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9 新情境 生活实践 如图所示是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5 V，电热丝R的阻值为1 Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的
热
效应实现高温封口，3 s内产生的热量为75
J；若使用时总把塑料袋烫坏，可以增大
(增大/减小)电热丝的阻值。答案
9. 热 75 增大
解析
【分析】本题结合生活中的塑料袋封口夹考查电学知识，首先明确电热丝的工作原理是电流的热效应；计算热量时利用纯电阻电路的焦耳定律变形公式；分析烫坏问题时，根据热量公式判断电阻的调整方向。
【解析】1. 电流通过导体时会产生热量，这是电流的热效应，电热丝R工作时利用该效应实现高温封口，故第一空填“热”。2. 已知电源电压U=5V，电热丝阻值R=1Ω，工作时间t=3s，纯电阻电路中产生的热量Q=U²t/R，代入数值计算：Q=(5V)²×3s /1Ω=75J，故第二空填75。3. 塑料袋被烫坏是因为产生的热量过多，根据Q=U²t/R，电源电压U和工作时间t不变时，要减小产生的热量Q，需增大电热丝的阻值R，故第三空填“增大”。
【答案】热 75 增大
【知识点】电流的热效应、焦耳定律
【点评】本题联系生活实际，考查电流热效应和电热计算的基础应用，难度较低，需要掌握纯电阻电路的热量计算方法，能根据公式分析物理量的变化。
【难度系数】0.3
【解析】1. 电流通过导体时会产生热量，这是电流的热效应，电热丝R工作时利用该效应实现高温封口，故第一空填“热”。2. 已知电源电压U=5V，电热丝阻值R=1Ω，工作时间t=3s，纯电阻电路中产生的热量Q=U²t/R，代入数值计算：Q=(5V)²×3s /1Ω=75J，故第二空填75。3. 塑料袋被烫坏是因为产生的热量过多，根据Q=U²t/R，电源电压U和工作时间t不变时，要减小产生的热量Q，需增大电热丝的阻值R，故第三空填“增大”。
【答案】热 75 增大
【知识点】电流的热效应、焦耳定律
【点评】本题联系生活实际，考查电流热效应和电热计算的基础应用，难度较低，需要掌握纯电阻电路的热量计算方法，能根据公式分析物理量的变化。
【难度系数】0.3
10 要使电热器在相同时间内产生的热量减小到原来的一半,下列措施可行的是 (
A.电压不变,电阻变为原来的2倍
B.将电压和电阻都变为原来的2倍
C.电阻不变,电压变为原来的2倍
D.电阻不变,电压减小为原来的$\frac{1}{4}$
A
)A.电压不变,电阻变为原来的2倍
B.将电压和电阻都变为原来的2倍
C.电阻不变,电压变为原来的2倍
D.电阻不变,电压减小为原来的$\frac{1}{4}$
答案
10. A
解析
【分析】
本题考查纯电阻电路的热量计算，电热器为纯电阻，产生的热量可利用公式$Q=\frac{U^2t}{R}$分析（$t$为时间，$U$为电压，$R$为电阻）。题目要求相同时间内热量减小为原来的一半，即$Q'=\frac{1}{2}Q$，需对每个选项代入公式计算热量变化，判断是否符合要求。
【解析】
纯电阻电路热量公式为$Q=\frac{U^2t}{R}$，时间$t$不变时，热量与$\frac{U^2}{R}$成正比。设原热量为$Q_0=\frac{U_0^2t}{R_0}$，分析各选项：
选项A：电压不变（$U'=U_0$），电阻变为原来2倍（$R'=2R_0$），则$Q'=\frac{U_0^2t}{2R_0}=\frac{1}{2}×\frac{U_0^2t}{R_0}=\frac{1}{2}Q_0$，符合要求；
选项B：电压和电阻都变为原来2倍（$U'=2U_0$，$R'=2R_0$），则$Q'=\frac{(2U_0)^2t}{2R_0}=\frac{4U_0^2t}{2R_0}=2Q_0$，不符合；
选项C：电阻不变，电压变为原来2倍（$U'=2U_0$），则$Q'=\frac{(2U_0)^2t}{R_0}=4Q_0$，不符合；
选项D：电阻不变，电压减小为原来$\frac{1}{4}$（$U'=\frac{U_0}{4}$），则$Q'=\frac{(\frac{U_0}{4})^2t}{R_0}=\frac{1}{16}Q_0$，不符合。
