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1.额定电压为220 V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5 A，则电热丝正常工作时的电阻为
44
Ω，工作10 min产生的热量为$6.6× 10^5$
J。电热丝通电后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，这是由于导线电阻远小于
（选填“大于”或“小于”）电热丝电阻的缘故。答案
1. $44\ \ \ 6.6× 10^5$ 小于
解析
【分析】首先，求电热丝正常工作的电阻，已知额定电压和正常工作电流，根据欧姆定律即可计算；其次，计算工作10min产生的热量，电暖器为纯电阻用电器，产生的热量等于消耗的电能，利用电功公式计算时需将时间单位转换为秒；最后，分析导线不热的原因，导线与电热丝串联，电流相同，根据焦耳定律，相同电流和时间下，电阻越小产热越少，由此判断导线电阻与电热丝电阻的大小关系。
【解析】1. 计算电阻：根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，变形得 $ R = \frac{U}{I} $，代入数据 $ U=220V $、$ I=5A $，得 $ R = \frac{220V}{5A} = 44\Omega $；2. 计算热量：工作时间 $ t=10min=600s $，纯电阻电路中热量等于电功，即 $ Q=W=UIt $，代入数据得 $ Q=220V×5A×600s=6.6×10^5J $；3. 分析电阻关系：导线与电热丝串联，电流相同，根据焦耳定律 $ Q=I^2Rt $，电流和时间相同时，电阻越小产热越少，因此导线不热是因为导线电阻远小于电热丝电阻。
【答案】44；$ 6.6×10^5 $；小于
【知识点】欧姆定律、焦耳定律、电功与电热计算
【点评】本题结合生活实例考查电学基础公式的应用，需注意纯电阻电路中电热等于电功，以及串联电路特点和焦耳定律的实际运用，是初中物理常考基础题。
【难度系数】0.7
【解析】1. 计算电阻：根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，变形得 $ R = \frac{U}{I} $，代入数据 $ U=220V $、$ I=5A $，得 $ R = \frac{220V}{5A} = 44\Omega $；2. 计算热量：工作时间 $ t=10min=600s $，纯电阻电路中热量等于电功，即 $ Q=W=UIt $，代入数据得 $ Q=220V×5A×600s=6.6×10^5J $；3. 分析电阻关系：导线与电热丝串联，电流相同，根据焦耳定律 $ Q=I^2Rt $，电流和时间相同时，电阻越小产热越少，因此导线不热是因为导线电阻远小于电热丝电阻。
【答案】44；$ 6.6×10^5 $；小于
【知识点】欧姆定律、焦耳定律、电功与电热计算
【点评】本题结合生活实例考查电学基础公式的应用，需注意纯电阻电路中电热等于电功，以及串联电路特点和焦耳定律的实际运用，是初中物理常考基础题。
【难度系数】0.7
2. 如图所示的电路，当开关S闭合时，电路中的电流为1 A，电压表V的示数为9 V，定值电阻R的阻值为4 Ω，电动机的电能转化为机械能的效率为90％，下列说法正确的是 （
A.电压表$\mathrm{V}_1$的示数为4 V
B.电动机M的线圈电阻为0.5 Ω
C.电路消耗的总功率是4 W
D.通电1 min电流通过电动机产生的热量是300 J
B
）A.电压表$\mathrm{V}_1$的示数为4 V
B.电动机M的线圈电阻为0.5 Ω
C.电路消耗的总功率是4 W
D.通电1 min电流通过电动机产生的热量是300 J
答案
2. B ［解析］当开关S闭合时，定值电阻与电动机串联，电压表$\mathrm{V}_1$测的是电动机M的两端电压；电压表V测的是电源电压，电压表V的示数为9 V，则电源电压为9 V，电路中的电流为1 A，定值电阻的两端电压$U_{\mathrm{定}}=IR_{\mathrm{定}}=1\ \mathrm{A}×4\ \Omega=4\ \mathrm{V}$，根据串联电路的电压规律可得，电动机两端电压(即电压表$\mathrm{V}_1$的示数)为$U_1=U-U_{\mathrm{定}}=9\ \mathrm{V}-4\ \mathrm{V}=5\ \mathrm{V}$，故A错误；电路消耗的总功率$P=UI=9\ \mathrm{V}×1\ \mathrm{A}=9\ \mathrm{W}$，故C错误；通电1 min，电动机消耗的电能$W=U_1It=5\ \mathrm{V}×1\ \mathrm{A}×60\ \mathrm{s}=300\ \mathrm{J}$，电流通过电动机产生的热量$Q=(1-90\%)W=10\%×300\ \mathrm{J}=30\ \mathrm{J}$，根据$Q=I^2Rt$可得，电动机M的线圈电阻$R_M=\dfrac{Q}{I^2t}=\dfrac{30\ \mathrm{J}}{(1\ \mathrm{A})^2×60\ \mathrm{s}}=0.5\ \Omega$ 故B正确，D错误。
解析
【分析】
首先分析电路：开关S闭合后，定值电阻R与电动机M串联，串联电路中电流处处相等，电路电流为1A。电压表V测量电源电压，示数为9V；电压表V₁测量电动机M两端的电压。解题时需结合串联电路的电压规律、欧姆定律、电功率公式，以及电动机的能量转化特点（电动机消耗的电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能，内能即产生的热量），逐一分析各选项的正误。
【解析】
1. 分析选项A：
定值电阻R两端的电压：$U_R = IR = 1\ \mathrm{A} × 4\ \Omega = 4\ \mathrm{V}$。
根据串联电路电压规律，电动机两端电压（即电压表V₁的示数）：$U_M = U - U_R = 9\ \mathrm{V} - 4\ \mathrm{V} = 5\ \mathrm{V}$，因此A选项错误。
2. 分析选项C：
电路消耗的总功率：$P_{\mathrm{总}} = UI = 9\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} = 9\ \mathrm{W}$，因此C选项错误。
3. 分析选项D和B：
通电1 min电动机消耗的电能：$W = U_M It = 5\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 300\ \mathrm{J}$。
电动机的电能转化为机械能的效率为90%，则电流通过电动机产生的热量（内能）：$Q = W(1 - 90\%) = 300\ \mathrm{J} × 10\% = 30\ \mathrm{J}$，因此D选项错误。
根据焦耳定律$Q = I^2 R_M t$，可得电动机线圈电阻：$R_M = \frac{Q}{I^2 t} = \frac{30\ \mathrm{J}}{(1\ \mathrm{A})^2 × 60\ \mathrm{s}} = 0.5\ \Omega$，因此B选项正确。
【答案】
B
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算、电动机能量转化与电热计算
【点评】
本题结合串联电路特点和电动机的能量转化考查，需注意电动机是非纯电阻用电器，不能直接用欧姆定律计算线圈电阻，需通过电热公式推导，易错点是区分电动机消耗的电能、转化的机械能和产生的热量的关系。
【难度系数】
0.5
首先分析电路：开关S闭合后，定值电阻R与电动机M串联，串联电路中电流处处相等，电路电流为1A。电压表V测量电源电压，示数为9V；电压表V₁测量电动机M两端的电压。解题时需结合串联电路的电压规律、欧姆定律、电功率公式，以及电动机的能量转化特点（电动机消耗的电能一部分转化为机械能，一部分转化为内能，内能即产生的热量），逐一分析各选项的正误。
【解析】
1. 分析选项A：
定值电阻R两端的电压：$U_R = IR = 1\ \mathrm{A} × 4\ \Omega = 4\ \mathrm{V}$。
根据串联电路电压规律，电动机两端电压（即电压表V₁的示数）：$U_M = U - U_R = 9\ \mathrm{V} - 4\ \mathrm{V} = 5\ \mathrm{V}$，因此A选项错误。
2. 分析选项C：
电路消耗的总功率：$P_{\mathrm{总}} = UI = 9\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} = 9\ \mathrm{W}$，因此C选项错误。
3. 分析选项D和B：
通电1 min电动机消耗的电能：$W = U_M It = 5\ \mathrm{V} × 1\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 300\ \mathrm{J}$。
