1.我国研发的带电源的加热手套(如图所示)供给冬奥会运动员使用。下列与加热手套工作原理相同的用电器是 ()

A.电动打蛋器
B.电风扇
C.电饭锅
D.洗衣机

1.C

【分析】
首先明确加热手套的工作原理：加热手套工作时将电能转化为内能，利用的是电流的热效应。接着分析各选项用电器的能量转化：A选项电动打蛋器、B选项电风扇、D选项洗衣机工作时主要将电能转化为机械能，利用电流的磁效应；C选项电饭锅工作时将电能转化为内能，与加热手套原理一致。
【解析】
加热手套的工作原理是电流的热效应，即电流通过导体时产生热量，把电能转化为内能。对各选项逐一分析：
A. 电动打蛋器：工作时主要将电能转化为机械能，属于电动机的应用，利用电流的磁效应，不符合要求；
B. 电风扇：工作时主要将电能转化为机械能，利用电流的磁效应，不符合要求；
C. 电饭锅：工作时将电能转化为内能，利用电流的热效应，与加热手套工作原理相同，符合要求；
D. 洗衣机：工作时主要将电能转化为机械能，利用电流的磁效应，不符合要求。
【答案】
C
【知识点】
电流的热效应、用电器的能量转化
【点评】
本题考查常见用电器的工作原理，核心是区分电流的热效应与电流的磁效应（电动机原理），属于基础题，需要学生掌握常见用电器的能量转化形式。
【难度系数】
0.6

2.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，某同学设计了如图所示的装置。两段阻值不同的电阻丝($R_1 ＜ R_2$)密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连。下列说法正确的是 ()

A.该实验只用到“转换法”
B.图中通过$R_1$的电流大于通过$R_2$的电流
C.相同时间内，B气球比A气球的膨胀程度大
D.该装置可探究电流产生的热量与电流大小的关系

2.C

【分析】首先明确电路中R₁与R₂串联，串联电路电流处处相等，通电时间相同；实验通过气球膨胀程度反映电流产生热量的多少，用到转换法，探究热量与电阻关系时控制电流、时间相同，用到控制变量法。接下来逐一分析选项：A选项判断实验方法，B选项根据串联电流特点判断电流大小，C选项根据焦耳定律判断热量多少，D选项判断探究的变量。
【解析】解：由图可知，R₁与R₂串联，串联电路中各处电流相等，通电时间t相同。
选项A：实验中通过气球膨胀程度反映电流产生热量的多少，用到转换法；探究热量与电阻的关系时，控制电流、时间相同，用到控制变量法，故A错误。
选项B：串联电路电流处处相等，所以通过R₁和R₂的电流大小相等，故B错误。
选项C：根据焦耳定律Q=I²Rt，I、t相同，R₁＜R₂，所以R₂产生的热量更多，B气球与R₂相连，因此相同时间内B气球膨胀程度更大，故C正确。
选项D：该装置中电流、通电时间相同，电阻不同，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故D错误。
【答案】C
【知识点】焦耳定律、串联电路电流规律、转换法
【点评】本题考查焦耳定律实验的相关分析，需掌握串联电路特点、焦耳定律公式及实验方法，属于基础实验题，难度适中。
【难度系数】0.6

3.[易错题]某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中接入电热丝$R_1$、$R_2$，右边容器上方接入电热丝$R_3$，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。
(1)本实验是根据（选填“气体”或“液体”）的热胀冷缩来反映电流产生热量的多少。

(2)已知$R_1=10\ \Omega$，$R_3=6\ \Omega$，为了研究导体产生的热量与电流的关系，则$R_2=$$\Omega$。通电一定时间，观察到（选填“甲”或“乙”）容器U形管的液面高度差较大。由此得到的结论是，导体产生的热量越多。
(3)若将并联的两根电阻丝$R_3$和$R_2$都放入右边的密闭容器中，则可研究导体产生的热量与的关系。

