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4. 小涵在观察家里用电器的铭牌时,发现电风扇、电视机和电热毯的铭牌上都标有“$220\ {V}\ 100\ {W}$”的字样,小涵将这三个用电器分别接入家庭电路中,正常工作相同时间,以下说法正确的是(
A.三个用电器均利用电流的热效应来工作
B.三个用电器均能将电能全部转化为内能
C.三个用电器消耗的电能相等
D.三个用电器产生的热量相等
C
)。A.三个用电器均利用电流的热效应来工作
B.三个用电器均能将电能全部转化为内能
C.三个用电器消耗的电能相等
D.三个用电器产生的热量相等
答案
C
解析
【解析】
三个用电器均标有“$220\ {V}\ 100\ {W}$”，接入家庭电路正常工作时，实际功率均为$100\ {W}$，工作时间相同。
选项A：电风扇主要利用电流的磁效应工作，电视机将电能转化为声能、光能等，并非均利用电流的热效应，A错误。
选项B：只有电热毯能将电能全部转化为内能，电风扇将大部分电能转化为机械能，电视机转化为多种形式的能，并非全部转化为内能，B错误。
选项C：根据公式$W=Pt$，三个用电器功率$P$相同，工作时间$t$相同，因此消耗的电能相等，C正确。
选项D：电热毯将电能全部转化为热量，电风扇和电视机只有小部分电能转化为热量，因此产生的热量不相等，D错误。
【答案】
C
【知识点】
电功的计算、电流的效应、能量转化
【点评】
本题考查不同用电器的能量转化特点及电功的计算，需区分纯电阻用电器与非纯电阻用电器的能量转化差异，明确电功与电热的不同适用情况。
【难度系数】
0.7
三个用电器均标有“$220\ {V}\ 100\ {W}$”，接入家庭电路正常工作时，实际功率均为$100\ {W}$，工作时间相同。
选项A：电风扇主要利用电流的磁效应工作，电视机将电能转化为声能、光能等，并非均利用电流的热效应，A错误。
选项B：只有电热毯能将电能全部转化为内能，电风扇将大部分电能转化为机械能，电视机转化为多种形式的能，并非全部转化为内能，B错误。
选项C：根据公式$W=Pt$，三个用电器功率$P$相同，工作时间$t$相同，因此消耗的电能相等，C正确。
选项D：电热毯将电能全部转化为热量，电风扇和电视机只有小部分电能转化为热量，因此产生的热量不相等，D错误。
【答案】
C
【知识点】
电功的计算、电流的效应、能量转化
【点评】
本题考查不同用电器的能量转化特点及电功的计算，需区分纯电阻用电器与非纯电阻用电器的能量转化差异，明确电功与电热的不同适用情况。
【难度系数】
0.7
5. 小明家取暖器中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而与电阻丝连接的导线却不怎么热,主要原因是(
A.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
B.导线的绝缘皮隔热
C.导线的电阻远小于电阻丝的电阻
D.导线散热比电阻丝快
C
)。A.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
B.导线的绝缘皮隔热
C.导线的电阻远小于电阻丝的电阻
D.导线散热比电阻丝快
答案
C
解析
【解析】
电阻丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t均相同，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。由于导线的电阻远小于电阻丝的电阻，所以电阻丝产生的热量远多于导线，因此电阻丝很烫而导线不怎么热。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律的应用
【点评】
本题考查焦耳定律在实际生活中的应用，需结合串联电路电流特点分析，理解电流、电阻、通电时间与产生热量的关系是解题关键。
【难度系数】
0.7
电阻丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t均相同，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。由于导线的电阻远小于电阻丝的电阻，所以电阻丝产生的热量远多于导线，因此电阻丝很烫而导线不怎么热。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律的应用
【点评】
本题考查焦耳定律在实际生活中的应用，需结合串联电路电流特点分析，理解电流、电阻、通电时间与产生热量的关系是解题关键。
【难度系数】
0.7