电动机的电能转化为机械能的效率为90%，则电流通过电动机产生的热量（内能）：$Q = W(1 - 90\%) = 300\ \mathrm{J} × 10\% = 30\ \mathrm{J}$，因此D选项错误。
根据焦耳定律$Q = I^2 R_M t$，可得电动机线圈电阻：$R_M = \frac{Q}{I^2 t} = \frac{30\ \mathrm{J}}{(1\ \mathrm{A})^2 × 60\ \mathrm{s}} = 0.5\ \Omega$，因此B选项正确。
【答案】
B
【知识点】
串联电路电压规律、欧姆定律、电功率计算、电动机能量转化与电热计算
【点评】
本题结合串联电路特点和电动机的能量转化考查，需注意电动机是非纯电阻用电器，不能直接用欧姆定律计算线圈电阻，需通过电热公式推导，易错点是区分电动机消耗的电能、转化的机械能和产生的热量的关系。
【难度系数】
0.5
3. 如图所示的电路中，电源电压恒定，$R_1:R_2=1:2$。开关S闭合后，通过$R_1$、$R_2$的电流分别为$I_1$、$I_2$；$R_1$、$R_2$的电功率分别为$P_1$、$P_2$；相同时间内通过$R_1$、$R_2$的电流做的功分别为$W_1$、$W_2$；相同时间内$R_1$、$R_2$产生的热量分别为$Q_1$、$Q_2$。则下列说法正确的是（
A.$I_1:I_2=1:2$
B.$P_1:P_2=1:4$
C.$Q_1:Q_2=4:1$
D.$W_1:W_2=2:1$
D
）A.$I_1:I_2=1:2$
B.$P_1:P_2=1:4$
C.$Q_1:Q_2=4:1$
D.$W_1:W_2=2:1$
答案
3. D
解析
【分析】首先明确电路中R₁与R₂为并联关系，并联电路各支路电压相等，等于电源电压U。已知R₁:R₂=1:2，结合并联电路特点及欧姆定律、电功率、电功、热量的计算公式，推导各物理量的比例关系，逐一分析选项。
【解析】因为R₁与R₂并联，所以U₁=U₂=U（电源电压），已知R₁:R₂=1:2，即R₂=2R₁。
1. 电流：根据欧姆定律I=U/R，I₁=U/R₁，I₂=U/R₂，因此I₁/I₂=(U/R₁)/(U/R₂)=R₂/R₁=2/1，故A选项错误。
2. 电功率：根据电功率公式P=U²/R，P₁=U²/R₁，P₂=U²/R₂，因此P₁/P₂=(U²/R₁)/(U²/R₂)=R₂/R₁=2/1，故B选项错误。
3. 电功：相同时间t内，根据电功公式W=U²t/R，W₁=U²t/R₁，W₂=U²t/R₂，因此W₁/W₂=(U²t/R₁)/(U²t/R₂)=R₂/R₁=2/1，故D选项正确。
4. 热量：纯电阻电路中，电流产生的热量等于电流做的功，即Q=W，因此Q₁/Q₂=W₁/W₂=2/1，故C选项错误。
【答案】D
【知识点】并联电路特点、电功率计算、电功与热量计算
【点评】本题考查并联电路中电流、电功率、电功及热量的比例推导，核心是利用并联电路电压相等的特点，结合相关公式分析比例关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
【解析】因为R₁与R₂并联，所以U₁=U₂=U（电源电压），已知R₁:R₂=1:2，即R₂=2R₁。
1. 电流：根据欧姆定律I=U/R，I₁=U/R₁，I₂=U/R₂，因此I₁/I₂=(U/R₁)/(U/R₂)=R₂/R₁=2/1，故A选项错误。
2. 电功率：根据电功率公式P=U²/R，P₁=U²/R₁，P₂=U²/R₂，因此P₁/P₂=(U²/R₁)/(U²/R₂)=R₂/R₁=2/1，故B选项错误。
3. 电功：相同时间t内，根据电功公式W=U²t/R，W₁=U²t/R₁，W₂=U²t/R₂，因此W₁/W₂=(U²t/R₁)/(U²t/R₂)=R₂/R₁=2/1，故D选项正确。
4. 热量：纯电阻电路中，电流产生的热量等于电流做的功，即Q=W，因此Q₁/Q₂=W₁/W₂=2/1，故C选项错误。
【答案】D
【知识点】并联电路特点、电功率计算、电功与热量计算
【点评】本题考查并联电路中电流、电功率、电功及热量的比例推导，核心是利用并联电路电压相等的特点，结合相关公式分析比例关系，属于基础应用类题目。
【难度系数】0.5
4.在如图所示的电路中，电源电压不变，$R_1=10\ \Omega,R_2=5\ \Omega$。
(1)当只闭合开关$S_2$，断开$S_1$、$S_3$时，电流表的示数为0.4 A，求电源电压。
(2)当闭合开关$S_1$、$S_3$，断开$S_2$时，求通电10 s内电阻$R_1$产生的热量。