综上，答案为A。
【答案】
A
【知识点】
焦耳定律、纯电阻电路、电热计算
【点评】
本题是纯电阻电路热量计算的基础题，核心是掌握焦耳定律的变形公式，通过控制变量分析电压、电阻变化对热量的影响，难度较低，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.7
本题考查纯电阻电路的热量计算，电热器为纯电阻，产生的热量可利用公式$Q=\frac{U^2t}{R}$分析（$t$为时间，$U$为电压，$R$为电阻）。题目要求相同时间内热量减小为原来的一半，即$Q'=\frac{1}{2}Q$，需对每个选项代入公式计算热量变化，判断是否符合要求。
【解析】
纯电阻电路热量公式为$Q=\frac{U^2t}{R}$，时间$t$不变时，热量与$\frac{U^2}{R}$成正比。设原热量为$Q_0=\frac{U_0^2t}{R_0}$，分析各选项：
选项A：电压不变（$U'=U_0$），电阻变为原来2倍（$R'=2R_0$），则$Q'=\frac{U_0^2t}{2R_0}=\frac{1}{2}×\frac{U_0^2t}{R_0}=\frac{1}{2}Q_0$，符合要求；
选项B：电压和电阻都变为原来2倍（$U'=2U_0$，$R'=2R_0$），则$Q'=\frac{(2U_0)^2t}{2R_0}=\frac{4U_0^2t}{2R_0}=2Q_0$，不符合；
选项C：电阻不变，电压变为原来2倍（$U'=2U_0$），则$Q'=\frac{(2U_0)^2t}{R_0}=4Q_0$，不符合；
选项D：电阻不变，电压减小为原来$\frac{1}{4}$（$U'=\frac{U_0}{4}$），则$Q'=\frac{(\frac{U_0}{4})^2t}{R_0}=\frac{1}{16}Q_0$，不符合。
综上，答案为A。
【答案】
A
【知识点】
焦耳定律、纯电阻电路、电热计算
【点评】
本题是纯电阻电路热量计算的基础题，核心是掌握焦耳定律的变形公式，通过控制变量分析电压、电阻变化对热量的影响，难度较低，适合巩固基础知识点。
【难度系数】
0.7
11 新素养 科学思维 [2026泰州兴化模拟]小华用如图(a)所示的装置探究影响电流热效应的因素。在三个相同的容器中(内均装有质量、初温相同的同种液体)分别安装一段电阻丝$R_1$、$R_2$、$R_3$，阻值分别为$6\ \Omega$、$6\ \Omega$、$3\ \Omega$。按如图(b)所示的电路图连接电路，采用学生电源为电路供电。
(1) 为了让实验效果更显著，容器内的液体应选择
(2) 步骤①:闭合开关S、$S_1$，调节滑动变阻器$R_0$，使电流表的示数为$1.5\ \mathrm{A}$，分别记录2 min、4 min时电阻丝$R_1$所在容器中液体的温度$t_1$、$t_1'$。
步骤②:保持滑动变阻器$R_0$的滑片位置不动，仅断开开关$S_1$，再闭合开关$S_2$，此时电流表的示数
(3) 该实验中，我们可以通过
(1) 为了让实验效果更显著，容器内的液体应选择
煤油
(水/煤油)。(2) 步骤①:闭合开关S、$S_1$，调节滑动变阻器$R_0$，使电流表的示数为$1.5\ \mathrm{A}$，分别记录2 min、4 min时电阻丝$R_1$所在容器中液体的温度$t_1$、$t_1'$。
步骤②:保持滑动变阻器$R_0$的滑片位置不动，仅断开开关$S_1$，再闭合开关$S_2$，此时电流表的示数
小于
(大于/等于/小于)$1.5\ \mathrm{A}$，分别记录4 min时电阻丝$R_2$、$R_3$所在容器中液体的温度$t_2$、$t_3$。(3) 该实验中，我们可以通过
温度计示数的变化量
来比较电阻丝产生热量的多少；由$t_2＞t_3$可初步得出的结论为当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
；通过比较$t_1'$和$t_2$
两个温度值可初步得出电阻丝产生的热量与电流大小的关系。答案
11.（1）煤油 （2）小于 （3）温度计示数的变化量 当电流和通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多 $t_1'$和$t_2$
