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1. 现代化的生活已经离不开电了.
(1)通常情况下，人体的安全电压不高于
(2)一辆太阳能玩具车，车顶的太阳能电池给车内电动机供电.某次测试时，太阳能电池提供的电压恒为2V，小车匀速行驶10min，行驶的路程为126m，测试中通过电动机线圈的电流为0.3A，电动机线圈电阻为$2\ \Omega$，行驶时所受地面阻力为
(1)通常情况下，人体的安全电压不高于
36
伏.在家庭电路中，在安装电路之前，必须使用测电笔来判断火线和零线，如图甲、乙所示是小金同学使用测电笔的两种方法，正确的是乙
.(2)一辆太阳能玩具车，车顶的太阳能电池给车内电动机供电.某次测试时，太阳能电池提供的电压恒为2V，小车匀速行驶10min，行驶的路程为126m，测试中通过电动机线圈的电流为0.3A，电动机线圈电阻为$2\ \Omega$，行驶时所受地面阻力为
2
N.答案
36
乙
2
乙
2
解析
【分析】
(1) 首先回忆人体安全电压的常识，然后明确测电笔的正确使用方法：使用测电笔时，手必须接触笔尾的金属体，这样才能使人体和测电笔形成通路，从而正确检测火线和零线。
(2) 对于太阳能玩具车的问题，先根据电功率公式计算电动机的总功率，再利用焦耳定律的变形式计算线圈的发热功率，总功率减去发热功率得到机械功率；接着根据速度公式算出小车的速度，结合匀速直线运动时牵引力等于阻力，利用机械功率公式的变形式求出牵引力，也就是阻力。
【解析】
(1) 通常情况下，人体的安全电压不高于36伏。使用测电笔时，手要接触笔尾金属体，这样才能在接触火线时，使电流通过测电笔、人体流入大地，形成回路，所以图乙的方法正确。
(2) ① 计算电动机的总功率：
$P_{总}=UI=2V×0.3A=0.6W$
② 计算线圈的发热功率：
$P_{热}=I^{2}R=(0.3A)^{2}×2\Omega=0.18W$
③ 计算电动机的机械功率：
$P_{机}=P_{总}-P_{热}=0.6W-0.18W=0.42W$
④ 计算小车行驶的速度：
$v=\frac{s}{t}=\frac{126m}{10×60s}=0.21m/s$
⑤ 因为小车匀速行驶，牵引力$F$等于阻力$f$，由$P_{机}=Fv$可得：
$f=F=\frac{P_{机}}{v}=\frac{0.42W}{0.21m/s}=2N$
【答案】
(1) 36；乙
(2) 2
【知识点】
安全电压；测电笔的使用；电功率的综合计算
【点评】
本题考查了安全用电常识和电功率的综合应用，需要熟练掌握测电笔的使用方法，以及区分电动机的总功率、发热功率和机械功率，结合运动学公式解决力学与电学的综合问题。
【难度系数】
0.6
(1) 首先回忆人体安全电压的常识，然后明确测电笔的正确使用方法：使用测电笔时，手必须接触笔尾的金属体，这样才能使人体和测电笔形成通路，从而正确检测火线和零线。
(2) 对于太阳能玩具车的问题，先根据电功率公式计算电动机的总功率，再利用焦耳定律的变形式计算线圈的发热功率，总功率减去发热功率得到机械功率；接着根据速度公式算出小车的速度，结合匀速直线运动时牵引力等于阻力，利用机械功率公式的变形式求出牵引力，也就是阻力。
【解析】
(1) 通常情况下，人体的安全电压不高于36伏。使用测电笔时，手要接触笔尾金属体，这样才能在接触火线时，使电流通过测电笔、人体流入大地，形成回路，所以图乙的方法正确。
(2) ① 计算电动机的总功率：
$P_{总}=UI=2V×0.3A=0.6W$
② 计算线圈的发热功率：
$P_{热}=I^{2}R=(0.3A)^{2}×2\Omega=0.18W$
③ 计算电动机的机械功率：
$P_{机}=P_{总}-P_{热}=0.6W-0.18W=0.42W$
④ 计算小车行驶的速度：
$v=\frac{s}{t}=\frac{126m}{10×60s}=0.21m/s$
⑤ 因为小车匀速行驶，牵引力$F$等于阻力$f$，由$P_{机}=Fv$可得：
$f=F=\frac{P_{机}}{v}=\frac{0.42W}{0.21m/s}=2N$
【答案】
(1) 36；乙