(1)当只闭合开关$S_2$，断开$S_1$、$S_3$时，电流表的示数为0.4 A，求电源电压。
(2)当闭合开关$S_1$、$S_3$，断开$S_2$时，求通电10 s内电阻$R_1$产生的热量。
答案
4.解:(1)已知$R_1=10\ \Omega,R_2=5\ \Omega$，当只闭合开关$\mathrm{S}_2$，断开$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$时，$R_1$和$R_2$串联，$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=10\ \Omega+5\ \Omega=15\ \Omega$，电流表的示数为0.4 A，电源电压$U=IR_{\mathrm{总}}=0.4\ \mathrm{A}×15\ \Omega=6\ \mathrm{V}$。
(2)当闭合开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$，断开$\mathrm{S}_2$时，$R_1$和$R_2$并联，因为$U=6\ \mathrm{V},R_1=10\ \Omega$，那么通过$R_1$的电流$I_1=\dfrac{U}{R_1}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$，通电10 s内电阻$R_1$产生的热量$Q=I_1^2Rt=(0.6\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega×10\ \mathrm{s}=36\ \mathrm{J}$。
(2)当闭合开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$，断开$\mathrm{S}_2$时，$R_1$和$R_2$并联，因为$U=6\ \mathrm{V},R_1=10\ \Omega$，那么通过$R_1$的电流$I_1=\dfrac{U}{R_1}=\dfrac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega}=0.6\ \mathrm{A}$，通电10 s内电阻$R_1$产生的热量$Q=I_1^2Rt=(0.6\ \mathrm{A})^2×10\ \Omega×10\ \mathrm{s}=36\ \mathrm{J}$。
解析
【分析】
首先根据开关的通断情况判断电路连接方式：(1)只闭合S₂，断开S₁、S₃时，R₁与R₂串联，电流表测量串联电路的电流，利用串联电路总电阻规律和欧姆定律可求出电源电压；(2)闭合S₁、S₃，断开S₂时，R₁与R₂并联，根据并联电路电压特点得到R₁两端电压，再结合欧姆定律算出R₁的电流，最后用焦耳定律计算R₁产生的热量。
【解析】
(1) 当只闭合开关$\mathrm{S}_2$，断开$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$时，$R_1$和$R_2$串联，串联电路总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 = 10\ \Omega + 5\ \Omega = 15\ \Omega$
根据欧姆定律 $U = IR_{\mathrm{总}}$，代入电流$I=0.4\ \mathrm{A}$，得电源电压：
$U = 0.4\ \mathrm{A} × 15\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$
(2) 当闭合开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$，断开$\mathrm{S}_2$时，$R_1$和$R_2$并联，并联电路各支路电压等于电源电压，即$U_1 = U = 6\ \mathrm{V}$。
通过$R_1$的电流：
$I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A}$
根据焦耳定律，通电10 s内电阻$R_1$产生的热量：
$Q = I_1^2 R_1 t = (0.6\ \mathrm{A})^2 × 10\ \Omega × 10\ \mathrm{s} = 36\ \mathrm{J}$
【答案】
(1) 电源电压为6 V；(2) 通电10 s内电阻$R_1$产生的热量为36 J。