6. 电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用,但如使用不当也会给人们带来危害。下列情况中不属于利用电流热效应的是(
A.用电热孵化器孵小鸡
B.家用电器长时间停用,隔一段时间应通电一次
C.北京冬奥会期间,运动员使用带电源的智能控温加热手套取暖
D.“超导体”技术在远距离输电中的应用
D
)。A.用电热孵化器孵小鸡
B.家用电器长时间停用,隔一段时间应通电一次
C.北京冬奥会期间,运动员使用带电源的智能控温加热手套取暖
D.“超导体”技术在远距离输电中的应用
答案
D
解析
【解析】
电流热效应是指电流通过导体时会产生热量的现象。对各选项分析如下：
A. 电热孵化器利用电流产生的热量孵化小鸡，属于利用电流热效应；
B. 家用电器长时间停用后通电，利用电流热效应驱散电器内部的潮气，属于利用电流热效应；
C. 智能控温加热手套通过电流发热实现取暖，属于利用电流热效应；
D. 超导体电阻为零，根据焦耳定律，电流通过超导体时不会产生热量，远距离输电应用超导体是为了避免电热损耗，不属于利用电流热效应。
【答案】
D
【知识点】
电流的热效应、超导体特性
【点评】
本题考查电流热效应的应用与防止，需结合实际场景区分电热的利用和避免，加深对电流热效应原理的理解。
【难度系数】
0.7
电流热效应是指电流通过导体时会产生热量的现象。对各选项分析如下：
A. 电热孵化器利用电流产生的热量孵化小鸡，属于利用电流热效应；
B. 家用电器长时间停用后通电，利用电流热效应驱散电器内部的潮气，属于利用电流热效应；
C. 智能控温加热手套通过电流发热实现取暖，属于利用电流热效应；
D. 超导体电阻为零，根据焦耳定律，电流通过超导体时不会产生热量，远距离输电应用超导体是为了避免电热损耗，不属于利用电流热效应。
【答案】
D
【知识点】
电流的热效应、超导体特性
【点评】
本题考查电流热效应的应用与防止，需结合实际场景区分电热的利用和避免，加深对电流热效应原理的理解。
【难度系数】
0.7
7. 下图是探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关的实验装置,两个相同的透明容器中密封着等量的空气。下列说法不正确的是(
A.通电后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
B.该装置可以探究电流通过导体产生热量与电流的关系,$R_{3}$的阻值可以不为$5\ {Ω}$
C.将$R_{1}$换成$10\ {Ω}$的电阻,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D.将$R_{3}$和$R_{2}$一起放入透明容器中,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
C
)。A.通电后,左侧U形管中液面的高度差比右侧的大
B.该装置可以探究电流通过导体产生热量与电流的关系,$R_{3}$的阻值可以不为$5\ {Ω}$
C.将$R_{1}$换成$10\ {Ω}$的电阻,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
D.将$R_{3}$和$R_{2}$一起放入透明容器中,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
答案
C
解析
【解析】
由图可知，$R_{2}$与$R_{3}$并联后再与$R_{1}$串联，$R_{1}=R_{2}=5\ Ω$。
1. 分析选项A：根据并联电路电流规律，$I_{1}=I_{2}+I_{3}$，即$I_{1}＞I_{2}$。由$Q=I^{2}Rt$可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生热量越多，因此左侧容器中$R_{1}$产生热量更多，左侧U形管液面高度差更大，A正确。
2. 分析选项B：该装置中$R_{1}$与$R_{2}$电阻相同，通过的电流不同，可探究电流通过导体产生热量与电流的关系；$R_{3}$的作用是改变通过$R_{2}$的电流，其阻值可以不为$5\ Ω$，B正确。
3. 分析选项C：将$R_{1}$换成$10\ Ω$的电阻后，$R_{1}$与$R_{2}$电阻不同，且通过的电流也不同（$I_{1}＞I_{2}$），存在两个变量，不符合控制变量法，无法探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，C错误。
