4.右图是夏天常用的电热驱蚊器，它是利用电流的效应来工作的，其发热元件正常工作时的电阻为8 000 Ω。家庭电路的电压为220 V，将它接在家庭电路中正常工作100 s产生的热量是J。

4. 热 605

【分析】首先，电热驱蚊器工作时将电能转化为内能，因此利用电流的热效应；计算产生的热量时，该元件为纯电阻，根据焦耳定律，热量可通过公式$Q=\frac{U^2t}{R}$计算，代入家庭电路电压、电阻和时间即可得到结果。
【解析】1. 电热驱蚊器工作时，将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的；
2. 已知家庭电路电压$U=220V$，发热元件电阻$R=8000Ω$，工作时间$t=100s$，纯电阻电路中产生的热量$Q=\frac{U^2t}{R}$，代入数据计算：
$Q=\frac{(220V)^2×100s}{8000Ω}=\frac{48400×100}{8000}=605J$。
【答案】热；605
【知识点】电流的热效应、焦耳定律
【点评】本题结合生活中的电热驱蚊器，考查电流热效应的判断和纯电阻电路的热量计算，属于基础题型，难度较低，需掌握相关公式的应用。
【难度系数】0.7

5.如图所示,电源电压恒定不变,已知$R_1: R_2 = 3:5$。如果闭合开关S,则它们两端的电压之比$U_1: U_2 =$;如果通电1 min,电流通过它们产生的热量之比$Q_1: Q_2 =$。

5. 3:5 3:5

【分析】首先观察电路图，确定R₁与R₂的连接方式为串联；串联电路的核心特点是电流处处相等，这是解题的关键。接下来分别利用欧姆定律分析电压之比，利用焦耳定律分析热量之比，由于串联电路中电流I和通电时间t均相同，相关比值可转化为电阻之比。
【解析】由电路图可知，R₁与R₂串联，串联电路中电流处处相等，即I₁=I₂=I。
1. 求电压之比：根据欧姆定律U=IR，可得U₁=IR₁，U₂=IR₂，因此U₁:U₂=(IR₁):(IR₂)=R₁:R₂=3:5。
2. 求热量之比：根据焦耳定律Q=I²Rt，通电时间t相同，电流I相同，因此Q₁:Q₂=(I²R₁t):(I²R₂t)=R₁:R₂=3:5。
【答案】3:5；3:5
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题考查串联电路规律及欧姆定律、焦耳定律的基础应用，属于常规基础题，掌握串联电路电流相等的特点，结合对应公式即可快速求解。
【难度系数】0.8

1.如图,芯片体积小,元件密集。当芯片中有电流通过时,由于芯片元件有,不可避免地会产生热量,这种现象称为电流的效应。

1. 电阻 热

【分析】
本题考查电流热效应的基础概念，解题时需明确：电流通过导体时，导体因自身的电阻会产生热量，这种现象就是电流的热效应，结合题意即可填写对应内容。
【解析】
电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫做电流的热效应；而导体之所以能产生热量，是因为导体本身具有电阻，电流通过电阻时会将电能转化为内能，进而产生热量。因此，芯片元件有电阻，电流通过时产生热量的现象是电流的热效应。
【答案】
电阻；热
【知识点】
电流热效应、电阻
【点评】
本题是对电学基础概念的考查，难度较低，只需牢记电流热效应的定义和产生原因即可解答。
【难度系数】
0.2

2. [教材“演示”改编]用如图装置探究“电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”，透明容器中密封着等量的空气。

2题图
(1)实验中通过观察U形管中的变化，来比较电流通过导体产生热量的多少，这运用了法。
(2)图甲可探究电流产生的热量与的关系。当通电时间相同时，发现U形管B内液面高度的变化更明显，可初步分析得出：。
(3)图乙可探究电流产生的热量与的关系。通电一段时间后，U形管（选填“C”或“D”）内液面高度的变化更明显。
(4)本实验中还用到的一种实验探究方法是法。

2. (1) 液面高度 转换
(2) 电阻 在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流通过这个导体产生的热量越多
(3) 电流 C
(4) 控制变量