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、焦耳定律
【点评】
本题为初中电学基础题，核心是判断不同开关状态下的串并联电路，结合对应电学公式计算，考查学生对电路分析和公式应用的掌握程度，难度适中。
【难度系数】
0.6
首先根据开关的通断情况判断电路连接方式：(1)只闭合S₂，断开S₁、S₃时，R₁与R₂串联，电流表测量串联电路的电流，利用串联电路总电阻规律和欧姆定律可求出电源电压；(2)闭合S₁、S₃，断开S₂时，R₁与R₂并联，根据并联电路电压特点得到R₁两端电压，再结合欧姆定律算出R₁的电流，最后用焦耳定律计算R₁产生的热量。
【解析】
(1) 当只闭合开关$\mathrm{S}_2$，断开$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$时，$R_1$和$R_2$串联，串联电路总电阻：
$R_{\mathrm{总}} = R_1 + R_2 = 10\ \Omega + 5\ \Omega = 15\ \Omega$
根据欧姆定律 $U = IR_{\mathrm{总}}$，代入电流$I=0.4\ \mathrm{A}$，得电源电压：
$U = 0.4\ \mathrm{A} × 15\ \Omega = 6\ \mathrm{V}$
(2) 当闭合开关$\mathrm{S}_1$、$\mathrm{S}_3$，断开$\mathrm{S}_2$时，$R_1$和$R_2$并联，并联电路各支路电压等于电源电压，即$U_1 = U = 6\ \mathrm{V}$。
通过$R_1$的电流：
$I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{6\ \mathrm{V}}{10\ \Omega} = 0.6\ \mathrm{A}$
根据焦耳定律，通电10 s内电阻$R_1$产生的热量：
$Q = I_1^2 R_1 t = (0.6\ \mathrm{A})^2 × 10\ \Omega × 10\ \mathrm{s} = 36\ \mathrm{J}$
【答案】
(1) 电源电压为6 V；(2) 通电10 s内电阻$R_1$产生的热量为36 J。
【知识点】
串联电路规律、欧姆定律、焦耳定律
【点评】
本题为初中电学基础题，核心是判断不同开关状态下的串并联电路，结合对应电学公式计算，考查学生对电路分析和公式应用的掌握程度，难度适中。
【难度系数】
0.6
5. 标有“220 V 60 W”的电风扇和标有“220 V 60 W”的电热水壶并联在家庭电路中，相同时间内电风扇消耗的电能
（均选填“大于”“小于”或“等于”）
等于
电热水壶消耗的电能；相同时间内电风扇产生的热量小于
电热水壶产生的热量。（均选填“大于”“小于”或“等于”）
答案
5. 等于 小于
解析
【分析】
要解决该问题，需分两步推导：首先，判断用电器的工作状态：家庭电路电压为220V，两个用电器额定电压均为220V，并联时均正常工作，实际功率等于额定功率；其次，区分消耗电能与产生热量的逻辑：消耗电能用公式$W=Pt$，时间、功率相同时电能相等；而电热水壶是纯电阻用电器，电能全部转化为内能，电风扇是非纯电阻用电器，电能大部分转化为机械能，仅小部分转化为内能，因此相同时间产生的热量更少。
【解析】
1. 消耗电能的比较：家庭电路电压为220V，两个用电器额定电压均为220V，并联时均正常工作，实际功率$P=P_{额}=60W$。根据电能公式$W=Pt$，相同时间$t$内，功率$P$相同，因此$W_{电风扇}=W_{电热水壶}$，即消耗的电能相等。
2. 产生热量的比较：电热水壶是纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能（$Q=W$）；电风扇是非纯电阻用电器，消耗的电能大部分转化为机械能，仅小部分转化为内能（$Q_{扇}=W_{扇}-机械能$）。因此相同时间内，电风扇产生的热量小于电热水壶产生的热量。
【答案】
等于；小于
【知识点】
电功、电热、纯电阻与非纯电阻用电器
【点评】
本题考查电能与电热的区别，核心是区分纯电阻和非纯电阻用电器的能量转化特点，需注意消耗电能和产生热量的不同计算逻辑，是电学基础题，易混淆点在于非纯电阻用电器的能量分配。
【难度系数】
0.6
