q=I^2Rt$，该定律即焦耳定律，据此可逐一填空。
【解析】1. 电流通过导体时，电能转化为内能，因此导体内能增加，故第一空填“内”；2. 英国物理学家焦耳通过大量实验总结出电流产生热量的规律，故第二空填“焦耳”；3. 焦耳定律指出电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，故第三空填“电流”；4. 还跟导体的电阻成正比，故第四空填“电阻”；5. 对应的公式为$Q=I^2Rt$，故第五空填该式；6. 该定律称为焦耳定律，故第六空填“焦耳”。
【答案】内 焦耳 电流 电阻 $Q=I^2Rt$ 焦耳
【知识点】电流的热效应、焦耳定律
【点评】本题为电学基础识记题，考查对电流热效应定义及焦耳定律内容的掌握，难度较低，属于必拿分的基础题。
【难度系数】0.9

5 某养鸡场新购进一台电热孵卵器，其电阻为$110\ \Omega$保持不变，在额定电压下工作时通过孵卵器的电流是$2\ \mathrm{A}$，则该孵卵器正常工作$10\ \mathrm{s}$所产生的热量$Q=\_\_\_\_\_\_=\_\_\_\_\_\_=\_\_\_\_\_\_\mathrm{J}$。（依次填写计算公式、数据代入、计算结果）

5.$I^2Rt$ $(2\ \mathrm{A})^2 × 110\ \Omega × 10\ \mathrm{s}$ 4400

【分析】本题考查纯电阻电路中电热的计算，需运用焦耳定律。首先明确纯电阻用电器产生热量的计算公式为$Q=I^2Rt$，题目已给出电流$I$、电阻$R$和时间$t$，只需按要求依次填写计算公式、代入对应数据、计算出结果即可。
【解析】对于纯电阻电路，电流产生的热量由焦耳定律$Q=I^2Rt$计算。将已知数据$I=2\ \mathrm{A}$、$R=110\ \Omega$、$t=10\ \mathrm{s}$代入公式：$Q=(2\ \mathrm{A})^2 × 110\ \Omega × 10\ \mathrm{s}$，计算得$Q=4400\ \mathrm{J}$。
【答案】$I^2Rt$；$(2\ \mathrm{A})^2 × 110\ \Omega × 10\ \mathrm{s}$；$4400$
【知识点】焦耳定律；电热计算
【点评】本题是焦耳定律的基础应用题，直接利用公式代入数据即可求解，属于对基础知识的考查，难度较低。
【难度系数】0.9

6 导体有电流通过时会发热。某小组同学猜想导体通电时产生的热量与通过导体的电流、电阻有关。为验证猜想，他们找来甲、乙、丙三段电热丝，其中甲、丙电热丝的电阻相等，乙电热丝的电阻较大。他们将三根电热丝分别浸入装有煤油的三个瓶中（三个瓶中煤油的质量和初温都相等），并将温度计插入煤油中，连接了如图(a)、图(b)所示的两套实验电路。

（1）实验中，通过来反映导体产生热量的多少。
（2）如图(a)所示实验是为了探究与的关系。此电路中选用的电热丝为甲和乙（或丙和乙），原因是：。
（3）请简述利用如图(a)、图(b)所示的两个电路验证猜想“导体通电时产生的热量与通过导体的电流有关”的实验方案。

6.（1）温度计的示数
（2）导体通电时产生的热量 导体电阻 两电热丝串联，所以通过它们的电流相等，根据控制变量法，导体的电阻要不同
（3）同时闭合两个电路中的开关，移动滑动变阻器滑片，使题图(b)所示电路中的电流与题图(a)所示电路中的电流大小明显不同。在通电时间相同的情况下，比较甲和丙所在的瓶中温度计的示数。

【分析】
首先，实验中电流产生的热量无法直接观测，需用转换法，通过温度计示数变化反映热量多少；探究热量与电阻的关系时，要控制电流和通电时间相同，图(a)中电热丝串联，电流相等，甲、乙电阻不同，符合控制变量要求；探究热量与电流的关系时，需控制电阻相同、改变电流，甲和丙电阻相等，可通过图(a)、图(b)电路调整电流，比较相同时间内温度计示数变化。
【解析】
（1）电流产生的热量会使煤油温度升高，因此通过温度计的示数来反映导体产生热量的多少，这是转换法的应用。
（2）图(a)中，甲和乙（或丙和乙）电热丝串联，串联电路电流处处相等，通电时间也相同，而甲、乙电阻不同，所以该电路是为了探究导体通电时产生的热量与导体电阻的关系；选用它们的原因是：两电热丝串联，通过它们的电流相等，通电时间相同，且电阻不同，符合控制变量法的要求，控制电流和通电时间不变，改变电阻。
（3）要验证导体通电时产生的热量与电流的关系，需控制电阻相同，改变电流。已知甲、丙电热丝电阻相等，因此操作方案为：同时闭合两个电路中的开关，移动滑动变阻器滑片，使题图(b)所示电路中的电流与题图(a)所示电路中的电流大小明显不同；在通电时间相同的情况下，比较甲和丙所在瓶中温度计的示数，通过示数变化判断热量与电流的关系。
【答案】
（1）温度计的示数
（2）导体通电时产生的热量；导体电阻；两电热丝串联，通过它们的电流相等，通电时间相同，且电阻不同，符合控制变量法的要求
（3）同时闭合两个电路中的开关，移动滑动变阻器滑片，使题图(b)所示电路中的电流与题图(a)所示电路中的电流大小明显不同。在通电时间相同的情况下，比较甲和丙所在的瓶中温度计的示数。
【知识点】
焦耳定律、控制变量法、转换法
【点评】
本题是探究焦耳定律的经典实验题，重点考查转换法和控制变量法的应用，是初中电学的核心实验，要求学生理解实验设计逻辑，掌握变量控制的方法。
【难度系数】
0.6