【分析】
实验中电流产生的热量无法直接观察，需通过U形管液面高度变化间接体现，这是转换法的应用；图甲中两电阻串联，电流、通电时间相同，电阻不同，用于探究热量与电阻的关系；图乙中右侧两电阻并联后与左侧电阻串联，左侧电阻电流更大，电阻相同，用于探究热量与电流的关系；实验中每次仅改变一个变量，控制其他变量不变，用到控制变量法。
【解析】
(1) 电流通过导体产生的热量会使透明容器内空气受热膨胀，导致U形管两侧液面出现高度差，因此通过观察U形管中液面高度的变化来比较热量多少，这种将不易观察的物理量转换为易观察的物理量的方法是转换法。
(2) 图甲中两电阻串联，通过它们的电流和通电时间均相同，电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系；B管对应10Ω电阻，液面变化更明显，说明该电阻产热更多，因此结论为：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
(3) 图乙中右侧两5Ω电阻并联，再与左侧5Ω电阻串联，根据串并联电流规律，左侧电阻的电流大于右侧每个电阻的电流，电阻相同，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系；根据焦耳定律Q=I²Rt，电阻和时间相同，电流越大产热越多，因此左侧容器产热更多，对应U形管C内液面变化更明显。
(4) 实验中探究热量与电阻的关系时控制电流和时间不变，探究热量与电流的关系时控制电阻和时间不变，这种方法是控制变量法。
【答案】
(1) 液面高度；转换
(2) 电阻；在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过这个导体产生的热量越多
(3) 电流；C
(4) 控制变量
【知识点】
焦耳定律；转换法；控制变量法
【点评】
本题是焦耳定律经典实验的改编题，重点考查转换法和控制变量法的应用，是教材核心实验的基础考查，能有效检验学生对实验原理和方法的掌握，难度适中。
【难度系数】
0.7

3.[科学思维]小邦家的电热取暖器的电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦煳味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作。你认为引起电源线过热的原因可能是（）。

A.新买的电源线太短
B.新买的电源线太粗
C.新买的电源线太细
D.电路的电压不稳定

3. C

【分析】
要解决这道题，需结合家庭电路特点、焦耳定律及电阻的影响因素逐步分析：首先，其他用电器正常工作，说明电路电压稳定，可排除电压不稳定的选项；其次，电源线与用电器串联，通过的电流和通电时间相同，根据焦耳定律，电源线过热是因为电阻过大，再结合电阻与横截面积的关系判断正确选项。
【解析】
1. 排除电压不稳定选项：家庭电路中各用电器并联，其他用电器正常工作，说明电路电压稳定，排除D选项（电路电压不稳定）。
2. 分析电源线过热的原因：电源线与用电器串联，通过的电流I与用电器的电流相同，通电时间t也相同，根据焦耳定律Q=I²Rt，热量Q与电阻R成正比，电源线过热说明其电阻过大。
3. 分析电阻的影响因素：导线的电阻与材料、长度、横截面积有关，本题中电源线材料相同，若太短（A选项）则电阻小，太粗（B选项）则横截面积大、电阻小，均不符合；太细（C选项）则横截面积小，电阻大，符合电源线过热的原因。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律、影响电阻大小的因素、家庭电路
【点评】
本题结合家庭电路实际场景，考查焦耳定律的应用及电阻影响因素的分析，需掌握串联电路电流特点和焦耳定律公式，属于基础应用类题目，难度适中。
【难度系数】
0.6

4.某电热器正常工作时的电流为5 A,其正常工作5 min 产生了$1.2× 10^5$ J的热量,则该电热器的阻值是 Ω,其正常工作 s产生的热量是$1.6× 10^5$ J。

