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1. 小明观察家中的电风扇、白炽灯和电烙铁几种用电器，发现它们上面都标有“220 V 40 W”的字样。若它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量最多的是(
A.电风扇
B.白炽灯
C.电烙铁
D.一样多
C
)。A.电风扇
B.白炽灯
C.电烙铁
D.一样多
答案
1. C
解析
【分析】
要解决这道题，首先明确三个用电器在额定电压下工作时实际功率等于额定功率，结合电功公式判断消耗电能的多少；再根据不同用电器的能量转化特点，分析产生热量的多少。
【解析】
1. 计算消耗的电能：三个用电器的额定功率均为40W，在额定电压下工作时实际功率P=40W，工作时间t相同，根据电功公式W=Pt，可知它们消耗的电能W相同。
2. 分析能量转化：电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，仅少量转化为内能；白炽灯工作时，将电能转化为光能和内能；电烙铁是纯电阻用电器，工作时将电能全部转化为内能。因此，消耗相同电能时，电烙铁产生的热量最多。
【答案】
C
【知识点】
用电器的能量转化、电流的热效应、电功计算
【点评】
本题考查不同用电器的能量转化规律，核心是区分纯电阻用电器与非纯电阻用电器的能量转化差异，属于基础概念应用类题目，需学生掌握常见用电器的能量转化方向。
【难度系数】
0.6
要解决这道题，首先明确三个用电器在额定电压下工作时实际功率等于额定功率，结合电功公式判断消耗电能的多少；再根据不同用电器的能量转化特点，分析产生热量的多少。
【解析】
1. 计算消耗的电能：三个用电器的额定功率均为40W，在额定电压下工作时实际功率P=40W，工作时间t相同，根据电功公式W=Pt，可知它们消耗的电能W相同。
2. 分析能量转化：电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，仅少量转化为内能；白炽灯工作时，将电能转化为光能和内能；电烙铁是纯电阻用电器，工作时将电能全部转化为内能。因此，消耗相同电能时，电烙铁产生的热量最多。
【答案】
C
【知识点】
用电器的能量转化、电流的热效应、电功计算
【点评】
本题考查不同用电器的能量转化规律，核心是区分纯电阻用电器与非纯电阻用电器的能量转化差异，属于基础概念应用类题目，需学生掌握常见用电器的能量转化方向。
【难度系数】
0.6
2. 在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为$12\ \Omega$的电阻丝并联而成，简化结构如图17-19所示。该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min，产生的总热量为
3 600
J。答案
2. 3 600
解析
【分析】
要解决该问题，需先计算5条并联电阻丝的总电阻，再利用纯电阻电路的焦耳定律计算总热量。步骤为：1. 利用并联电阻规律求总电阻；2. 结合纯电阻电路的热量公式，代入电压、时间和总电阻计算热量，注意时间单位需转换为秒。
【解析】
1. 计算并联总电阻：n个相同电阻R并联时，总电阻公式为$R_{总}=\frac{R}{n}$。本题中5条电阻丝阻值均为$12\ \Omega$，因此总电阻$R_{总}=\frac{12\ \Omega}{5}=2.4\ \Omega$；
2. 计算总热量：该装置为纯电阻电路，电能全部转化为热量，根据焦耳定律$Q=\frac{U^2t}{R_{总}}$（$U$为电源电压，$t$为工作时间）。已知$U=12\ V$，$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，代入得：
$Q=\frac{(12\ \mathrm{V})^2×60\ \mathrm{s}}{2.4\ \Omega}=\frac{144×60}{2.4}\ \mathrm{J}=3600\ \mathrm{J}$。
【答案】
3600
【知识点】
并联电阻计算、焦耳定律（纯电阻电路）