解析
【分析】
要解决本题，需结合电流热效应实验的原理、电路分析、控制变量法与转换法的应用来思考：
1. 第一问：探究电流热效应时，需液体温度变化明显，因此选择比热容小的液体，煤油比热容小于水，相同吸热下升温更快，实验效果更显著。
2. 第二问：分析电路总电阻变化，根据欧姆定律判断电流变化：闭合S、S1时电路为R1与R0串联，闭合S2时电路为R2与R3串联，计算总电阻后比较，结合电源电压不变，总电阻变大则电流变小。
3. 第三问：利用转换法，通过温度计示数变化量反映热量多少；探究热量与电阻的关系时控制电流、时间相同，结合t2和t3的温度差推导结论；探究热量与电流的关系时控制电阻、时间相同，选择对应温度值对比。
【解析】
(1) 煤油的比热容比水小，相同质量的液体吸收相同热量时，煤油的温度变化更明显，实验效果更显著，因此容器内液体选煤油。
(2) 闭合开关S、S1时，电路为R1与R0串联，总电阻$R_{总1}=R_1+R_0$；仅断开S1、闭合S2后，电路为R2与R3串联，总电阻$R_{总2}=R_2+R_3=6\ \Omega+3\ \Omega=9\ \Omega$，因$R_1=6\ \Omega$，故$R_{总2}＞R_{总1}$。电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，总电阻变大，电路电流变小，因此电流表的示数小于$1.5\ \mathrm{A}$。
(3) 实验中通过温度计示数的变化量来比较电阻丝产生热量的多少（转换法）；R2与R3串联，电流和通电时间相同，R2阻值更大，$t_2＞t_3$，可得出结论：当电流和通电时间相同时，电阻越大，电阻丝产生的热量越多；要探究热量与电流的关系，需控制电阻和通电时间相同，改变电流，R1与R2阻值均为$6\ \Omega$，步骤①中$t_1'$是R1在4min、电流$1.5\ \mathrm{A}$时的温度，步骤②中$t_2$是R2在4min、电流小于$1.5\ \mathrm{A}$时的温度，因此通过比较$t_1'$和$t_2$可得出结论。
【答案】
(1) 煤油 (2) 小于 (3) 温度计示数的变化量；当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；$t_1'$和$t_2$
【知识点】
电流的热效应、欧姆定律、转换法
【点评】
本题围绕探究电流热效应的实验展开，考查实验器材选择、电路动态分析、实验结论推导，需熟练掌握控制变量法和转换法的应用，是电学实验的典型考查题型。
【难度系数】
0.4
要解决本题，需结合电流热效应实验的原理、电路分析、控制变量法与转换法的应用来思考：
1. 第一问：探究电流热效应时，需液体温度变化明显，因此选择比热容小的液体，煤油比热容小于水，相同吸热下升温更快，实验效果更显著。
2. 第二问：分析电路总电阻变化，根据欧姆定律判断电流变化：闭合S、S1时电路为R1与R0串联，闭合S2时电路为R2与R3串联，计算总电阻后比较，结合电源电压不变，总电阻变大则电流变小。
3. 第三问：利用转换法，通过温度计示数变化量反映热量多少；探究热量与电阻的关系时控制电流、时间相同，结合t2和t3的温度差推导结论；探究热量与电流的关系时控制电阻、时间相同，选择对应温度值对比。
【解析】
(1) 煤油的比热容比水小，相同质量的液体吸收相同热量时，煤油的温度变化更明显，实验效果更显著，因此容器内液体选煤油。
(2) 闭合开关S、S1时，电路为R1与R0串联，总电阻$R_{总1}=R_1+R_0$；仅断开S1、闭合S2后，电路为R2与R3串联，总电阻$R_{总2}=R_2+R_3=6\ \Omega+3\ \Omega=9\ \Omega$，因$R_1=6\ \Omega$，故$R_{总2}＞R_{总1}$。电源电压不变，根据欧姆定律$I=\frac{U}{R}$，总电阻变大，电路电流变小，因此电流表的示数小于$1.5\ \mathrm{A}$。