3.(1)气体
(2)10 甲 电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多
(3)电阻

【分析】
本实验采用转换法和控制变量法：转换法是通过密闭空气的热胀冷缩反映电流产生热量的多少；控制变量法用于探究热量与电流、电阻的关系，需保证其他条件不变，只改变要研究的物理量。研究热量与电流的关系时，要控制电阻和通电时间相同，因此R1与R2阻值需相等；电路中R2与R3并联后和R1串联，据此判断电流大小，结合焦耳定律分析热量多少；将R2和R3都放入右边容器时，右边总电阻为并联电阻，与左边R1串联，电流和时间相同，电阻不同，可研究热量与电阻的关系。
【解析】
(1) 实验中，电流产生的热量使密闭容器内的空气受热膨胀，进而导致U形管液面变化，因此是根据气体的热胀冷缩反映热量多少，故填气体。
(2) 研究导体产生的热量与电流的关系，需控制电阻和通电时间相同，所以R2应与R1阻值相等，即R2=10Ω；电路中R2与R3并联后和R1串联，根据并联电路电流规律，通过R1的电流大于通过R2的电流，通电时间相同，由焦耳定律Q=I²Rt可知，电流越大，产生热量越多，因此甲容器的U形管液面高度差更大；结论为：电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
(3) 将R3和R2都放入右边密闭容器，右边容器内总电阻为R2与R3的并联电阻，与左边R1串联，此时通过左右容器内电阻的电流相同，通电时间相同，电阻不同，因此可研究导体产生的热量与电阻的关系。
【答案】
(1)气体；(2)10；甲；电阻和通电时间相同时，电流越大；(3)电阻
【知识点】
焦耳定律；电流热效应；控制变量法
【点评】
本题考查探究电流产生热量影响因素的实验，核心是转换法和控制变量法的应用，易错点在于控制变量时电阻的选择，以及电路中电流大小的判断，需结合电路连接规律和焦耳定律分析。
【难度系数】
0.6

4. 在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图的实验器材，其中$ R_1 ＞ R_2 $。
实验一:探究电流产生的热量与电阻的关系

(1)请按照图中的电路图将对应实物图连接完整。
(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制；电阻丝放出热量的多少，通过来进行判断。
(3)闭合开关，经过一定时间，用电阻丝$ R_1 $加热的煤油温度升高了$ \Delta t_1 $，用电阻丝$ R_2 $加热的煤油温度升高了$ \Delta t_2 $，那么$ \Delta t_1 $（选填“大于”“小于”或“等于”）$ \Delta t_2 $。
实验二:探究电流产生的热量与电流的关系
(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现:用电阻丝$ R_1 $（或$ R_2 $）加热的煤油，温度升高量$ \Delta t_1' $（或$ \Delta t_2' $）（选填“大于”“小于”或“等于”）$ 2\Delta t_1 $（或$ 2\Delta t_2 $），该实验说明电流产生的热量与电流正比例关系。
(5)你认为做这个实验产生误差的主要原因是。

4.(1)如图所示
(2)电流相等 温度计的示数变化
(3)大于
(4)大于 不成
(5)实验过程中电阻丝产生的热量不能被液体全部吸收

【分析】
本题围绕“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验展开，核心是利用焦耳定律$Q=I^2Rt$，结合控制变量法和转换法分析问题：
1. 实验一探究热量与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，因此将$R_1$、$R_2$串联，通过温度计示数变化反映热量多少；
2. 串联时电流相同，已知$R_1＞R_2$，根据焦耳定律判断热量多少，进而比较温度变化；
3. 实验二探究热量与电流的关系时，控制电阻和时间相同，电流变为原来的2倍，结合焦耳定律分析热量变化与电流的关系；
4. 实验误差源于热量无法完全被煤油吸收等因素。
【解析】
(1) 连接实物图时，需将电阻丝$R_2$的未接线端与滑动变阻器的一个接线柱相连，使$R_1$、$R_2$、电流表、滑动变阻器、开关串联，形成完整电路（连接结果如参考答案图所示）。
(2) 串联电路中电流处处相等，因此电阻丝串联是为了控制电流相等；实验中通过温度计的示数变化来判断电阻丝放出热量的多少，这是转换法的应用。
(3) 串联时电流$I$和通电时间$t$相同，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，因$R_1＞R_2$，故$Q_1＞Q_2$；煤油质量$m$相同，由$\Delta t=\frac{Q}{cm}$可知，$\Delta t_1$大于$\Delta t_2$。
(4) 电流变为原来的2倍，电阻$R$和时间$t$相同，新热量$Q'=(2I)^2Rt=4I^2Rt=4Q$，对应温度变化$\Delta t'=\frac{Q'}{cm}=4\Delta t$，因此$\Delta t_1'$大于$2\Delta t_1$；说明电流产生的热量与电流不成正比例关系（为平方关系）。
(5) 实验误差的主要原因是：实验过程中电阻丝产生的热量不能被液体全部吸收（部分热量散失到空气中、装置本身吸热等）。
【答案】
4.(1) 如图所示
(2) 电流相等；温度计的示数变化
(3) 大于
(4) 大于；不成
(5) 实验过程中电阻丝产生的热量不能被液体全部吸收
【知识点】
焦耳定律、电流热效应实验、控制变量法
【点评】
本题是探究电流热效应的经典实验，综合考查控制变量法、转换法的应用及焦耳定律的理解，是电学实验的高频考点，需重点掌握实验设计逻辑和结论推导。
【难度系数】
0.6