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6.把一台电动机接入电压为220 V的电路中，通过电动机的电流为5 A，电动机线圈的电阻为4 Ω，工作1 min的过程中，通过线圈的电流产生的热量为
6 000 J
，电流通过电动机做的功为66 000 J
。答案
6 000 J；66 000 J
解析
【分析】
本题考查非纯电阻电路中电功与电热的计算，需明确电动机属于非纯电阻用电器，电流产生的热量只能用焦耳定律计算，总电功需用$ W=UIt $计算，不能混淆公式。解题时先将时间单位转换为秒，再分别代入对应公式计算即可。
【解析】
1. 计算线圈产生的热量：根据焦耳定律$ Q = I^2 R t $，已知电流$ I = 5\ \mathrm{A} $，线圈电阻$ R = 4\ \Omega $，工作时间$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $，代入得：
$ Q = (5\ \mathrm{A})^2 × 4\ \Omega × 60\ \mathrm{s} = 25 × 4 × 60\ \mathrm{J} = 6000\ \mathrm{J} $。
2. 计算电流做的总功：根据电功公式$ W = UIt $，已知电压$ U = 220\ \mathrm{V} $，电流$ I = 5\ \mathrm{A} $，时间$ t = 60\ \mathrm{s} $，代入得：
$ W = 220\ \mathrm{V} × 5\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 66000\ \mathrm{J} $。
【答案】
6000 J；66000 J
【知识点】
电功计算、焦耳定律、非纯电阻电路
【点评】
本题核心是区分非纯电阻用电器（电动机）的总电功与线圈电热的计算方法，需牢记焦耳定律适用于所有电路的电热计算，总电功只能用$ W=UIt $，避免误用纯电阻电路公式，属于初中物理电学的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
本题考查非纯电阻电路中电功与电热的计算，需明确电动机属于非纯电阻用电器，电流产生的热量只能用焦耳定律计算，总电功需用$ W=UIt $计算，不能混淆公式。解题时先将时间单位转换为秒，再分别代入对应公式计算即可。
【解析】
1. 计算线圈产生的热量：根据焦耳定律$ Q = I^2 R t $，已知电流$ I = 5\ \mathrm{A} $，线圈电阻$ R = 4\ \Omega $，工作时间$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $，代入得：
$ Q = (5\ \mathrm{A})^2 × 4\ \Omega × 60\ \mathrm{s} = 25 × 4 × 60\ \mathrm{J} = 6000\ \mathrm{J} $。
2. 计算电流做的总功：根据电功公式$ W = UIt $，已知电压$ U = 220\ \mathrm{V} $，电流$ I = 5\ \mathrm{A} $，时间$ t = 60\ \mathrm{s} $，代入得：
$ W = 220\ \mathrm{V} × 5\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 66000\ \mathrm{J} $。
【答案】
6000 J；66000 J
【知识点】
电功计算、焦耳定律、非纯电阻电路
【点评】
本题核心是区分非纯电阻用电器（电动机）的总电功与线圈电热的计算方法，需牢记焦耳定律适用于所有电路的电热计算，总电功只能用$ W=UIt $，避免误用纯电阻电路公式，属于初中物理电学的基础应用题型。
【难度系数】
0.5
1.新考法 在使用白炽灯的过程中，经常会出现以下现象，请你解释原因。
【现象一】白炽灯开灯瞬间灯丝容易断。
解释:刚开灯时灯丝的温度较
