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1.（2025·济南莱芜区期中）如图所示的四个用电器中，主要利用电流热效应工作的是(
B
)答案
1.B
解析
【分析】要选出主要利用电流热效应工作的用电器，需明确：电流热效应的本质是电流通过导体时电能主要转化为内能。接下来分析各选项的能量转化：A选项LED灯，工作时主要将电能转化为光能，并非利用热效应；B选项电饭煲，工作时将电能主要转化为内能，用于加热食物，符合电流热效应的应用；C选项电风扇，主要将电能转化为机械能，使扇叶转动，不利用热效应；D选项电动自行车，主要将电能转化为机械能驱动车辆，不利用热效应。据此可确定答案。
【解析】电流通过导体时电能转化为内能的现象称为电流的热效应，利用该效应工作的用电器，电能主要转化为内能。A.LED灯工作时，电能主要转化为光能，不符合电流热效应的应用；B.电饭煲工作时，电能主要转化为内能，依靠电流热效应加热食物，符合要求；C.电风扇工作时，电能主要转化为机械能，用于驱动扇叶转动，不利用热效应；D.电动自行车工作时，电能主要转化为机械能，用于驱动车辆，不利用热效应。因此答案为B。
【答案】B
【知识点】电流的热效应、用电器能量转化
【点评】本题考查电流热效应的实际应用，核心是掌握各用电器工作时的能量转化，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.3
【解析】电流通过导体时电能转化为内能的现象称为电流的热效应，利用该效应工作的用电器，电能主要转化为内能。A.LED灯工作时，电能主要转化为光能，不符合电流热效应的应用；B.电饭煲工作时，电能主要转化为内能，依靠电流热效应加热食物，符合要求；C.电风扇工作时，电能主要转化为机械能，用于驱动扇叶转动，不利用热效应；D.电动自行车工作时，电能主要转化为机械能，用于驱动车辆，不利用热效应。因此答案为B。
【答案】B
【知识点】电流的热效应、用电器能量转化
【点评】本题考查电流热效应的实际应用，核心是掌握各用电器工作时的能量转化，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】0.3
2.（2025·泰安宁阳期末）某同学用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，两个透明容器中封闭着电阻丝和等量的空气。
（1）实验中通过观察U形管中液面的
（2）观察图甲，可以看到，左管中液面
（3）采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时，右侧容器中应该选用阻值为
（4）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用图
（1）实验中通过观察U形管中液面的
高度差
来比较电流通过导体产生热量的多少，这里采用的物理方法是转换法
。（2）观察图甲，可以看到，左管中液面
低于
（选填“高于”“等于”或“低于”）右管中的液面，此装置可探究电流产生的热量与电阻
的关系。（3）采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时，右侧容器中应该选用阻值为
5
Ω的电阻丝。通电一段时间后会观察到U形管中左
（选填“左”或“右”）管中液面高。（4）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用图
甲
（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。答案
2.（1）高度差 转换法 （2）低于 电阻 （3）5 左 （4）甲
解析
【分析】
本题围绕“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验展开，解题思路为：①明确实验中通过U形管液面变化反映热量多少的转换法；②根据控制变量法，分析甲、乙两图的变量，对应探究的热量影响因素；③结合焦耳定律Q=I²Rt，分析各小问的现象和结论；④联系生活实例，匹配对应的实验结论。
【解析】
（1）电流产生的热量无法直接观察，实验中通过U形管两侧液面的高度差来间接反映热量的多少，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，两个电阻串联，电流I和通电时间t相同，电阻分别为5Ω和10Ω，根据Q=I²Rt，电阻越大，产生的热量越多，因此右侧（10Ω）容器产生热量更多，U形管液面高度差更大，故左管液面低于右管；此装置控制电流和通电时间相同，改变电阻，探究的是电流产生的热量与电阻的关系。
