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1. 下列用电器中,利用电流热效应工作的是（
A.电热水壶
B.吸尘器
C.电冰箱
D.电视机
A
）。A.电热水壶
B.吸尘器
C.电冰箱
D.电视机
答案
1. A
解析
【分析】
首先明确电流热效应的定义：电流通过导体时，电能转化为内能（热能）的现象，利用该效应工作的用电器电能主要转化为内能。解题时需逐一分析各选项用电器的能量转化，判断是否符合电流热效应的应用特点。
【解析】
电流的热效应是指电流通过导体时，电能转化为内能的工作原理，利用该原理工作的用电器，电能主要转化为内能。对各选项分析如下：
1. 选项A：电热水壶工作时，将电能主要转化为内能，用于加热水，符合电流热效应的应用，正确。
2. 选项B：吸尘器依靠电动机工作，将电能主要转化为机械能，未利用电流热效应，错误。
3. 选项C：电冰箱的压缩机工作时，将电能主要转化为机械能实现制冷，未利用电流热效应，错误。
4. 选项D：电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能，仅产生少量内能，并非利用电流热效应工作，错误。
【答案】
A
【知识点】
电流的热效应、用电器的能量转化
【点评】
本题考查电流热效应的实际应用，属于基础概念题，只需掌握各用电器的能量转化即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.8
首先明确电流热效应的定义：电流通过导体时，电能转化为内能（热能）的现象，利用该效应工作的用电器电能主要转化为内能。解题时需逐一分析各选项用电器的能量转化，判断是否符合电流热效应的应用特点。
【解析】
电流的热效应是指电流通过导体时，电能转化为内能的工作原理，利用该原理工作的用电器，电能主要转化为内能。对各选项分析如下：
1. 选项A：电热水壶工作时，将电能主要转化为内能，用于加热水，符合电流热效应的应用，正确。
2. 选项B：吸尘器依靠电动机工作，将电能主要转化为机械能，未利用电流热效应，错误。
3. 选项C：电冰箱的压缩机工作时，将电能主要转化为机械能实现制冷，未利用电流热效应，错误。
4. 选项D：电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能，仅产生少量内能，并非利用电流热效应工作，错误。
【答案】
A
【知识点】
电流的热效应、用电器的能量转化
【点评】
本题考查电流热效应的实际应用，属于基础概念题，只需掌握各用电器的能量转化即可解答，难度较低。
【难度系数】
0.8
2. 将规格均为“220 V 200 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法中（
①电烙铁产生的热量最多
②三个用电器产生的热量一样多
③电烙铁消耗的电能最多
④三个用电器消耗的电能一样多
A.只有①②正确
B.只有①④正确
C.只有②③正确
D.只有③④正确
B
）。①电烙铁产生的热量最多
②三个用电器产生的热量一样多
③电烙铁消耗的电能最多
④三个用电器消耗的电能一样多
A.只有①②正确
B.只有①④正确
C.只有②③正确
D.只有③④正确
答案
2. B
解析
【分析】
首先，家庭电路电压为220V，三个用电器的额定电压均为220V，接入家庭电路后均正常工作，实际功率等于额定功率（均为200W）。接着，消耗电能的公式为W=Pt，由于三个用电器的实际功率P相同，通电时间t相同，因此消耗的电能一样多。然后，不同用电器的能量转化不同：电风扇主要将电能转化为机械能，仅少量转化为内能；电视机主要将电能转化为光能、声能，仅少量转化为内能；电烙铁是纯电阻用电器，电能全部转化为内能。因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，其他用电器产生的热量少。最后判断四个说法：①正确，②错误，③错误，④正确，对应选项B。
【解析】
1. 家庭电路电压为220V，三个用电器额定电压均为220V，接入后正常工作，实际功率P=P额=200W。
2. 消耗电能计算：根据公式W=Pt，因P相同、通电时间t相同，故三个用电器消耗的电能一样多，因此④正确，③错误。
3. 热量产生分析：电风扇、电视机为非纯电阻用电器，电能大部分转化为其他形式的能（机械能、光能、声能等），仅少量转化为内能；电烙铁为纯电阻用电器，电能全部转化为内能。因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故①正确，②错误。
综上，正确的是①④，答案选B。
【答案】
B
【知识点】
电功计算、用电器能量转化
【点评】
本题考查电功计算及不同用电器的能量转化特点，核心是区分“消耗的电能”和“产生的热量”：消耗的电能由W=Pt决定，与用电器类型无关；产生的热量仅与纯电阻用电器的电能转化有关，非纯电阻用电器产生的热量远小于消耗的电能。题目难度适中，需准确掌握相关概念。