(2) 2
【知识点】
安全电压；测电笔的使用；电功率的综合计算
【点评】
本题考查了安全用电常识和电功率的综合应用，需要熟练掌握测电笔的使用方法，以及区分电动机的总功率、发热功率和机械功率，结合运动学公式解决力学与电学的综合问题。
【难度系数】
0.6
2. 如图所示，在家庭电路中若同时接入过多的用电器，将会造成电路总功率过
大
(选填“大”或“小”)，容易引起火灾；一旦发现电路起火，要先切断电源
再救火.答案
大
切断电源
切断电源
解析
【分析】
首先思考家庭电路中用电器的连接方式，家庭电路中各用电器是并联的，总功率等于所有用电器功率之和，同时接入过多用电器时，总功率会变大。根据电功率公式P=UI，家庭电路电压恒定为220V，总功率过大时总电流会过大，结合焦耳定律可知，电流过大时导线会产生大量热量，易引发火灾。其次，电路起火时，为避免触电事故，必须先切断电源再进行救火。
【解析】
1. 家庭电路中各用电器并联，总功率等于各用电器功率的总和，同时接入过多用电器，会造成电路总功率过大；根据P=UI，家庭电路电压U=220V不变，总功率P过大时，总电流I会过大，由焦耳定律Q=I²Rt可知，电流过大时导线产生的热量过多，容易引起火灾。
2. 一旦发现电路起火，为防止触电，要先切断电源再救火。
【答案】
大；切断电源
【知识点】
家庭电路总功率过大；安全用电原则；焦耳定律
【点评】
本题考查家庭电路的安全用电知识，紧密联系生活实际，属于基础题型，旨在让学生理解总功率过大的危害及电路起火后的正确处理方法，培养安全用电的意识。
【难度系数】
0.8
首先思考家庭电路中用电器的连接方式，家庭电路中各用电器是并联的，总功率等于所有用电器功率之和，同时接入过多用电器时，总功率会变大。根据电功率公式P=UI，家庭电路电压恒定为220V，总功率过大时总电流会过大，结合焦耳定律可知，电流过大时导线会产生大量热量，易引发火灾。其次，电路起火时，为避免触电事故，必须先切断电源再进行救火。
【解析】
1. 家庭电路中各用电器并联，总功率等于各用电器功率的总和，同时接入过多用电器，会造成电路总功率过大；根据P=UI，家庭电路电压U=220V不变，总功率P过大时，总电流I会过大，由焦耳定律Q=I²Rt可知，电流过大时导线产生的热量过多，容易引起火灾。
2. 一旦发现电路起火，为防止触电，要先切断电源再救火。
【答案】
大；切断电源
【知识点】
家庭电路总功率过大；安全用电原则；焦耳定律
【点评】
本题考查家庭电路的安全用电知识，紧密联系生活实际，属于基础题型，旨在让学生理解总功率过大的危害及电路起火后的正确处理方法，培养安全用电的意识。
【难度系数】
0.8
3. 由焦耳定律可知，在电流和通电时间相同时，电流产生的热量与
电阻
成正比.电炉丝与插头处的导线是串联
的，通过的电流和通电时间都相同，而电炉丝的电阻比插头处导线的电阻大
，电流产生的热量较多.因此电炉丝热得发红，而插头处的导线却不很热.答案
电阻
串联
大
串联
大
解析
【分析】
首先回忆焦耳定律的公式$ Q=I^2Rt $，当电流$ I $和通电时间$ t $相同时，电流产生的热量$ Q $与电阻$ R $成正比，由此确定第一个空的答案。接着分析电炉丝与插头处导线的连接方式，家庭电路中二者是串联的，串联电路中电流处处相等，满足题目中“通过的电流和通电时间都相同”的条件。最后根据焦耳定律，在$ I $和$ t $相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，电炉丝热得发红说明其产生热量多，因此电炉丝的电阻比插头处导线的电阻大。
【解析】
1. 根据焦耳定律公式$ Q=I^2Rt $，当电流$ I $和通电时间$ t $相同时，电流产生的热量与电阻成正比，故第一空填“电阻”。
2. 电炉丝与插头处的导线是串联在同一电路中的，串联电路中电流处处相等，因此通过二者的电流和通电时间都相同，故第二空填“串联”。
3. 电炉丝的电阻比插头处导线的电阻大，根据$ Q=I^2Rt $，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多，所以电炉丝热得发红，而插头处导线不很热，故第三空填“大”。