（3）探究热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，改变电流，因此右侧容器应选用阻值为5Ω的电阻丝（与左侧电阻相同）；此时右侧容器的电阻与外部电阻并联，通过右侧容器的电流为干路电流的一半，左侧电流为干路电流，根据Q=I²Rt，相同时间、相同电阻下，电流越大产生热量越多，因此左侧容器热量更多，U形管左管液面高。
（4）电炉丝与导线串联，电流和通电时间相同，电炉丝电阻远大于导线电阻，电炉丝产生热量更多，对应图甲中“电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多”的结论，故用甲的实验结论解释。
【答案】
（1）高度差；转换法
（2）低于；电阻
（3）5；左
（4）甲
【知识点】
焦耳定律；转换法；电流热效应
【点评】
本题是焦耳定律的典型实验探究题，重点考查转换法和控制变量法的应用，要求学生理解实验设计逻辑，能结合焦耳定律分析实验现象，同时能将实验结论与生活实例结合，难度适中。
【难度系数】
0.6
本题围绕“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验展开，解题思路为：①明确实验中通过U形管液面变化反映热量多少的转换法；②根据控制变量法，分析甲、乙两图的变量，对应探究的热量影响因素；③结合焦耳定律Q=I²Rt，分析各小问的现象和结论；④联系生活实例，匹配对应的实验结论。
【解析】
（1）电流产生的热量无法直接观察，实验中通过U形管两侧液面的高度差来间接反映热量的多少，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，两个电阻串联，电流I和通电时间t相同，电阻分别为5Ω和10Ω，根据Q=I²Rt，电阻越大，产生的热量越多，因此右侧（10Ω）容器产生热量更多，U形管液面高度差更大，故左管液面低于右管；此装置控制电流和通电时间相同，改变电阻，探究的是电流产生的热量与电阻的关系。
（3）探究热量与电流的关系时，需控制电阻和通电时间相同，改变电流，因此右侧容器应选用阻值为5Ω的电阻丝（与左侧电阻相同）；此时右侧容器的电阻与外部电阻并联，通过右侧容器的电流为干路电流的一半，左侧电流为干路电流，根据Q=I²Rt，相同时间、相同电阻下，电流越大产生热量越多，因此左侧容器热量更多，U形管左管液面高。
（4）电炉丝与导线串联，电流和通电时间相同，电炉丝电阻远大于导线电阻，电炉丝产生热量更多，对应图甲中“电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多”的结论，故用甲的实验结论解释。
【答案】
（1）高度差；转换法
（2）低于；电阻
（3）5；左
（4）甲
【知识点】
焦耳定律；转换法；电流热效应
【点评】
本题是焦耳定律的典型实验探究题，重点考查转换法和控制变量法的应用，要求学生理解实验设计逻辑，能结合焦耳定律分析实验现象，同时能将实验结论与生活实例结合，难度适中。
【难度系数】
0.6
3. [生命安全与健康]如图所示,经颅直流电刺激是一种非侵入性神经调控技术,通过1.5 mA微弱直流电调节大脑皮层神经元活动,促进脑卒中(中风)后运动功能恢复。已知两电极片间大脑的电阻为2 kΩ,则治疗10 min产生的热量为
2.7
J。答案
3. 2.7 【解析】经颅直流电刺激治疗10 min产生的热量 $Q = I^2Rt = (1.5×10^{-3}\ \mathrm{A})^2×2\ 000\ \Omega×600\ \mathrm{s} = 2.7\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
要计算治疗过程中产生的热量，首先明确该场景为纯电阻电路，产生的热量可通过焦耳定律$Q=I^2Rt$计算。需先统一各物理量的单位：将电流单位换算为安培（A）、电阻单位换算为欧姆（Ω）、时间单位换算为秒（s），再代入公式计算即可。
【解析】
根据焦耳定律，纯电阻电路中产生的热量公式为 $ Q = I^2Rt $。
已知：电流 $ I = 1.5\ \mathrm{mA} = 1.5 × 10^{-3}\ \mathrm{A} $，电阻 $ R = 2\ \mathrm{k}\Omega = 2 × 10^3\ \Omega $，时间 $ t = 10\ \mathrm{min} = 10 × 60\ \mathrm{s} = 600\ \mathrm{s} $。
代入公式计算：
$ Q = (1.5 × 10^{-3}\ \mathrm{A})^2 × 2 × 10^3\ \Omega × 600\ \mathrm{s} = 2.7\ \mathrm{J} $。
【答案】
2.7
【知识点】
焦耳定律、电热计算