【难度系数】
0.6
首先，家庭电路电压为220V，三个用电器的额定电压均为220V，接入家庭电路后均正常工作，实际功率等于额定功率（均为200W）。接着，消耗电能的公式为W=Pt，由于三个用电器的实际功率P相同，通电时间t相同，因此消耗的电能一样多。然后，不同用电器的能量转化不同：电风扇主要将电能转化为机械能，仅少量转化为内能；电视机主要将电能转化为光能、声能，仅少量转化为内能；电烙铁是纯电阻用电器，电能全部转化为内能。因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，其他用电器产生的热量少。最后判断四个说法：①正确，②错误，③错误，④正确，对应选项B。
【解析】
1. 家庭电路电压为220V，三个用电器额定电压均为220V，接入后正常工作，实际功率P=P额=200W。
2. 消耗电能计算：根据公式W=Pt，因P相同、通电时间t相同，故三个用电器消耗的电能一样多，因此④正确，③错误。
3. 热量产生分析：电风扇、电视机为非纯电阻用电器，电能大部分转化为其他形式的能（机械能、光能、声能等），仅少量转化为内能；电烙铁为纯电阻用电器，电能全部转化为内能。因此相同时间内，电烙铁产生的热量最多，故①正确，②错误。
综上，正确的是①④，答案选B。
【答案】
B
【知识点】
电功计算、用电器能量转化
【点评】
本题考查电功计算及不同用电器的能量转化特点，核心是区分“消耗的电能”和“产生的热量”：消耗的电能由W=Pt决定，与用电器类型无关；产生的热量仅与纯电阻用电器的电能转化有关，非纯电阻用电器产生的热量远小于消耗的电能。题目难度适中，需准确掌握相关概念。
【难度系数】
0.6
3. 下图是探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置,两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻丝$R_1$、$R_2$,其中$R_1=5\ \Omega$,$R_2=R_3=10\ \Omega$。下列说法正确的是 (
A.闭合$S_1$和$S_2$,可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
B.只闭合$S_1$,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
C.闭合$S_1$和$S_2$,左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
D.闭合$S_1$和$S_2$,将图中$R_3$放入右侧密闭容器里,左侧U形管内液柱的高度差大
3 题图
4 题图
B
)。A.闭合$S_1$和$S_2$,可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系
B.只闭合$S_1$,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
C.闭合$S_1$和$S_2$,左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
D.闭合$S_1$和$S_2$,将图中$R_3$放入右侧密闭容器里,左侧U形管内液柱的高度差大
3 题图
4 题图
答案
3. B [解析]闭合$S_1$和$S_2$,$R_1$在干路上,$R_2$在支路上,两容器内电流与电阻均不同,根据控制变量法,不能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系,故A错误;只闭合$S_1$,$R_1$与$R_2$串联,电流与通电时间相同,根据控制变量法,能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,故B正确;闭合$S_1$和$S_2$,$R_1$在干路上,$R_2$在支路上,$R_1$中的电流是$R_2$中的2倍,即$I_1=2I_2$,相同时间左侧密闭容器内与右侧密闭容器内产生的热量之比为$\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{I_1^2R_1t}{I_2^2R_2t}=\frac{(2I_2)^2×5\ \Omega× t}{I_2^2×10\ \Omega× t}=\frac{2}{1}$,故左侧U形管内液柱的高度差比右侧的高度差大,故C错误;闭合$S_1$和$S_2$,将图中$R_3$放入右侧密闭容器里,两容器内电流相同,右侧容器内两电阻并联,其总电阻为$R=\frac{1}{2}×10\ \Omega=5\ \Omega=R_1$,即两侧容器内电阻也相等,相同时间内产生的热量相同,故左、右两侧U形管内液柱的高度差相同,故D错误。故选B。
解析
【分析】