【点评】
本题为初中物理基础电热计算题，结合并联电阻规律和纯电阻热量公式，只需掌握基本公式、单位换算即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.5
要解决该问题，需先计算5条并联电阻丝的总电阻，再利用纯电阻电路的焦耳定律计算总热量。步骤为：1. 利用并联电阻规律求总电阻；2. 结合纯电阻电路的热量公式，代入电压、时间和总电阻计算热量，注意时间单位需转换为秒。
【解析】
1. 计算并联总电阻：n个相同电阻R并联时，总电阻公式为$R_{总}=\frac{R}{n}$。本题中5条电阻丝阻值均为$12\ \Omega$，因此总电阻$R_{总}=\frac{12\ \Omega}{5}=2.4\ \Omega$；
2. 计算总热量：该装置为纯电阻电路，电能全部转化为热量，根据焦耳定律$Q=\frac{U^2t}{R_{总}}$（$U$为电源电压，$t$为工作时间）。已知$U=12\ V$，$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，代入得：
$Q=\frac{(12\ \mathrm{V})^2×60\ \mathrm{s}}{2.4\ \Omega}=\frac{144×60}{2.4}\ \mathrm{J}=3600\ \mathrm{J}$。
【答案】
3600
【知识点】
并联电阻计算、焦耳定律（纯电阻电路）
【点评】
本题为初中物理基础电热计算题，结合并联电阻规律和纯电阻热量公式，只需掌握基本公式、单位换算即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.5
3. 有三个用电器，一个是“220 V 60 W”的电风扇，一个是“220 V 40 W”的电热毯，另一个是“220 V 45 W”的LED节能灯，都正常工作相同的时间，产生热量最多的用电器是
图17-19
电热毯
。若该用电器工作时的实际电压只有额定电压的80%，则它在100 s内产生的热量为2 560
J（不考虑温度对其电阻的影响）。图17-19
答案
3. 电热毯 2 560
解析
【分析】
要解决这道题，首先需明确不同用电器正常工作时的能量转化情况：电风扇主要将电能转化为机械能，电热毯（纯电阻用电器）将电能全部转化为内能，LED节能灯主要将电能转化为光能，因此相同时间内产生热量最多的是电热毯。接下来计算电热毯在实际电压下产生的热量，需先根据额定参数算出其电阻，再结合实际电压求出实际功率，最后利用纯电阻电路中热量等于消耗电能的关系计算热量。
【解析】
1. 判断产生热量最多的用电器：
三个用电器正常工作时，只有电热毯是纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能；电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，LED节能灯消耗的电能大部分转化为光能，因此正常工作相同时间时，产生热量最多的是电热毯。
2. 计算电热毯的电阻：
根据电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $，可得电热毯的电阻：
$ R = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{40\ \mathrm{W}} = 1210\ \Omega $
3. 计算实际电压下的热量：
实际电压 $ U_{实} = 80\% U_{额} = 0.8 × 220\ \mathrm{V} = 176\ \mathrm{V} $，
实际功率 $ P_{实} = \frac{U_{实}^2}{R} = \frac{(176\ \mathrm{V})^2}{1210\ \Omega} = 25.6\ \mathrm{W} $，
纯电阻电路中，产生的热量等于消耗的电能，因此100s内产生的热量：
$ Q = P_{实} t = 25.6\ \mathrm{W} × 100\ \mathrm{s} = 2560\ \mathrm{J} $
【答案】
电热毯；2560