4. 16 400

【分析】
本题考查纯电阻电路的电热计算，需运用焦耳定律公式$Q=I^2Rt$解题。首先将时间单位统一为秒，再结合已知的电流、热量和时间，通过公式变形求出电热器的电阻；最后利用已得的电阻、电流和目标热量，再次变形公式求出对应工作时间。
【解析】
解：（1）计算电热器的电阻：
先统一时间单位，$t_1 = 5\ \mathrm{min} = 5 × 60\ \mathrm{s} = 300\ \mathrm{s}$。
电热器为纯电阻用电器，产生的热量满足焦耳定律$Q=I^2Rt$，变形得电阻公式：
$R = \frac{Q_1}{I^2 t_1}$
代入已知数据$Q_1 = 1.2 × 10^5\ \mathrm{J}$，$I = 5\ \mathrm{A}$，$t_1 = 300\ \mathrm{s}$：
$R = \frac{1.2 × 10^5\ \mathrm{J}}{(5\ \mathrm{A})^2 × 300\ \mathrm{s}} = \frac{1.2 × 10^5}{7500}\ \Omega = 16\ \Omega$。
（2）计算产生$1.6 × 10^5\ \mathrm{J}$热量的时间：
由焦耳定律变形得时间公式：$t_2 = \frac{Q_2}{I^2 R}$
代入数据$Q_2 = 1.6 × 10^5\ \mathrm{J}$，$I = 5\ \mathrm{A}$，$R = 16\ \Omega$：
$t_2 = \frac{1.6 × 10^5\ \mathrm{J}}{(5\ \mathrm{A})^2 × 16\ \Omega} = \frac{1.6 × 10^5}{400}\ \mathrm{s} = 400\ \mathrm{s}$。
【答案】
16；400
【知识点】
焦耳定律、电热计算
【点评】
本题是纯电阻电路中电热公式的基础应用，核心是掌握焦耳定律公式及单位换算，难度较低，属于初中物理基础题型。
【难度系数】
0.7

5. [教材例题改编] $R_1$、$R_2$分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，$R_1 = 2R_2$，电源电压均为$U$。均闭合开关后，甲电路中$R_1$、$R_2$在相同时间内产生的热量为$Q_{甲1}$、$Q_{甲2}$，则$Q_{甲1}:Q_{甲2} =$ ；乙电路中$R_1$、$R_2$在相同时间内产生的热量分别为$Q_{乙1}$、$Q_{乙2}$，则$Q_{乙1}:Q_{乙2} =$ 。

5. 2:1 1:2

【分析】
要解决该问题，需先明确甲、乙两图的电路连接方式，再结合串并联电路的特点，选择合适的焦耳定律公式计算热量比值。甲图中$R_1$与$R_2$串联，串联电路电流处处相等，相同时间内的热量用$Q=I^2Rt$计算；乙图中$R_1$与$R_2$并联，并联电路各支路电压相等，相同时间内的热量用$Q=\frac{U^2t}{R}$计算，最后代入$R_1=2R_2$即可求出对应比值。
【解析】
1. 甲电路（串联）：
$R_1$与$R_2$串联，电路中电流$I$处处相等，通电时间$t$相同。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，热量之比为：
$\frac{Q_{甲1}}{Q_{甲2}}=\frac{I^2R_1t}{I^2R_2t}=\frac{R_1}{R_2}$
已知$R_1=2R_2$，代入得：$\frac{Q_{甲1}}{Q_{甲2}}=\frac{2R_2}{R_2}=\frac{2}{1}$，即比值为$2:1$。
2. 乙电路（并联）：
$R_1$与$R_2$并联，各支路两端电压等于电源电压$U$，通电时间$t$相同。根据焦耳定律$Q=\frac{U^2t}{R}$，热量之比为：
$\frac{Q_{乙1}}{Q_{乙2}}=\frac{\frac{U^2t}{R_1}}{\frac{U^2t}{R_2}}=\frac{R_2}{R_1}$
代入$R_1=2R_2$，得：$\frac{Q_{乙1}}{Q_{乙2}}=\frac{R_2}{2R_2}=\frac{1}{2}$，即比值为$1:2$。
【答案】
2:1；1:2
【知识点】
焦耳定律、串联电路特点、并联电路特点
【点评】
本题考查串并联电路中电热的计算，核心是根据电路连接方式选择对应的焦耳定律公式，属于电学基础题型，需熟练掌握串并联电路的电流、电压规律及焦耳定律的应用。
【难度系数】
0.6