【答案】
电阻、串联、大
【知识点】
焦耳定律、串联电路特点
【点评】
本题结合生活中电炉发热的实际现象，考查焦耳定律的应用及串联电路的电流特点，注重物理知识与生活实际的结合，帮助学生理解电热现象的本质，属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
首先回忆焦耳定律的公式$ Q=I^2Rt $，当电流$ I $和通电时间$ t $相同时，电流产生的热量$ Q $与电阻$ R $成正比，由此确定第一个空的答案。接着分析电炉丝与插头处导线的连接方式，家庭电路中二者是串联的，串联电路中电流处处相等，满足题目中“通过的电流和通电时间都相同”的条件。最后根据焦耳定律，在$ I $和$ t $相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，电炉丝热得发红说明其产生热量多，因此电炉丝的电阻比插头处导线的电阻大。
【解析】
1. 根据焦耳定律公式$ Q=I^2Rt $，当电流$ I $和通电时间$ t $相同时，电流产生的热量与电阻成正比，故第一空填“电阻”。
2. 电炉丝与插头处的导线是串联在同一电路中的，串联电路中电流处处相等，因此通过二者的电流和通电时间都相同，故第二空填“串联”。
3. 电炉丝的电阻比插头处导线的电阻大，根据$ Q=I^2Rt $，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多，所以电炉丝热得发红，而插头处导线不很热，故第三空填“大”。
【答案】
电阻、串联、大
【知识点】
焦耳定律、串联电路特点
【点评】
本题结合生活中电炉发热的实际现象，考查焦耳定律的应用及串联电路的电流特点，注重物理知识与生活实际的结合，帮助学生理解电热现象的本质，属于基础应用型题目。
【难度系数】
0.7
4. 小明为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，利用阻值相等的电阻丝$R_1$、$R_2$、$R_3$，设计了如图甲所示电路，将电阻丝$R_3$和
$R_1$
(选填“$R_1$”或“$R_2$”)分别放在如图乙所示的两个相同装置中，实验通过U形管中液面高度变化
反映电阻丝产生热量的多少.通过实验分析可知，当电阻和通电时间相同时，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多
.答案
$R_{1}$
液面高度变化
多
液面高度变化
多
解析
【分析】
要探究电流产生的热量与电流大小的关系，根据控制变量法，需控制电阻大小和通电时间相同，改变通过电阻的电流大小。观察图甲电路：$R_2$与$R_3$并联后再与$R_1$串联，$R_1$、$R_2$、$R_3$阻值相等，因此$R_1$的电流为干路电流，$R_3$的电流为支路电流（$I_1＞I_3$），且$R_1$与$R_3$阻值相同，符合控制变量的要求；实验中电流产生的热量无法直接测量，需用转换法，通过U形管液面的变化来反映热量多少；结合焦耳定律，当电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
【解析】
1. 选择实验电阻：
探究电流产生的热量与电流大小的关系，需控制电阻和通电时间相同，改变电流。由图甲可知，$R_2$与$R_3$并联，通过$R_2$和$R_3$的电流相等，而$R_1$与$R_3$阻值相等，且通过$R_1$的电流大于通过$R_3$的电流，因此应将$R_3$和$R_1$分别放在两个相同装置中。
2. 转换法的应用：
电流产生的热量不能直接观察，实验中通过U形管中液面高度变化来反映电阻丝产生热量的多少，这是转换法的应用，液面高度差越大，说明电阻丝产生的热量越多。
3. 实验结论：
根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，当电阻$R$和通电时间$t$相同时，通过电阻的电流$I$越大，电阻产生的热量$Q$越多。
【答案】
$R_{1}$；液面高度变化；多
【知识点】