要判断各选项正误，需结合焦耳定律（$Q=I^2Rt$）和控制变量法：探究电流产生热量与某一因素的关系时，需控制另外两个因素不变，先分析不同开关闭合时的电路结构，明确各电阻的电流、电阻关系，再逐一验证选项。
【解析】
1. 分析选项A：闭合$S_1$和$S_2$时，$R_1$在干路，$R_2$与$R_3$并联，两容器内电阻分别为$R_1=5\ \Omega$、$R_2=10\ \Omega$，电阻不同且电流也不同（$I_1=2I_2$），变量不唯一，无法探究热量与电流的关系，故A错误。
2. 分析选项B：只闭合$S_1$时，$R_1$与$R_2$串联，电流$I$、通电时间$t$相同，电阻$R$不同，符合控制变量法，可探究热量与电阻的关系，故B正确。
3. 分析选项C：闭合$S_1$和$S_2$时，$I_1=2I_2$，根据$Q=I^2Rt$，相同时间内$\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{I_1^2R_1t}{I_2^2R_2t}=\frac{(2I_2)^2×5}{I_2^2×10}=2$，左侧热量更多，U形管液柱高度差更大，故C错误。
4. 分析选项D：闭合$S_1$和$S_2$，将$R_3$放入右侧容器，右侧容器内$R_2$与$R_3$并联，总电阻$R_{并}=5\ \Omega$，与左侧$R_1=5\ \Omega$相等；两侧电阻、电流、时间均相同，产生热量相同，液柱高度差相同，故D错误。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、控制变量法、电流的热效应
【点评】
本题围绕焦耳定律实验展开，核心是电路结构分析与控制变量法的应用，需准确判断不同开关状态下的电流、电阻关系，结合焦耳定律推导热量多少，是初中物理电学的常规考查题，注重实验方法的理解。
【难度系数】
0.5
要判断各选项正误，需结合焦耳定律（$Q=I^2Rt$）和控制变量法：探究电流产生热量与某一因素的关系时，需控制另外两个因素不变，先分析不同开关闭合时的电路结构，明确各电阻的电流、电阻关系，再逐一验证选项。
【解析】
1. 分析选项A：闭合$S_1$和$S_2$时，$R_1$在干路，$R_2$与$R_3$并联，两容器内电阻分别为$R_1=5\ \Omega$、$R_2=10\ \Omega$，电阻不同且电流也不同（$I_1=2I_2$），变量不唯一，无法探究热量与电流的关系，故A错误。
2. 分析选项B：只闭合$S_1$时，$R_1$与$R_2$串联，电流$I$、通电时间$t$相同，电阻$R$不同，符合控制变量法，可探究热量与电阻的关系，故B正确。
3. 分析选项C：闭合$S_1$和$S_2$时，$I_1=2I_2$，根据$Q=I^2Rt$，相同时间内$\frac{Q_1}{Q_2}=\frac{I_1^2R_1t}{I_2^2R_2t}=\frac{(2I_2)^2×5}{I_2^2×10}=2$，左侧热量更多，U形管液柱高度差更大，故C错误。
4. 分析选项D：闭合$S_1$和$S_2$，将$R_3$放入右侧容器，右侧容器内$R_2$与$R_3$并联，总电阻$R_{并}=5\ \Omega$，与左侧$R_1=5\ \Omega$相等；两侧电阻、电流、时间均相同，产生热量相同，液柱高度差相同，故D错误。
综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、控制变量法、电流的热效应
【点评】
本题围绕焦耳定律实验展开，核心是电路结构分析与控制变量法的应用，需准确判断不同开关状态下的电流、电阻关系，结合焦耳定律推导热量多少，是初中物理电学的常规考查题，注重实验方法的理解。
【难度系数】
0.5
4.如图所示，$R_1$的电阻为10 $\Omega$,闭合开关后,通过电阻$R_1$和$R_2$的电流分别为0.6 A和0.3 A,电阻$R_2$工作1 min内产生的热量是
108
J。答案
4. 108
解析
【分析】首先判断电路为并联电路，并联电路各支路两端电压相等。先利用欧姆定律计算电源电压（即R₂两端的电压），再根据纯电阻电路的热量公式Q=UIt，结合R₂的电流和工作时间计算产生的热量，注意时间单位需换算为秒。
【解析】解：由题意可知，$R_1$与$R_2$并联，根据并联电路的电压规律，$U_2=U_1$。
根据欧姆定律，$R_1$两端的电压：$U_1=I_1R_1=0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=6\ \mathrm{V}$，故$U_2=6\ \mathrm{V}$。
$R_2$工作时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，纯电阻电路中电阻产生的热量：$Q_2=U_2I_2t=6\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s}=108\ \mathrm{J}$。
【答案】108