【现象二】白炽灯用久了比新买时亮度暗。
解释:白炽灯用久了，灯丝会
2.电炒锅通电一段时间后，它的电热管热得发红，而与电热管串联的导线却不怎么热，这是为什么？
【现象一】白炽灯开灯瞬间灯丝容易断。
解释:刚开灯时灯丝的温度较
低
，灯丝的电阻较小
，通过灯丝的瞬间电流较大
，导致单位时间内电流产生的热量较多
，从而容易烧断灯丝。【现象二】白炽灯用久了比新买时亮度暗。
解释:白炽灯用久了，灯丝会
升华
（填物态变化名称），导致灯丝变细
（填“粗”或“细”），灯丝的电阻变大
，在电压不变的情况下，白炽灯的电功率变小
，从而亮度发生变化。2.电炒锅通电一段时间后，它的电热管热得发红，而与电热管串联的导线却不怎么热，这是为什么？
答案
1.【现象一】低;小;大;多 【现象二】升华;细;大;小
2.解: 电炒锅的电热管与导线串联连接在电路里,电炒锅工作时,通过电热管与导线的电流和通电时间一样,但导线的电阻远小于电热管的电阻,由$Q=I^{2}Rt$可知,电流通过电热管产生的热量要比导线多得多,因此电热管热得发红而导线却不怎么热。
2.解: 电炒锅的电热管与导线串联连接在电路里,电炒锅工作时,通过电热管与导线的电流和通电时间一样,但导线的电阻远小于电热管的电阻,由$Q=I^{2}Rt$可知,电流通过电热管产生的热量要比导线多得多,因此电热管热得发红而导线却不怎么热。
解析
【分析】
本题结合生活中的电学现象，需运用电阻特性、物态变化、焦耳定律等知识分析：
1. 现象一：开灯瞬间灯丝温度低，金属电阻随温度降低而减小，结合欧姆定律判断电流大小，再用焦耳定律分析热量；
2. 现象二：白炽灯用久后灯丝因高温升华变细，根据电阻的影响因素判断电阻变化，再结合电功率公式分析亮度；
3. 第二问：利用串联电路特点和焦耳定律，分析电热管与导线的电阻差异对产热的影响。
【解析】
1. 【现象一】：刚开灯时，灯丝处于室温，温度较低；金属导体的电阻随温度降低而减小，故灯丝电阻较小；家庭电路电压为220V不变，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，电阻越小，瞬间电流越大；根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，通电时间极短，但电流大，因此单位时间内产生的热量较多，易烧断灯丝。
【现象二】：白炽灯用久后，灯丝在高温下发生升华（固态钨直接变为气态钨），导致灯丝变细；灯丝变细，横截面积变小，电阻变大；家庭电路电压不变，由电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$可知，电阻变大时，实际电功率变小，亮度变暗。
2. 电炒锅的电热管与导线串联，通过它们的电流$I$和通电时间$t$均相同；但导线的电阻远小于电热管的电阻，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多，因此电热管热得发红，而与它串联的导线却不怎么热。
【答案】
1.【现象一】低;小;大;多 【现象二】升华;细;大;小
2. 电炒锅的电热管与导线串联连接在电路里，电炒锅工作时，通过电热管与导线的电流和通电时间一样，但导线的电阻远小于电热管的电阻，由$Q=I^{2}Rt$可知，电流通过电热管产生的热量要比导线多得多，因此电热管热得发红而导线却不怎么热。
【知识点】
升华现象、焦耳定律、电阻与温度的关系
【点评】
本题结合生活常见电学现象，考查物理知识的实际应用，注重概念与公式的灵活运用，难度适中，需学生将理论与生活场景结合分析。
【难度系数】
0.5
本题结合生活中的电学现象，需运用电阻特性、物态变化、焦耳定律等知识分析：
1. 现象一：开灯瞬间灯丝温度低，金属电阻随温度降低而减小，结合欧姆定律判断电流大小，再用焦耳定律分析热量；
2. 现象二：白炽灯用久后灯丝因高温升华变细，根据电阻的影响因素判断电阻变化，再结合电功率公式分析亮度；
3. 第二问：利用串联电路特点和焦耳定律，分析电热管与导线的电阻差异对产热的影响。
【解析】