要解决该问题，需分两步推导：首先，判断用电器的工作状态：家庭电路电压为220V，两个用电器额定电压均为220V，并联时均正常工作，实际功率等于额定功率；其次，区分消耗电能与产生热量的逻辑：消耗电能用公式$W=Pt$，时间、功率相同时电能相等；而电热水壶是纯电阻用电器，电能全部转化为内能，电风扇是非纯电阻用电器，电能大部分转化为机械能，仅小部分转化为内能，因此相同时间产生的热量更少。
【解析】
1. 消耗电能的比较：家庭电路电压为220V，两个用电器额定电压均为220V，并联时均正常工作，实际功率$P=P_{额}=60W$。根据电能公式$W=Pt$，相同时间$t$内，功率$P$相同，因此$W_{电风扇}=W_{电热水壶}$，即消耗的电能相等。
2. 产生热量的比较：电热水壶是纯电阻用电器，消耗的电能全部转化为内能（$Q=W$）；电风扇是非纯电阻用电器，消耗的电能大部分转化为机械能，仅小部分转化为内能（$Q_{扇}=W_{扇}-机械能$）。因此相同时间内，电风扇产生的热量小于电热水壶产生的热量。
【答案】
等于；小于
【知识点】
电功、电热、纯电阻与非纯电阻用电器
【点评】
本题考查电能与电热的区别，核心是区分纯电阻和非纯电阻用电器的能量转化特点，需注意消耗电能和产生热量的不同计算逻辑，是电学基础题，易混淆点在于非纯电阻用电器的能量分配。
【难度系数】
0.6
6.[跨学科·物理学与日常生活]下列情况中属于防止电热带来危害的是（
A.电熨斗熨衣服
B.大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药
C.电动机外壳有散热片
D.用电器长时间停用，隔一段时间应通一次电
C
）A.电熨斗熨衣服
B.大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药
C.电动机外壳有散热片
D.用电器长时间停用，隔一段时间应通一次电
答案
6. C
解析
【分析】首先明确：电热是电流通过导体产生的热量，生活中部分场景需要利用电热为我们服务，部分场景需要防止电热带来的危害。判断核心是看措施是利用热量实现目的，还是避免热量过多造成损害，再逐个分析选项即可。
【解析】选项A：电熨斗熨衣服是利用电流产生的热量加热衣物，属于电热的利用，不符合题意；选项B：爆破工程中用电热装置引爆炸药，是利用电热完成特定工作，属于电热的利用，不符合题意；选项C：电动机工作时会产生大量热量，外壳的散热片可加快热量散失，防止电动机因温度过高损坏，属于防止电热带来的危害，符合题意；选项D：停用的用电器隔段时间通电，是利用电流产生的热量驱潮，属于电热的利用，不符合题意。
【答案】C
【知识点】电热的利用与防止
【点评】本题结合生活与工程实例考查电热的利用和防止，需将物理知识与实际场景结合分析，属于基础题，难度适中。
【难度系数】0.7
【解析】选项A：电熨斗熨衣服是利用电流产生的热量加热衣物，属于电热的利用，不符合题意；选项B：爆破工程中用电热装置引爆炸药，是利用电热完成特定工作，属于电热的利用，不符合题意；选项C：电动机工作时会产生大量热量，外壳的散热片可加快热量散失，防止电动机因温度过高损坏，属于防止电热带来的危害，符合题意；选项D：停用的用电器隔段时间通电，是利用电流产生的热量驱潮，属于电热的利用，不符合题意。
【答案】C
【知识点】电热的利用与防止
【点评】本题结合生活与工程实例考查电热的利用和防止，需将物理知识与实际场景结合分析，属于基础题，难度适中。
【难度系数】0.7
7.[易错题]现有两电热丝，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，把它们并联起来，通电10 s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多为
135
J。答案
7. 135
解析
【分析】
要解决并联电热丝的总热量问题，需先明确并联电路电压相等，且各用电器两端电压不能超过其额定电压，否则会损坏元件。解题步骤为：1. 计算甲、乙电热丝的额定电压；2. 确定并联时允许加的最大电压（取较小的额定电压，保证两元件安全）；3. 利用纯电阻热量公式分别计算甲、乙产生的热量；4. 求和得到总热量。
【解析】
1. 计算甲、乙的额定电压：
甲的额定电压 $ U_{甲} = I_{甲}R_{甲} = 1A × 10Ω = 10V $，
乙的额定电压 $ U_{乙} = I_{乙}R_{乙} = 0.6A × 15Ω = 9V $。
2. 确定并联时的最大工作电压：
并联电路各支路电压相等，为保证两电热丝安全工作，并联电压不能超过较小的额定电压，即 $ U = 9V $。
3. 计算甲、乙产生的热量：
纯电阻电路中热量公式为 $ Q = \frac{U^2 t}{R} $，