(3) 实验中通过温度计示数的变化量来比较电阻丝产生热量的多少（转换法）；R2与R3串联，电流和通电时间相同，R2阻值更大，$t_2＞t_3$，可得出结论：当电流和通电时间相同时，电阻越大，电阻丝产生的热量越多；要探究热量与电流的关系，需控制电阻和通电时间相同，改变电流，R1与R2阻值均为$6\ \Omega$，步骤①中$t_1'$是R1在4min、电流$1.5\ \mathrm{A}$时的温度，步骤②中$t_2$是R2在4min、电流小于$1.5\ \mathrm{A}$时的温度，因此通过比较$t_1'$和$t_2$可得出结论。
【答案】
(1) 煤油 (2) 小于 (3) 温度计示数的变化量；当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多；$t_1'$和$t_2$
【知识点】
电流的热效应、欧姆定律、转换法
【点评】
本题围绕探究电流热效应的实验展开，考查实验器材选择、电路动态分析、实验结论推导，需熟练掌握控制变量法和转换法的应用，是电学实验的典型考查题型。
【难度系数】
0.4
12 某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5 A的电流时，每分钟可产生$6.6× 10^{4}\ \mathrm{J}$的热量。
（1）这台电烘箱的电功率为多大？
（2）求电阻丝工作时的电阻值。
（1）这台电烘箱的电功率为多大？
（2）求电阻丝工作时的电阻值。
答案
12.（1）电烘箱的电功率 $P=\frac{W}{t}=\frac{Q}{t}=\frac{6.6×10^4\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}}=1.1×10^3\ \mathrm{W}$ （2）电阻丝工作时的电阻值 $R=\frac{P}{I^2}=\frac{1100\ \mathrm{W}}{(5\ \mathrm{A})^2}=44\ \Omega$
解析
【分析】
本题是纯电阻电路的电学计算问题，电烘箱的电阻丝为纯电阻，电流做功全部转化为热量，因此消耗的电能$ W $等于产生的热量$ Q $。第（1）问求电功率，可利用电功率公式$ P=\frac{W}{t} $，结合纯电阻电路$ W=Q $，代入已知的热量和时间即可计算；第（2）问求电阻，可利用纯电阻电路中电功率与电流、电阻的关系$ P=I^2R $，结合第（1）问算出的电功率和已知电流，变形后计算电阻。
【解析】
（1）因为电烘箱是纯电阻用电器，电流产生的热量等于消耗的电能，即$ W = Q $。
电功率的计算公式为$ P = \frac{W}{t} = \frac{Q}{t} $，已知$ Q = 6.6×10^4\ \mathrm{J} $，时间$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $，代入得：
$ P = \frac{6.6×10^4\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 1.1×10^3\ \mathrm{W} $。
（2）纯电阻电路中，电功率与电流、电阻的关系为$ P = I^2R $，变形得$ R = \frac{P}{I^2} $。
已知$ P = 1.1×10^3\ \mathrm{W} $，电流$ I = 5\ \mathrm{A} $，代入得：
$ R = \frac{1.1×10^3\ \mathrm{W}}{(5\ \mathrm{A})^2} = 44\ \Omega $。
【答案】
（1）$ 1.1×10^3\ \mathrm{W} $；（2）$ 44\ \Omega $
【知识点】
电功率计算、纯电阻电路焦耳定律
【点评】
本题考查纯电阻电路的基本公式应用，结合了电功率与热量的关系，步骤清晰，是电学计算的基础题型，注重对公式的理解与套用。
【难度系数】
0.6
本题是纯电阻电路的电学计算问题，电烘箱的电阻丝为纯电阻，电流做功全部转化为热量，因此消耗的电能$ W $等于产生的热量$ Q $。第（1）问求电功率，可利用电功率公式$ P=\frac{W}{t} $，结合纯电阻电路$ W=Q $，代入已知的热量和时间即可计算；第（2）问求电阻，可利用纯电阻电路中电功率与电流、电阻的关系$ P=I^2R $，结合第（1）问算出的电功率和已知电流，变形后计算电阻。
【解析】