控制变量法；转换法；电流的热效应
【点评】
本题聚焦电流产生热量的探究实验，核心考查控制变量法与转换法的应用，要求学生明确实验的控制条件，理解焦耳定律的定量关系，是对实验探究能力的基础考查。
【难度系数】
0.6
要探究电流产生的热量与电流大小的关系，根据控制变量法，需控制电阻大小和通电时间相同，改变通过电阻的电流大小。观察图甲电路：$R_2$与$R_3$并联后再与$R_1$串联，$R_1$、$R_2$、$R_3$阻值相等，因此$R_1$的电流为干路电流，$R_3$的电流为支路电流（$I_1＞I_3$），且$R_1$与$R_3$阻值相同，符合控制变量的要求；实验中电流产生的热量无法直接测量，需用转换法，通过U形管液面的变化来反映热量多少；结合焦耳定律，当电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
【解析】
1. 选择实验电阻：
探究电流产生的热量与电流大小的关系，需控制电阻和通电时间相同，改变电流。由图甲可知，$R_2$与$R_3$并联，通过$R_2$和$R_3$的电流相等，而$R_1$与$R_3$阻值相等，且通过$R_1$的电流大于通过$R_3$的电流，因此应将$R_3$和$R_1$分别放在两个相同装置中。
2. 转换法的应用：
电流产生的热量不能直接观察，实验中通过U形管中液面高度变化来反映电阻丝产生热量的多少，这是转换法的应用，液面高度差越大，说明电阻丝产生的热量越多。
3. 实验结论：
根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，当电阻$R$和通电时间$t$相同时，通过电阻的电流$I$越大，电阻产生的热量$Q$越多。
【答案】
$R_{1}$；液面高度变化；多
【知识点】
控制变量法；转换法；电流的热效应
【点评】
本题聚焦电流产生热量的探究实验，核心考查控制变量法与转换法的应用，要求学生明确实验的控制条件，理解焦耳定律的定量关系，是对实验探究能力的基础考查。
【难度系数】
0.6
5. 一台线圈电阻为$3\ \Omega$的电动机，接在12V的电源上时，通过电动机的电流为0.5A，在2min内电流产生的热量是
90
J，转化成的机械能是630
J.答案
90
630
630
解析
【分析】
本题考查非纯电阻电路的能量转化问题。解题思路如下：
1. 电动机属于非纯电阻用电器，电流产生的热量需用焦耳定律$Q=I^2Rt$计算（焦耳定律适用于所有电路的电热计算）；
2. 电流做的总功用电功公式$W=UIt$计算，电动机消耗的电能一部分转化为内能（热量），另一部分转化为机械能，因此转化的机械能等于总功减去产生的热量，即$W_{\mathrm{机}}=W-Q$；
3. 先将时间单位统一为秒（$2\min=120\ \mathrm{s}$），再代入对应公式计算即可。
【解析】
1. 计算电流产生的热量：
已知线圈电阻$R=3\ \Omega$，电流$I=0.5\ \mathrm{A}$，时间$t=2\ \mathrm{min}=120\ \mathrm{s}$，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，代入数据得：
$Q=(0.5\ \mathrm{A})^2 × 3\ \Omega × 120\ \mathrm{s}=0.25 × 3 × 120=90\ \mathrm{J}$。
2. 计算电流做的总功：
根据电功公式$W=UIt$，已知$U=12\ \mathrm{V}$，$I=0.5\ \mathrm{A}$，$t=120\ \mathrm{s}$，代入得：
$W=12\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A} × 120\ \mathrm{s}=720\ \mathrm{J}$。
3. 计算转化的机械能：
电动机转化的机械能等于总功减去产生的热量，即：
$W_{\mathrm{机}}=W-Q=720\ \mathrm{J}-90\ \mathrm{J}=630\ \mathrm{J}$。
【答案】
90；630
【知识点】