【知识点】
电功与热量、电功率计算、纯电阻电路
【点评】
本题结合不同用电器的能量转化考查热量计算，需明确纯电阻与非纯电阻用电器的区别，掌握电功率及热量的计算方法，是基础的电学综合题，难度适中。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，首先需明确不同用电器正常工作时的能量转化情况：电风扇主要将电能转化为机械能，电热毯（纯电阻用电器）将电能全部转化为内能，LED节能灯主要将电能转化为光能，因此相同时间内产生热量最多的是电热毯。接下来计算电热毯在实际电压下产生的热量，需先根据额定参数算出其电阻，再结合实际电压求出实际功率，最后利用纯电阻电路中热量等于消耗电能的关系计算热量。
【解析】
1. 判断产生热量最多的用电器：
三个用电器正常工作时，只有电热毯是纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能；电风扇消耗的电能大部分转化为机械能，LED节能灯消耗的电能大部分转化为光能，因此正常工作相同时间时，产生热量最多的是电热毯。
2. 计算电热毯的电阻：
根据电功率公式 $ P = \frac{U^2}{R} $，可得电热毯的电阻：
$ R = \frac{U_{额}^2}{P_{额}} = \frac{(220\ \mathrm{V})^2}{40\ \mathrm{W}} = 1210\ \Omega $
3. 计算实际电压下的热量：
实际电压 $ U_{实} = 80\% U_{额} = 0.8 × 220\ \mathrm{V} = 176\ \mathrm{V} $，
实际功率 $ P_{实} = \frac{U_{实}^2}{R} = \frac{(176\ \mathrm{V})^2}{1210\ \Omega} = 25.6\ \mathrm{W} $，
纯电阻电路中，产生的热量等于消耗的电能，因此100s内产生的热量：
$ Q = P_{实} t = 25.6\ \mathrm{W} × 100\ \mathrm{s} = 2560\ \mathrm{J} $
【答案】
电热毯；2560
【知识点】
电功与热量、电功率计算、纯电阻电路
【点评】
本题结合不同用电器的能量转化考查热量计算，需明确纯电阻与非纯电阻用电器的区别，掌握电功率及热量的计算方法，是基础的电学综合题，难度适中。
【难度系数】
0.5
4. 小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝连接在一起，电热毯仍能使用，但不久又会在连接处烧断。连接处烧断的原因是(
A.电阻丝上连接处电阻较小，造成局部过热
B.电阻丝上连接处电阻较大，造成局部过热
C.连接处电流比其他处电流小，造成局部过热
D.连接处电流比其他处电流大，造成局部过热
B
)。A.电阻丝上连接处电阻较小，造成局部过热
B.电阻丝上连接处电阻较大，造成局部过热
C.连接处电流比其他处电流小，造成局部过热
D.连接处电流比其他处电流大，造成局部过热
答案
4. B
解析
【分析】
本题需结合串联电路的电流特点和焦耳定律分析：首先，电阻丝连接处因接触不良，电阻比电阻丝其他部位大；其次，电阻丝各部分串联，通过的电流处处相等，且通电时间相同；根据焦耳定律Q=I²Rt，电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多，因此连接处会因局部过热烧断，据此判断选项。
【解析】
1. 确定连接处的电阻：电阻丝断后连接时，连接处的接触面积较小，导致连接处的电阻大于电阻丝其他部分的电阻；
2. 明确电流关系：电阻丝的所有部分（包括连接处）串联在电路中，根据串联电路的特点，串联电路中各处电流相等，因此通过连接处和电阻丝其他部分的电流I相同；
3. 应用焦耳定律判断热量：通电时间t相同，根据焦耳定律公式Q=I²Rt，当电流I和通电时间t一定时，电阻R越大，电流产生的热量Q越多，所以连接处产生的热量更多，造成局部过热，最终被烧断；
4. 分析选项：A选项认为连接处电阻小，错误；B选项符合上述分析，正确；C、D选项认为连接处电流与其他部分不同，错误，因为串联电路电流处处相等。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、串联电路特点