（1）因为电烘箱是纯电阻用电器，电流产生的热量等于消耗的电能，即$ W = Q $。
电功率的计算公式为$ P = \frac{W}{t} = \frac{Q}{t} $，已知$ Q = 6.6×10^4\ \mathrm{J} $，时间$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $，代入得：
$ P = \frac{6.6×10^4\ \mathrm{J}}{60\ \mathrm{s}} = 1.1×10^3\ \mathrm{W} $。
（2）纯电阻电路中，电功率与电流、电阻的关系为$ P = I^2R $，变形得$ R = \frac{P}{I^2} $。
已知$ P = 1.1×10^3\ \mathrm{W} $，电流$ I = 5\ \mathrm{A} $，代入得：
$ R = \frac{1.1×10^3\ \mathrm{W}}{(5\ \mathrm{A})^2} = 44\ \Omega $。
【答案】
（1）$ 1.1×10^3\ \mathrm{W} $；（2）$ 44\ \Omega $
【知识点】
电功率计算、纯电阻电路焦耳定律
【点评】
本题考查纯电阻电路的基本公式应用，结合了电功率与热量的关系，步骤清晰，是电学计算的基础题型，注重对公式的理解与套用。
【难度系数】
0.6
13 电动机工作时两端电压为$U$，电流为$I$，电动机线圈的电阻为$R$，则该电动机工作时输出的最大机械功率为（
A.$UI$
B.$I^2 R$
C.$UI - I^2 R$
D.$UI + I^2 R$
C
）A.$UI$
B.$I^2 R$
C.$UI - I^2 R$
D.$UI + I^2 R$
答案
13. C
解析
【分析】
首先明确电动机属于非纯电阻用电器，工作时消耗的电能会转化为两部分能量：一部分是输出的机械能，另一部分是线圈电阻产生的内能（热能）。因此要计算输出的机械功率，需先求出电动机消耗的总功率和线圈的热功率，再根据能量守恒，用总功率减去热功率得到机械功率。
【解析】
1. 计算电动机的总功率：电动机两端电压为$U$，电流为$I$，根据电功率公式，总功率$P_{\mathrm{总}} = UI$；
2. 计算线圈的热功率：根据焦耳定律，电流通过线圈电阻$R$产生的热功率为$P_{\mathrm{热}} = I^2 R$；
3. 根据能量守恒，输出的机械功率等于总功率与热功率的差值，即$P_{\mathrm{机}} = P_{\mathrm{总}} - P_{\mathrm{热}} = UI - I^2 R$，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
电功率计算、非纯电阻电路功率
【点评】
本题考查非纯电阻用电器的功率计算，关键是明确电动机的能量转化，区分总功率与热功率，避免混淆纯电阻和非纯电阻电路的功率计算方法，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
首先明确电动机属于非纯电阻用电器，工作时消耗的电能会转化为两部分能量：一部分是输出的机械能，另一部分是线圈电阻产生的内能（热能）。因此要计算输出的机械功率，需先求出电动机消耗的总功率和线圈的热功率，再根据能量守恒，用总功率减去热功率得到机械功率。
【解析】
1. 计算电动机的总功率：电动机两端电压为$U$，电流为$I$，根据电功率公式，总功率$P_{\mathrm{总}} = UI$；
2. 计算线圈的热功率：根据焦耳定律，电流通过线圈电阻$R$产生的热功率为$P_{\mathrm{热}} = I^2 R$；
3. 根据能量守恒，输出的机械功率等于总功率与热功率的差值，即$P_{\mathrm{机}} = P_{\mathrm{总}} - P_{\mathrm{热}} = UI - I^2 R$，对应选项C。
【答案】
C
【知识点】
电功率计算、非纯电阻电路功率
【点评】
本题考查非纯电阻用电器的功率计算，关键是明确电动机的能量转化，区分总功率与热功率，避免混淆纯电阻和非纯电阻电路的功率计算方法，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.6