焦耳定律、电功计算、非纯电阻电路能量转化
【点评】
本题核心是区分纯电阻与非纯电阻电路的计算差异：纯电阻电路中电能全部转化为内能，$W=Q$；非纯电阻电路中电能部分转化为内能，部分转化为其他形式能，$W＞Q$，转化的其他形式能（如机械能）为总功与电热的差值。需牢记焦耳定律和电功公式的适用场景，避免混淆。
【难度系数】
0.6
本题考查非纯电阻电路的能量转化问题。解题思路如下：
1. 电动机属于非纯电阻用电器，电流产生的热量需用焦耳定律$Q=I^2Rt$计算（焦耳定律适用于所有电路的电热计算）；
2. 电流做的总功用电功公式$W=UIt$计算，电动机消耗的电能一部分转化为内能（热量），另一部分转化为机械能，因此转化的机械能等于总功减去产生的热量，即$W_{\mathrm{机}}=W-Q$；
3. 先将时间单位统一为秒（$2\min=120\ \mathrm{s}$），再代入对应公式计算即可。
【解析】
1. 计算电流产生的热量：
已知线圈电阻$R=3\ \Omega$，电流$I=0.5\ \mathrm{A}$，时间$t=2\ \mathrm{min}=120\ \mathrm{s}$，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，代入数据得：
$Q=(0.5\ \mathrm{A})^2 × 3\ \Omega × 120\ \mathrm{s}=0.25 × 3 × 120=90\ \mathrm{J}$。
2. 计算电流做的总功：
根据电功公式$W=UIt$，已知$U=12\ \mathrm{V}$，$I=0.5\ \mathrm{A}$，$t=120\ \mathrm{s}$，代入得：
$W=12\ \mathrm{V} × 0.5\ \mathrm{A} × 120\ \mathrm{s}=720\ \mathrm{J}$。
3. 计算转化的机械能：
电动机转化的机械能等于总功减去产生的热量，即：
$W_{\mathrm{机}}=W-Q=720\ \mathrm{J}-90\ \mathrm{J}=630\ \mathrm{J}$。
【答案】
90；630
【知识点】
焦耳定律、电功计算、非纯电阻电路能量转化
【点评】
本题核心是区分纯电阻与非纯电阻电路的计算差异：纯电阻电路中电能全部转化为内能，$W=Q$；非纯电阻电路中电能部分转化为内能，部分转化为其他形式能，$W＞Q$，转化的其他形式能（如机械能）为总功与电热的差值。需牢记焦耳定律和电功公式的适用场景，避免混淆。
【难度系数】
0.6
6. 小峰同学购买了一个电热水壶，烧水时发现电源线很热，甚至能闻到橡胶的焦味，他决定向消费者协会投诉，投诉的理由应该是(
A.电源线太短
B.电源线太粗
C.电源线太细
D.电压太高
C
)A.电源线太短
B.电源线太粗
C.电源线太细
D.电压太高
答案
C
解析
【分析】
要解决这道题，我们可以结合焦耳定律和影响电阻大小的因素来分析：
1. 首先明确电热水壶与电源线是串联的，根据串联电路的特点，通过它们的电流$I$相同，通电时间$t$也相同。
2. 电源线很热、有焦味，说明电源线产生的热量过多。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在$I$和$t$相同的情况下，产生热量多意味着电源线的电阻$R$较大。
3. 再根据电阻的决定式$R=\rho\frac{L}{S}$（$\rho$为导体的电阻率，$L$为导体长度，$S$为导体横截面积），在材料（$\rho$相同）、长度（$L$相同）的情况下，导体的横截面积$S$越小（即导线越细），电阻$R$越大。
4. 逐一分析选项：
A选项：电源线太短，$L$减小，$R$减小，产生热量少，不符合现象；
B选项：电源线太粗，$S$增大，$R$减小，产生热量少，不符合现象；
C选项：电源线太细，$S$减小，$R$增大，产生热量多，符合现象；
D选项：家庭电路电压为220V，属于正常电压，不是导致电源线过热的原因。
因此投诉的理由是电源线太细，对应选项C。
【解析】
1. 电热水壶与电源线串联，根据串联电路的电流特点，通过两者的电流$ I $相等，通电时间$ t $相同。