1. 【现象一】：刚开灯时，灯丝处于室温，温度较低；金属导体的电阻随温度降低而减小，故灯丝电阻较小；家庭电路电压为220V不变，由欧姆定律$I=\frac{U}{R}$可知，电阻越小，瞬间电流越大；根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，通电时间极短，但电流大，因此单位时间内产生的热量较多，易烧断灯丝。
【现象二】：白炽灯用久后，灯丝在高温下发生升华（固态钨直接变为气态钨），导致灯丝变细；灯丝变细，横截面积变小，电阻变大；家庭电路电压不变，由电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$可知，电阻变大时，实际电功率变小，亮度变暗。
2. 电炒锅的电热管与导线串联，通过它们的电流$I$和通电时间$t$均相同；但导线的电阻远小于电热管的电阻，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多，因此电热管热得发红，而与它串联的导线却不怎么热。
【答案】
1.【现象一】低;小;大;多 【现象二】升华;细;大;小
2. 电炒锅的电热管与导线串联连接在电路里，电炒锅工作时，通过电热管与导线的电流和通电时间一样，但导线的电阻远小于电热管的电阻，由$Q=I^{2}Rt$可知，电流通过电热管产生的热量要比导线多得多，因此电热管热得发红而导线却不怎么热。
【知识点】
升华现象、焦耳定律、电阻与温度的关系
【点评】
本题结合生活常见电学现象，考查物理知识的实际应用，注重概念与公式的灵活运用，难度适中，需学生将理论与生活场景结合分析。
【难度系数】
0.5
3. [2026 扬州模拟]在“探究电热与哪些因素有关”的实验中，小明设计了如图甲所示的装置。
(1)如果探究电热多少与电流的关系，应该进行的操作是
(2)闭合开关，观察到水温不断升高。该现象表明电热丝阻值和电流不变时，通电时间越长，电流产生的热量越
(3)继续加热一段时间后，发现水未沸腾，但水温$t_{水}$保持不变。拓展探究如下：
①从能量转化与守恒的角度分析，这一现象产生的原因是水每秒吸收的热量$Q_{吸}$
②用图乙中电压表和电流表的示数计算水每秒向外界散失的热量$Q_{散}$，若电热丝产生的热量全部被水吸收，则$Q_{散}$为
③移动滑片$P$，观测到水温上升后，仍会稳定在另一温度。
④重复步骤③，得到下表所示的数据。
⑤依据表中数据画出$Q_{散}-t_{水}$图像，如图丙所示，由图像推测实验时的室温为
(4)你认为该装置
(1)如果探究电热多少与电流的关系，应该进行的操作是
保持通电时间和电热丝阻值相同，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，观察相同时间内水温的变化
。(2)闭合开关，观察到水温不断升高。该现象表明电热丝阻值和电流不变时，通电时间越长，电流产生的热量越
多
（填“多”或“少”）。(3)继续加热一段时间后，发现水未沸腾，但水温$t_{水}$保持不变。拓展探究如下：
①从能量转化与守恒的角度分析，这一现象产生的原因是水每秒吸收的热量$Q_{吸}$
等于
（填“大于”“小于”或“等于”）水每秒向外界散失的热量$Q_{散}$。②用图乙中电压表和电流表的示数计算水每秒向外界散失的热量$Q_{散}$，若电热丝产生的热量全部被水吸收，则$Q_{散}$为
2.5
J。③移动滑片$P$，观测到水温上升后，仍会稳定在另一温度。
④重复步骤③，得到下表所示的数据。
⑤依据表中数据画出$Q_{散}-t_{水}$图像，如图丙所示，由图像推测实验时的室温为
20
℃。(4)你认为该装置
能
（填“能”或“不能”）探究电流与电压的关系。答案
3.(1)保持通电时间和电热丝阻值相同,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流,观察相同时间内水温的变化
(2)多
(3)等于;2.5;20
(4)能
(2)多
(3)等于;2.5;20
(4)能
解析
【分析】
本题围绕“探究电热与哪些因素有关”的实验展开，需结合控制变量法、焦耳定律、热平衡等知识逐一分析：