【知识点】并联电路电压规律、焦耳定律
【点评】本题考查并联电路特点和焦耳定律的基础应用，解题关键是明确并联电路电压相等，注意时间单位换算，属于难度较低的电学计算题。
【难度系数】0.6
【解析】解：由题意可知，$R_1$与$R_2$并联，根据并联电路的电压规律，$U_2=U_1$。
根据欧姆定律，$R_1$两端的电压：$U_1=I_1R_1=0.6\ \mathrm{A} × 10\ \Omega=6\ \mathrm{V}$，故$U_2=6\ \mathrm{V}$。
$R_2$工作时间$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$，纯电阻电路中电阻产生的热量：$Q_2=U_2I_2t=6\ \mathrm{V} × 0.3\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s}=108\ \mathrm{J}$。
【答案】108
【知识点】并联电路电压规律、焦耳定律
【点评】本题考查并联电路特点和焦耳定律的基础应用，解题关键是明确并联电路电压相等，注意时间单位换算，属于难度较低的电学计算题。
【难度系数】0.6
5.如图所示，电源电压恒定不变，已知$R_1: R_2 = 3:5$。如果闭合开关S，则它们两端的电压之比$U_1: U_2 =$
3:5
；如果通电1 min，电流通过它们产生的热量之比$Q_1: Q_2 =$3:5
。答案
5. 3:5 3:5
解析
【分析】首先观察电路图，明确R₁与R₂为串联连接，串联电路的核心特点是电流处处相等（I₁=I₂）。要求电压之比，需结合欧姆定律U=IR，当电流相同时，电压与电阻成正比；要求热量之比，需结合焦耳定律Q=I²Rt，当电流和时间相同时，热量与电阻成正比，因此可利用已知的电阻比直接推导得出结果。
【解析】闭合开关S后，R₁与R₂串联，串联电路中电流处处相等，即I₁=I₂=I。
1. 求电压之比：根据欧姆定律U=IR，可得U₁=I R₁，U₂=I R₂，因此U₁:U₂=(I R₁):(I R₂)=R₁:R₂=3:5。
2. 求热量之比：根据焦耳定律Q=I²Rt，通电时间t相同，电流I相同，故Q₁=I² R₁ t，Q₂=I² R₂ t，因此Q₁:Q₂=(I² R₁ t):(I² R₂ t)=R₁:R₂=3:5。
【答案】3:5；3:5
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题考查串联电路规律及欧姆定律、焦耳定律的应用，属于基础题型，需熟练掌握串联电路中各物理量与电阻的关系。
【难度系数】0.7
【解析】闭合开关S后，R₁与R₂串联，串联电路中电流处处相等，即I₁=I₂=I。
1. 求电压之比：根据欧姆定律U=IR，可得U₁=I R₁，U₂=I R₂，因此U₁:U₂=(I R₁):(I R₂)=R₁:R₂=3:5。
2. 求热量之比：根据焦耳定律Q=I²Rt，通电时间t相同，电流I相同，故Q₁=I² R₁ t，Q₂=I² R₂ t，因此Q₁:Q₂=(I² R₁ t):(I² R₂ t)=R₁:R₂=3:5。
【答案】3:5；3:5
【知识点】串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题考查串联电路规律及欧姆定律、焦耳定律的应用，属于基础题型，需熟练掌握串联电路中各物理量与电阻的关系。
【难度系数】0.7
6. 图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒，低温挡电功率为121 W，简化电路如图乙所示，$R_1$、$R_2$均是发热电阻，且$R_2$的阻值是$R_1$的4倍。
(1)低温挡工作时的电流是多少？
(2)低温挡加热5 min，共产生多少热量？
(3)$R_1$的阻值是多少？
6题图
(1)低温挡工作时的电流是多少？
(2)低温挡加热5 min，共产生多少热量？
(3)$R_1$的阻值是多少？
6题图
答案
6. 解:(1)低温挡工作时的电流:$I_{\mathrm{低}}=\frac{P_{\mathrm{低}}}{U}=\frac{121\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=0.55\ \mathrm{A}$;
(2)低温挡加热5 min产生的热量:
$Q=W=P_{\mathrm{低}}t=121\ \mathrm{W}×5×60\ \mathrm{s}=3.63×10^4\ \mathrm{J}$;
(3)由图乙可知,当开关S接2时,电路为$R_1$的简单电路,电路的总电阻较小。
当开关S接1时,电阻$R_1$与$R_2$串联,电路的总电阻较大,在电源电压一定时,由$P=\frac{U^2}{R}$可知,此时电路消耗的功率较小,饭盒处于低温挡,电路的总电阻:
$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=\frac{U^2}{P_{\mathrm{低}}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{121\ \mathrm{W}}=400\ \Omega$,
解得$R_1=80\ \Omega$。
答:(1)低温挡工作时的电流为0.55 A;(2)共产生热量$3.63×10^4\ \mathrm{J}$;(3)$R_1$的阻值是$80\ \Omega$。
(2)低温挡加热5 min产生的热量:
$Q=W=P_{\mathrm{低}}t=121\ \mathrm{W}×5×60\ \mathrm{s}=3.63×10^4\ \mathrm{J}$;
(3)由图乙可知,当开关S接2时,电路为$R_1$的简单电路,电路的总电阻较小。
当开关S接1时,电阻$R_1$与$R_2$串联,电路的总电阻较大,在电源电压一定时,由$P=\frac{U^2}{R}$可知,此时电路消耗的功率较小,饭盒处于低温挡,电路的总电阻:
$R_{\mathrm{总}}=R_1+R_2=\frac{U^2}{P_{\mathrm{低}}}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{121\ \mathrm{W}}=400\ \Omega$,
解得$R_1=80\ \Omega$。
答:(1)低温挡工作时的电流为0.55 A;(2)共产生热量$3.63×10^4\ \mathrm{J}$;(3)$R_1$的阻值是$80\ \Omega$。
解析
【分析】
首先分析电路：开关S接1时，R₁与R₂串联，总电阻较大，根据公式P=U²/R，电源电压一定时，电阻越大功率越小，因此此时为低温挡；开关S接2时，只有R₁接入电路，总电阻较小，功率较大，为高温挡。再针对三个问题，分别运用对应电学公式求解：（1）低温挡电流利用P=UI计算；（2）纯电阻用电器产生的热量等于消耗的电能，用Q=W=Pt计算；（3）先由低温挡功率和电压算出总电阻，结合串联电阻关系及R₂=4R₁的条件，求出R₁。
【解析】
解：(1) 已知低温挡功率P低=121 W，电源电压U=220 V，根据电功率公式P=UI，可得低温挡工作时的电流：
I低 = P低 / U = 121 W / 220 V = 0.55 A；
(2) 低温挡加热时间t=5 min=5×60 s=300 s，电热饭盒为纯电阻用电器，产生的热量等于消耗的电能，即Q=W=P低t，代入数据得：
Q = 121 W × 300 s = 3.63×10⁴ J；
(3) 开关S接1时，R₁与R₂串联，总电阻最大，对应低温挡。根据P=U²/R，可得低温挡总电阻：
R总 = U² / P低 = (220 V)² / 121 W = 400 Ω；
已知R₂=4R₁，串联电路总电阻R总=R₁+R₂=R₁+4R₁=5R₁，因此：
5R₁=400 Ω，解得R₁=80 Ω；
【答案】
(1) 0.55 A；(2) 3.63×10⁴ J；(3) 80 Ω
【知识点】
电功率计算、电热计算、串联电路电阻
【点评】
本题结合电热饭盒的挡位问题，考查电路分析及电功率、电热的计算，关键是判断低温挡对应的电路状态，运用相关公式逐步求解，属于基础电学应用题。
【难度系数】
0.6
首先分析电路：开关S接1时，R₁与R₂串联，总电阻较大，根据公式P=U²/R，电源电压一定时，电阻越大功率越小，因此此时为低温挡；开关S接2时，只有R₁接入电路，总电阻较小，功率较大，为高温挡。再针对三个问题，分别运用对应电学公式求解：（1）低温挡电流利用P=UI计算；（2）纯电阻用电器产生的热量等于消耗的电能，用Q=W=Pt计算；（3）先由低温挡功率和电压算出总电阻，结合串联电阻关系及R₂=4R₁的条件，求出R₁。
【解析】
解：(1) 已知低温挡功率P低=121 W，电源电压U=220 V，根据电功率公式P=UI，可得低温挡工作时的电流：
I低 = P低 / U = 121 W / 220 V = 0.55 A；
(2) 低温挡加热时间t=5 min=5×60 s=300 s，电热饭盒为纯电阻用电器，产生的热量等于消耗的电能，即Q=W=P低t，代入数据得：
Q = 121 W × 300 s = 3.63×10⁴ J；
(3) 开关S接1时，R₁与R₂串联，总电阻最大，对应低温挡。根据P=U²/R，可得低温挡总电阻：
R总 = U² / P低 = (220 V)² / 121 W = 400 Ω；
已知R₂=4R₁，串联电路总电阻R总=R₁+R₂=R₁+4R₁=5R₁，因此：
5R₁=400 Ω，解得R₁=80 Ω；
【答案】
(1) 0.55 A；(2) 3.63×10⁴ J；(3) 80 Ω
【知识点】
电功率计算、电热计算、串联电路电阻
【点评】
本题结合电热饭盒的挡位问题，考查电路分析及电功率、电热的计算，关键是判断低温挡对应的电路状态，运用相关公式逐步求解，属于基础电学应用题。
【难度系数】
0.6