【点评】
本题结合实际应用考查焦耳定律的计算，核心是物理量单位的统一，属于基础应用类题目，难度不大。
【难度系数】
0.6
要计算治疗过程中产生的热量，首先明确该场景为纯电阻电路，产生的热量可通过焦耳定律$Q=I^2Rt$计算。需先统一各物理量的单位：将电流单位换算为安培（A）、电阻单位换算为欧姆（Ω）、时间单位换算为秒（s），再代入公式计算即可。
【解析】
根据焦耳定律，纯电阻电路中产生的热量公式为 $ Q = I^2Rt $。
已知：电流 $ I = 1.5\ \mathrm{mA} = 1.5 × 10^{-3}\ \mathrm{A} $，电阻 $ R = 2\ \mathrm{k}\Omega = 2 × 10^3\ \Omega $，时间 $ t = 10\ \mathrm{min} = 10 × 60\ \mathrm{s} = 600\ \mathrm{s} $。
代入公式计算：
$ Q = (1.5 × 10^{-3}\ \mathrm{A})^2 × 2 × 10^3\ \Omega × 600\ \mathrm{s} = 2.7\ \mathrm{J} $。
【答案】
2.7
【知识点】
焦耳定律、电热计算
【点评】
本题结合实际应用考查焦耳定律的计算，核心是物理量单位的统一，属于基础应用类题目，难度不大。
【难度系数】
0.6
4. (2025·安徽)图示电路中，电源电压保持不变，$R_1$、$R_2$均为定值电阻，其中$R_1=10\ \Omega$。闭合开关S，电流表的示数为0.20 A，通电10 s整个电路共产生6 J的热量，则电阻$R_2$产生的热量为
2
J。答案
4. 2 【解析】由电路图可知，$R_1$与$R_2$并联，电流表测通过$R_1$的电流，电阻$R_1$产生的热量 $Q_1 = I_1^2R_1t = (0.2\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega×10\ \mathrm{s} = 4\ \mathrm{J}$，通电10 s整个电路共产生的热量 $Q = 6\ \mathrm{J}$，则电阻$R_2$产生的热量 $Q_2 = Q-Q_1 = 6\ \mathrm{J}-4\ \mathrm{J} = 2\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】首先观察电路图，明确R₁与R₂为并联关系，电流表测量通过R₁的电流。根据并联电路的热量特点，总热量等于各支路电阻产生的热量之和，因此先利用焦耳定律计算R₁产生的热量，再用总热量减去R₁的热量，即可得到R₂产生的热量。
【解析】由电路图可知，R₁与R₂并联，电流表测通过R₁的电流I₁=0.20 A。
根据焦耳定律，电阻R₁产生的热量：
$Q_1 = I_1^2R_1t = (0.20\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega×10\ \mathrm{s} = 4\ \mathrm{J}$。
已知通电10 s整个电路产生的总热量$Q=6\ \mathrm{J}$，由于并联电路总热量等于各支路热量之和，因此R₂产生的热量：
$Q_2 = Q - Q_1 = 6\ \mathrm{J} - 4\ \mathrm{J} = 2\ \mathrm{J}$。
【答案】2
【知识点】并联电路热量计算、焦耳定律
【点评】本题考查并联电路的热量计算，核心是明确电路连接方式，结合焦耳定律计算单电阻热量，再利用总热量与支路热量的关系求解，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
【解析】由电路图可知，R₁与R₂并联，电流表测通过R₁的电流I₁=0.20 A。
根据焦耳定律，电阻R₁产生的热量：
$Q_1 = I_1^2R_1t = (0.20\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega×10\ \mathrm{s} = 4\ \mathrm{J}$。
已知通电10 s整个电路产生的总热量$Q=6\ \mathrm{J}$，由于并联电路总热量等于各支路热量之和，因此R₂产生的热量：
$Q_2 = Q - Q_1 = 6\ \mathrm{J} - 4\ \mathrm{J} = 2\ \mathrm{J}$。
【答案】2
【知识点】并联电路热量计算、焦耳定律
【点评】本题考查并联电路的热量计算，核心是明确电路连接方式，结合焦耳定律计算单电阻热量，再利用总热量与支路热量的关系求解，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.6