(1) 探究电热与电流的关系时，根据控制变量法，要控制电热丝阻值和通电时间不变，只改变电流，通过观察水温变化判断电热多少；
(2) 电阻、电流不变时，通电时间越长水温升越高，说明产生热量越多；
(3) ①水温不变时，水的吸热与散热达到平衡，故每秒吸热等于散热；②电热丝产热全部被水吸收，每秒散热等于电热丝每秒产热，用W=UIt计算得2.5J；③当水温等于室温时，水不再散热，对应Q散为0时的温度即为室温；
(4) 探究电流与电压的关系需控制电阻不变，改变电压，该装置电热丝电阻不变，可通过滑片改变电压，故能探究。
【解析】
(1) 探究电热与电流的关系，需控制电热丝阻值和通电时间相同，改变电流，操作是：保持通电时间和电热丝阻值相同，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，观察相同时间内水温的变化；
(2) 电热丝阻值和电流不变时，通电时间越长，水温升高越多，说明电流产生的热量越多，故填“多”；
(3) ①水温不变，说明水的吸热和散热达到热平衡，即水每秒吸收的热量等于水每秒向外界散失的热量；②电热丝产生的热量全部被水吸收，水每秒散失的热量等于电热丝每秒产生的热量，计算得2.5J；③当水温等于室温时，水不再向外界散热，即Q散=0，对应图像中Q散为0时的温度为20℃，即室温为20℃；
(4) 探究电流与电压的关系，需控制电阻不变，改变电压，该装置中电热丝电阻不变，移动滑片可改变电热丝两端的电压和电流，故能探究电流与电压的关系。
【答案】
3.(1)保持通电时间和电热丝阻值相同,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流,观察相同时间内水温的变化
(2)多
(3)等于;2.5;20
(4)能
【知识点】
焦耳定律、控制变量法、热平衡
【点评】
本题结合实验探究考查电学与热学知识，重点考查控制变量法的应用和对实验现象的分析，难度适中，需学生掌握实验设计思路和能量转化的相关知识。
【难度系数】
0.6
本题围绕“探究电热与哪些因素有关”的实验展开，需结合控制变量法、焦耳定律、热平衡等知识逐一分析：
(1) 探究电热与电流的关系时，根据控制变量法，要控制电热丝阻值和通电时间不变，只改变电流，通过观察水温变化判断电热多少；
(2) 电阻、电流不变时，通电时间越长水温升越高，说明产生热量越多；
(3) ①水温不变时，水的吸热与散热达到平衡，故每秒吸热等于散热；②电热丝产热全部被水吸收，每秒散热等于电热丝每秒产热，用W=UIt计算得2.5J；③当水温等于室温时，水不再散热，对应Q散为0时的温度即为室温；
(4) 探究电流与电压的关系需控制电阻不变，改变电压，该装置电热丝电阻不变，可通过滑片改变电压，故能探究。
【解析】
(1) 探究电热与电流的关系，需控制电热丝阻值和通电时间相同，改变电流，操作是：保持通电时间和电热丝阻值相同，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，观察相同时间内水温的变化；
(2) 电热丝阻值和电流不变时，通电时间越长，水温升高越多，说明电流产生的热量越多，故填“多”；
(3) ①水温不变，说明水的吸热和散热达到热平衡，即水每秒吸收的热量等于水每秒向外界散失的热量；②电热丝产生的热量全部被水吸收，水每秒散失的热量等于电热丝每秒产生的热量，计算得2.5J；③当水温等于室温时，水不再向外界散热，即Q散=0，对应图像中Q散为0时的温度为20℃，即室温为20℃；
(4) 探究电流与电压的关系，需控制电阻不变，改变电压，该装置中电热丝电阻不变，移动滑片可改变电热丝两端的电压和电流，故能探究电流与电压的关系。
【答案】
3.(1)保持通电时间和电热丝阻值相同,移动滑动变阻器的滑片,改变电路中的电流,观察相同时间内水温的变化
(2)多
(3)等于;2.5;20
(4)能
【知识点】
焦耳定律、控制变量法、热平衡
【点评】
本题结合实验探究考查电学与热学知识，重点考查控制变量法的应用和对实验现象的分析，难度适中，需学生掌握实验设计思路和能量转化的相关知识。
【难度系数】
0.6