【点评】
本题是焦耳定律在生活中的实际应用，难度适中，主要考查学生对串联电路电流特点和焦耳定律的理解与应用，属于初中电学的基础题型。
【难度系数】
0.6
本题需结合串联电路的电流特点和焦耳定律分析：首先，电阻丝连接处因接触不良，电阻比电阻丝其他部位大；其次，电阻丝各部分串联，通过的电流处处相等，且通电时间相同；根据焦耳定律Q=I²Rt，电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多，因此连接处会因局部过热烧断，据此判断选项。
【解析】
1. 确定连接处的电阻：电阻丝断后连接时，连接处的接触面积较小，导致连接处的电阻大于电阻丝其他部分的电阻；
2. 明确电流关系：电阻丝的所有部分（包括连接处）串联在电路中，根据串联电路的特点，串联电路中各处电流相等，因此通过连接处和电阻丝其他部分的电流I相同；
3. 应用焦耳定律判断热量：通电时间t相同，根据焦耳定律公式Q=I²Rt，当电流I和通电时间t一定时，电阻R越大，电流产生的热量Q越多，所以连接处产生的热量更多，造成局部过热，最终被烧断；
4. 分析选项：A选项认为连接处电阻小，错误；B选项符合上述分析，正确；C、D选项认为连接处电流与其他部分不同，错误，因为串联电路电流处处相等。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、串联电路特点
【点评】
本题是焦耳定律在生活中的实际应用，难度适中，主要考查学生对串联电路电流特点和焦耳定律的理解与应用，属于初中电学的基础题型。
【难度系数】
0.6
5. 用图17-20所示的装置可探究电流产生热量与
电流
（选填“电流”或“电阻”）的关系，若通过$R_2$的电流为1 A，通电1 min，$R_2$产生的热量为300
J。若将$R_3$更换为10 Ω的电阻，仍能
（选填“仍能”或“不能”）完成该实验探究。答案
5. 电流 300 仍能
解析
【分析】
要探究电流产生热量的关系，需运用控制变量法：电流产生的热量与电流、电阻、通电时间有关，探究与电流的关系时，要控制电阻和通电时间相同，改变电流。观察装置可知，R₁与R₂电阻相同，R₂与R₃并联后再与R₁串联，因此通过R₁和R₂的电流不同，符合探究热量与电流关系的控制变量要求。计算热量需用焦耳定律，更换R₃后仍能保持R₁和R₂的电流差异，可继续实验。
【解析】
1. 确定探究的物理量：根据控制变量法，探究电流产生热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同。装置中R₁与R₂电阻相等，通过它们的电流不同，因此探究的是电流产生热量与电流的关系。
2. 计算R₂产生的热量：已知通过R₂的电流I=1A，通电时间t=1min=60s，R₂的电阻为5Ω（由焦耳定律推导可得），代入公式Q=I²Rt，得Q=(1A)²×5Ω×60s=300J。
3. 判断更换R₃后的实验可行性：将R₃换为10Ω电阻后，R₂与R₃仍为并联，再与R₁串联，通过R₁和R₂的电流仍不同，电阻仍相同，因此仍能控制变量完成实验。
【答案】
电流；300；仍能
【知识点】
焦耳定律；电流的热效应；控制变量法
【点评】
本题围绕焦耳定律实验展开，核心考查控制变量法的应用和焦耳定律的计算，是初中电学的基础实验题，需明确探究不同变量时的控制条件，难度适中。
【难度系数】
0.5
要探究电流产生热量的关系，需运用控制变量法：电流产生的热量与电流、电阻、通电时间有关，探究与电流的关系时，要控制电阻和通电时间相同，改变电流。观察装置可知，R₁与R₂电阻相同，R₂与R₃并联后再与R₁串联，因此通过R₁和R₂的电流不同，符合探究热量与电流关系的控制变量要求。计算热量需用焦耳定律，更换R₃后仍能保持R₁和R₂的电流差异，可继续实验。
【解析】
1. 确定探究的物理量：根据控制变量法，探究电流产生热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同。装置中R₁与R₂电阻相等，通过它们的电流不同，因此探究的是电流产生热量与电流的关系。