甲的热量 $ Q_{甲} = \frac{U^2 t}{R_{甲}} = \frac{(9V)^2 × 10s}{10Ω} = 81J $，
乙的热量 $ Q_{乙} = \frac{U^2 t}{R_{乙}} = \frac{(9V)^2 × 10s}{15Ω} = 54J $。
4. 总热量：
$ Q_{总} = Q_{甲} + Q_{乙} = 81J + 54J = 135J $。
【答案】
135
【知识点】
并联电路特点、电热计算、额定电压
【点评】
本题为易错题，核心是明确并联时需选取较小的额定电压作为工作电压，避免损坏元件，需注意纯电阻热量公式的正确应用。
【难度系数】
0.5
要解决并联电热丝的总热量问题，需先明确并联电路电压相等，且各用电器两端电压不能超过其额定电压，否则会损坏元件。解题步骤为：1. 计算甲、乙电热丝的额定电压；2. 确定并联时允许加的最大电压（取较小的额定电压，保证两元件安全）；3. 利用纯电阻热量公式分别计算甲、乙产生的热量；4. 求和得到总热量。
【解析】
1. 计算甲、乙的额定电压：
甲的额定电压 $ U_{甲} = I_{甲}R_{甲} = 1A × 10Ω = 10V $，
乙的额定电压 $ U_{乙} = I_{乙}R_{乙} = 0.6A × 15Ω = 9V $。
2. 确定并联时的最大工作电压：
并联电路各支路电压相等，为保证两电热丝安全工作，并联电压不能超过较小的额定电压，即 $ U = 9V $。
3. 计算甲、乙产生的热量：
纯电阻电路中热量公式为 $ Q = \frac{U^2 t}{R} $，
甲的热量 $ Q_{甲} = \frac{U^2 t}{R_{甲}} = \frac{(9V)^2 × 10s}{10Ω} = 81J $，
乙的热量 $ Q_{乙} = \frac{U^2 t}{R_{乙}} = \frac{(9V)^2 × 10s}{15Ω} = 54J $。
4. 总热量：
$ Q_{总} = Q_{甲} + Q_{乙} = 81J + 54J = 135J $。
【答案】
135
【知识点】
并联电路特点、电热计算、额定电压
【点评】
本题为易错题，核心是明确并联时需选取较小的额定电压作为工作电压，避免损坏元件，需注意纯电阻热量公式的正确应用。
【难度系数】
0.5
8.一款家用电煮锅有加热和保温两个挡位,工作电路如图所示。当开关$S_1$闭合,$S_2$
[变式训练]
某电热水器简化电路如图所示,保温功率为$220\ \mathrm{W}$,加热功率为$1\ 100\ \mathrm{W}$,$R_1$和$R_2$均为定值电热丝,$S$为自动开关,电热丝$R_1$的阻值为
闭合
(选填“断开”或“闭合”)时,处于加热挡位。若加热时电路中电阻为$42\ \Omega$,电路中电流为$5\ \mathrm{A}$,加热$2$分钟,不计能量损失,能使质量为$2\ \mathrm{kg}$的水从$20\ °\mathrm{C}$升高到 35
$°\mathrm{C}$。[$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$][变式训练]
某电热水器简化电路如图所示,保温功率为$220\ \mathrm{W}$,加热功率为$1\ 100\ \mathrm{W}$,$R_1$和$R_2$均为定值电热丝,$S$为自动开关,电热丝$R_1$的阻值为
176
$\Omega$;如果该电热水器的热效率为$80\%$,将$2\ \mathrm{L}$的水从$12\ °\mathrm{C}$电加热至沸腾,需要 840
$\mathrm{s}$。[已知$c_{\mathrm{水}}=4.2×10^3\ \mathrm{J}/(\mathrm{kg}·°\mathrm{C})$,$\rho_{\mathrm{水}}=1.0\ \mathrm{g}/\mathrm{cm}^3$,气压为标准大气压]答案
8. 闭合 35 ［变式训练］176 840
解析
【分析】
首先判断电煮锅的加热挡位：家庭电路电压恒定，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，电阻越小功率越大，加热挡功率更大，需让电路总电阻更小；计算水升温时，先算加热消耗的电能，不计能量损失时电能等于水吸收的热量，再结合热量公式求温度变化。变式训练中，先根据保温、加热功率判断电路连接方式，计算定值电阻阻值；再结合水的质量、温度变化算出吸收的热量，结合热效率和加热功率求加热时间。
【解析】
电煮锅部分