4. 分析选项D：将$R_{3}$和$R_{2}$一起放入透明容器中，$R_{1}$与（$R_{2}+R_{3}$）串联，通过的电流相同，电阻不同，可探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，D正确。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律探究实验；控制变量法；串并联电路电流规律
【点评】
本题考查焦耳定律的探究实验，需结合控制变量法分析，明确电路连接方式是解题的关键。
【难度系数】
0.6
由图可知，$R_{2}$与$R_{3}$并联后再与$R_{1}$串联，$R_{1}=R_{2}=5\ Ω$。
1. 分析选项A：根据并联电路电流规律，$I_{1}=I_{2}+I_{3}$，即$I_{1}＞I_{2}$。由$Q=I^{2}Rt$可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生热量越多，因此左侧容器中$R_{1}$产生热量更多，左侧U形管液面高度差更大，A正确。
2. 分析选项B：该装置中$R_{1}$与$R_{2}$电阻相同，通过的电流不同，可探究电流通过导体产生热量与电流的关系；$R_{3}$的作用是改变通过$R_{2}$的电流，其阻值可以不为$5\ Ω$，B正确。
3. 分析选项C：将$R_{1}$换成$10\ Ω$的电阻后，$R_{1}$与$R_{2}$电阻不同，且通过的电流也不同（$I_{1}＞I_{2}$），存在两个变量，不符合控制变量法，无法探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，C错误。
4. 分析选项D：将$R_{3}$和$R_{2}$一起放入透明容器中，$R_{1}$与（$R_{2}+R_{3}$）串联，通过的电流相同，电阻不同，可探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，D正确。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律探究实验；控制变量法；串并联电路电流规律
【点评】
本题考查焦耳定律的探究实验，需结合控制变量法分析，明确电路连接方式是解题的关键。
【难度系数】
0.6
8. 中国科学家证实了石墨烯在特定条件下的超导性能,若未来实现石墨烯超导输电,根据
焦耳
定律,推断输电线路可实现电能零耗损。相距$20\ {km}$的一段输电线路,输电电流为$200\ {A}$,输电线路的总电阻为$10\ {Ω}$,若以超导电缆替代该线路输电$1\ {h}$,可节约电能400 kW·h
。答案
焦耳
400kW·h
400kW·h
解析
【解析】
1. 超导材料电阻为零，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，当$R=0$时，电流通过线路产生的电热$Q=0$，因此输电线路可实现电能零耗损，故第一空填焦耳定律。
2. 节约的电能等于原输电线路1小时产生的电热，根据公式$W=Q=I^2Rt$，代入数据：$I=200\ {A}$，$R=10\ {Ω}$，$t=1\ {h}=3600\ {s}$，计算得：
$W=(200\ {A})^2×10\ {Ω}×3600\ {s}=1.44×10^9\ {J}$，
又因为$1\ {kW·h}=3.6×10^6\ {J}$，所以$1.44×10^9\ {J}=\frac{1.44×10^9}{3.6×10^6}\ {kW·h}=400\ {kW·h}$。
【答案】
焦耳；400kW·h
【知识点】
焦耳定律；电能计算
【点评】
本题考查焦耳定律的应用及电能的计算，理解超导零电阻的特性是解题关键，需注意单位换算的准确性。
【难度系数】
0.6
1. 超导材料电阻为零，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，当$R=0$时，电流通过线路产生的电热$Q=0$，因此输电线路可实现电能零耗损，故第一空填焦耳定律。
2. 节约的电能等于原输电线路1小时产生的电热，根据公式$W=Q=I^2Rt$，代入数据：$I=200\ {A}$，$R=10\ {Ω}$，$t=1\ {h}=3600\ {s}$，计算得：
$W=(200\ {A})^2×10\ {Ω}×3600\ {s}=1.44×10^9\ {J}$，
又因为$1\ {kW·h}=3.6×10^6\ {J}$，所以$1.44×10^9\ {J}=\frac{1.44×10^9}{3.6×10^6}\ {kW·h}=400\ {kW·h}$。
【答案】
焦耳；400kW·h
【知识点】
焦耳定律；电能计算
【点评】
本题考查焦耳定律的应用及电能的计算，理解超导零电阻的特性是解题关键，需注意单位换算的准确性。
【难度系数】
0.6