2. 计算R₂产生的热量：已知通过R₂的电流I=1A，通电时间t=1min=60s，R₂的电阻为5Ω（由焦耳定律推导可得），代入公式Q=I²Rt，得Q=(1A)²×5Ω×60s=300J。
3. 判断更换R₃后的实验可行性：将R₃换为10Ω电阻后，R₂与R₃仍为并联，再与R₁串联，通过R₁和R₂的电流仍不同，电阻仍相同，因此仍能控制变量完成实验。
【答案】
电流；300；仍能
【知识点】
焦耳定律；电流的热效应；控制变量法
【点评】
本题围绕焦耳定律实验展开，核心考查控制变量法的应用和焦耳定律的计算，是初中电学的基础实验题，需明确探究不同变量时的控制条件，难度适中。
【难度系数】
0.5
6. 如图17-21所示，电源电压保持不变，$R_1=10\ \Omega$，开关S闭合，$S_0$拨至b时电压表的示数是拨至a时的$\frac{1}{3}$，则$R_2=\_\_\_\_\_\_\Omega$。若电源电压为3 V，当开关$S_0$拨至b时，$R_1$在10 min内产生的热量是
60
J。答案
6. 20 60
解析
【分析】
首先明确开关S闭合，S₀拨至a、b时的电路连接及电压表测量对象：S₀拨至a时，电压表测电源电压；S₀拨至b时，电压表测R₁两端电压。结合串联电路电压规律、欧姆定律可求出R₂的阻值；再根据串联电路电流规律、焦耳定律计算R₁产生的热量。
【解析】
1. 求R₂的阻值：
当S闭合，S₀拨至a时，电压表测电源电压，记为U；拨至b时，电压表测R₁两端电压，记为U₁。由题意得：U₁ = (1/3)U。
串联电路总电压等于各部分电压之和，因此R₂两端电压：U₂ = U - U₁ = U - (1/3)U = (2/3)U。
串联电路电流处处相等，根据欧姆定律I=U/R，得I=U₁/R₁=U₂/R₂，代入数据：
( (1/3)U ) /10Ω = ( (2/3)U ) / R₂，约去U和1/3，解得R₂=20Ω。
2. 求R₁产生的热量：
电源电压U总=3V，S₀拨至b时，R₁与R₂串联，总电阻R总=R₁+R₂=10Ω+20Ω=30Ω。
电路电流I=U总/R总=3V/30Ω=0.1A，时间t=10min=600s。
根据焦耳定律Q=I²Rt，R₁产生的热量：
Q=(0.1A)²×10Ω×600s=60J。
【答案】
20；60
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、焦耳定律
【点评】
本题为电学综合题，核心是明确开关不同位置时电压表的测量对象，结合串联电路规律和公式计算，难度适中，需掌握基础电学公式的应用。
【难度系数】
0.5
首先明确开关S闭合，S₀拨至a、b时的电路连接及电压表测量对象：S₀拨至a时，电压表测电源电压；S₀拨至b时，电压表测R₁两端电压。结合串联电路电压规律、欧姆定律可求出R₂的阻值；再根据串联电路电流规律、焦耳定律计算R₁产生的热量。
【解析】
1. 求R₂的阻值：
当S闭合，S₀拨至a时，电压表测电源电压，记为U；拨至b时，电压表测R₁两端电压，记为U₁。由题意得：U₁ = (1/3)U。
串联电路总电压等于各部分电压之和，因此R₂两端电压：U₂ = U - U₁ = U - (1/3)U = (2/3)U。
串联电路电流处处相等，根据欧姆定律I=U/R，得I=U₁/R₁=U₂/R₂，代入数据：
( (1/3)U ) /10Ω = ( (2/3)U ) / R₂，约去U和1/3，解得R₂=20Ω。
2. 求R₁产生的热量：
电源电压U总=3V，S₀拨至b时，R₁与R₂串联，总电阻R总=R₁+R₂=10Ω+20Ω=30Ω。
电路电流I=U总/R总=3V/30Ω=0.1A，时间t=10min=600s。
根据焦耳定律Q=I²Rt，R₁产生的热量：
Q=(0.1A)²×10Ω×600s=60J。
【答案】
20；60
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、焦耳定律
【点评】
本题为电学综合题，核心是明确开关不同位置时电压表的测量对象，结合串联电路规律和公式计算，难度适中，需掌握基础电学公式的应用。
【难度系数】
0.5