1. 挡位判断：家庭电路电压$U=220V$恒定，由$P=\frac{U^2}{R}$可知，电阻越小功率越大，加热挡功率更大。当$S_1$闭合，$S_2$闭合时，电路总电阻更小，功率更大，故$S_2$应闭合。
2. 温度计算：加热时间$t=2min=120s$，加热消耗的电能$W=I^2Rt=(5A)^2×42Ω×120s=126000J$。不计能量损失，水吸收的热量$Q_吸=W=126000J$。由$Q_吸=cmΔt$得，$Δt=\frac{Q_吸}{cm}=\frac{126000J}{4.2×10^3J/(kg·℃)×2kg}=15℃$，故末温$t=20℃+15℃=35℃$。
变式训练（电热水器）
1. $R_1$阻值计算：保温功率$P_保=220W$，加热功率$P_加=1100W$。保温时电路总电阻$R_总=\frac{U^2}{P_保}=\frac{(220V)^2}{220W}=220Ω$；加热时为$R_2$单独工作，$R_2=\frac{U^2}{P_加}=\frac{(220V)^2}{1100W}=44Ω$；故$R_1=R_总-R_2=220Ω-44Ω=176Ω$。
2. 加热时间计算：水的体积$V=2L=2×10^{-3}m^3$，质量$m=ρV=1.0×10^3kg/m^3×2×10^{-3}m^3=2kg$。标准大气压下水沸点为$100℃$，水吸收的热量$Q_吸=cmΔt=4.2×10^3J/(kg·℃)×2kg×(100℃-12℃)=739200J$。热效率$η=80\%$，消耗的电能$W=\frac{Q_吸}{η}=\frac{739200J}{0.8}=924000J$，加热时间$t=\frac{W}{P_加}=\frac{924000J}{1100W}=840s$。
【答案】
闭合；35；176；840
【知识点】
电功率计算、热量计算、电路挡位判断
【点评】
本题结合生活用电器考查电学与热学的综合计算，需熟练掌握电功率公式、热量公式及电路挡位判断方法，注意单位换算和热效率的应用，是常见的基础综合题。
【难度系数】
0.5
首先判断电煮锅的加热挡位：家庭电路电压恒定，根据电功率公式$P=\frac{U^2}{R}$，电阻越小功率越大，加热挡功率更大，需让电路总电阻更小；计算水升温时，先算加热消耗的电能，不计能量损失时电能等于水吸收的热量，再结合热量公式求温度变化。变式训练中，先根据保温、加热功率判断电路连接方式，计算定值电阻阻值；再结合水的质量、温度变化算出吸收的热量，结合热效率和加热功率求加热时间。
【解析】
电煮锅部分
1. 挡位判断：家庭电路电压$U=220V$恒定，由$P=\frac{U^2}{R}$可知，电阻越小功率越大，加热挡功率更大。当$S_1$闭合，$S_2$闭合时，电路总电阻更小，功率更大，故$S_2$应闭合。
2. 温度计算：加热时间$t=2min=120s$，加热消耗的电能$W=I^2Rt=(5A)^2×42Ω×120s=126000J$。不计能量损失，水吸收的热量$Q_吸=W=126000J$。由$Q_吸=cmΔt$得，$Δt=\frac{Q_吸}{cm}=\frac{126000J}{4.2×10^3J/(kg·℃)×2kg}=15℃$，故末温$t=20℃+15℃=35℃$。
变式训练（电热水器）
1. $R_1$阻值计算：保温功率$P_保=220W$，加热功率$P_加=1100W$。保温时电路总电阻$R_总=\frac{U^2}{P_保}=\frac{(220V)^2}{220W}=220Ω$；加热时为$R_2$单独工作，$R_2=\frac{U^2}{P_加}=\frac{(220V)^2}{1100W}=44Ω$；故$R_1=R_总-R_2=220Ω-44Ω=176Ω$。
2. 加热时间计算：水的体积$V=2L=2×10^{-3}m^3$，质量$m=ρV=1.0×10^3kg/m^3×2×10^{-3}m^3=2kg$。标准大气压下水沸点为$100℃$，水吸收的热量$Q_吸=cmΔt=4.2×10^3J/(kg·℃)×2kg×(100℃-12℃)=739200J$。热效率$η=80\%$，消耗的电能$W=\frac{Q_吸}{η}=\frac{739200J}{0.8}=924000J$，加热时间$t=\frac{W}{P_加}=\frac{924000J}{1100W}=840s$。
【答案】
闭合；35；176；840
【知识点】
电功率计算、热量计算、电路挡位判断
【点评】
本题结合生活用电器考查电学与热学的综合计算，需熟练掌握电功率公式、热量公式及电路挡位判断方法，注意单位换算和热效率的应用，是常见的基础综合题。
【难度系数】
0.5