2. 电源线发热严重，说明其产生的热量过多。由焦耳定律$ Q=I^2Rt $可知，在$ I $、$ t $相同的条件下，电源线的电阻$ R $越大，产生的热量$ Q $越多。
3. 根据电阻的决定式$ R=\rho\frac{L}{S} $（$ \rho $为导体电阻率，由材料决定；$ L $为导体长度；$ S $为导体横截面积）：
当电源线材料、长度相同时，横截面积$ S $越小（即电源线越细），电阻$ R $越大，相同时间内产生的热量越多，会出现电源线发热、有焦味的现象。
4. 分析其他选项：
A. 电源线太短，$ L $减小，电阻$ R $减小，产生热量少，不符合题意；
B. 电源线太粗，$ S $增大，电阻$ R $减小，产生热量少，不符合题意；
D. 家庭电路的标准电压为220V，电压正常，不是导致电源线过热的原因，不符合题意。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律的应用，影响电阻大小的因素
【点评】
本题结合生活中电热水壶电源线过热的实际场景，考查焦耳定律与电阻决定因素的综合应用，要求学生将物理知识与生活现象结合，理解串联电路的电流特点及电阻对热量产生的影响，侧重基础知识的灵活运用，有助于培养学生用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.8
要解决这道题，我们可以结合焦耳定律和影响电阻大小的因素来分析：
1. 首先明确电热水壶与电源线是串联的，根据串联电路的特点，通过它们的电流$I$相同，通电时间$t$也相同。
2. 电源线很热、有焦味，说明电源线产生的热量过多。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在$I$和$t$相同的情况下，产生热量多意味着电源线的电阻$R$较大。
3. 再根据电阻的决定式$R=\rho\frac{L}{S}$（$\rho$为导体的电阻率，$L$为导体长度，$S$为导体横截面积），在材料（$\rho$相同）、长度（$L$相同）的情况下，导体的横截面积$S$越小（即导线越细），电阻$R$越大。
4. 逐一分析选项：
A选项：电源线太短，$L$减小，$R$减小，产生热量少，不符合现象；
B选项：电源线太粗，$S$增大，$R$减小，产生热量少，不符合现象；
C选项：电源线太细，$S$减小，$R$增大，产生热量多，符合现象；
D选项：家庭电路电压为220V，属于正常电压，不是导致电源线过热的原因。
因此投诉的理由是电源线太细，对应选项C。
【解析】
1. 电热水壶与电源线串联，根据串联电路的电流特点，通过两者的电流$ I $相等，通电时间$ t $相同。
2. 电源线发热严重，说明其产生的热量过多。由焦耳定律$ Q=I^2Rt $可知，在$ I $、$ t $相同的条件下，电源线的电阻$ R $越大，产生的热量$ Q $越多。
3. 根据电阻的决定式$ R=\rho\frac{L}{S} $（$ \rho $为导体电阻率，由材料决定；$ L $为导体长度；$ S $为导体横截面积）：
当电源线材料、长度相同时，横截面积$ S $越小（即电源线越细），电阻$ R $越大，相同时间内产生的热量越多，会出现电源线发热、有焦味的现象。
4. 分析其他选项：
A. 电源线太短，$ L $减小，电阻$ R $减小，产生热量少，不符合题意；
B. 电源线太粗，$ S $增大，电阻$ R $减小，产生热量少，不符合题意；
D. 家庭电路的标准电压为220V，电压正常，不是导致电源线过热的原因，不符合题意。
综上，答案选C。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律的应用，影响电阻大小的因素
【点评】
本题结合生活中电热水壶电源线过热的实际场景，考查焦耳定律与电阻决定因素的综合应用，要求学生将物理知识与生活现象结合，理解串联电路的电流特点及电阻对热量产生的影响，侧重基础知识的灵活运用，有助于培养学生用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.8
