1. 实验小组将电源、开关和密封有空气和电阻丝并插有温度计的容器等实验器材连接起来，如图甲所示，进行“探究电热与哪些因素有关”的实验。

(1)实验中还需要的测量器材是。
(2)实验中通过观察（选填“加热时间”或“温度计示数的变化”）来比较产生的热量，此处用到的物理研究方法为法。
(3)同学们先读出容器内所插的温度计示数后，闭合开关，通电30 s，再重新读出温度计的示数，得到温度的升高量并填入表中；然后（填具体操作）改变电路中电流大小，重复上述操作，获得的数据如表所示。

(4)分析表中数据可以得出：同一导体，在通电时间相同时，通过导体的电流越，产生的热量越。
(5)图乙是密封有两阻值不同电阻丝的容器，这两个容器中空气的质量与R所在容器中空气的质量应该是（选填“相等”或“不相等”）的。
(6)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选用图乙中（选填“$R_1$”或“$R_2$”）与图甲容器中的电阻（选填“串联”或“并联”）进行实验。

1.(1)秒表 (2)温度计示数的变化;转换 (3)移动滑动变阻器滑片 (4)大;多 (5)相等 (6)$R_2$;串联

【分析】
本题围绕“探究电热与哪些因素有关”的实验展开，需结合实验原理、控制变量法和转换法解答各小问：(1)实验需测量通电时间，对应器材选择；(2)利用转换法将不易观察的电热转换为温度计示数变化；(3)改变电路电流需调节滑动变阻器；(4)结合焦耳定律分析电流对电热的影响；(5)实验需控制空气质量以保证温度变化反映热量；(6)探究电热与电阻的关系需控制电流相同，据此选择器材连接方式。
【解析】
(1)实验中需要测量通电的时间，因此还需要的测量器材是秒表；
(2)电流产生的热量无法直接观察，实验中通过观察温度计示数的变化来比较产生热量的多少，这种将不易观察的物理量转换为易观察物理量的方法是转换法；
(3)要改变电路中的电流大小，可移动滑动变阻器的滑片，改变接入电路的电阻从而调整电流；
(4)根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，同一导体（电阻$R$相同）、通电时间$t$相同时，电流$I$越大，产生的热量$Q$越多；
(5)实验中需控制变量，两个容器中空气的质量应相等，这样温度变化才能准确反映吸收热量的多少；
(6)探究电流产生的热量与电阻的关系时，需控制电流和通电时间相同，改变电阻，因此选用图乙中阻值不同的$R_2$，并与图甲容器中的电阻串联，保证电流相同。
【答案】
1.(1)秒表 (2)温度计示数的变化；转换 (3)移动滑动变阻器滑片 (4)大；多 (5)相等 (6)$R_2$；串联
【知识点】
焦耳定律、转换法、控制变量法
【点评】
本题是电学实验的基础题型，考查探究电热影响因素的实验器材、研究方法、操作步骤及结论，重点考查学生对控制变量法和转换法的理解应用，难度适中。
【难度系数】
0.6

2.[牡丹江中考] 两个电阻串联在电路中，$R_1=10\ \Omega$，$R_2=20\ \Omega$。$R_1$两端的电压为1 V，通过$R_1$的电流为 A，$R_2$两端的电压为 V，通电5 min，$R_1$上产生的热量为 J。

2. 0.1;2;30

【分析】
要解决这道题，需结合串联电路的特点和电学公式逐步计算：首先利用欧姆定律计算通过$R_1$的电流；再根据串联电路电流处处相等的特点，结合欧姆定律计算$R_2$两端的电压；最后将时间单位转换为秒，利用焦耳定律计算$R_1$产生的热量。
【解析】
1. 计算通过$R_1$的电流：根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，代入 $ U_1=1\ \mathrm{V} $、$ R_1=10\ \Omega $，得 $ I_1 = \frac{U_1}{R_1} = \frac{1\ \mathrm{V}}{10\ \Omega} = 0.1\ \mathrm{A} $。
2. 计算$R_2$两端的电压：串联电路中电流处处相等，故 $ I_2 = I_1 = 0.1\ \mathrm{A} $；再由欧姆定律 $ U=IR $，代入 $ I_2=0.1\ \mathrm{A} $、$ R_2=20\ \Omega $，得 $ U_2 = I_2R_2 = 0.1\ \mathrm{A} × 20\ \Omega = 2\ \mathrm{V} $。
3. 计算$R_1$产生的热量：通电时间 $ t = 5\ \mathrm{min} = 5 × 60\ \mathrm{s} = 300\ \mathrm{s} $，根据焦耳定律 $ Q = I^2Rt $，代入 $ I_1=0.1\ \mathrm{A} $、$ R_1=10\ \Omega $、$ t=300\ \mathrm{s} $，得 $ Q_1 = (0.1\ \mathrm{A})^2 × 10\ \Omega × 300\ \mathrm{s} = 30\ \mathrm{J} $。
【答案】
0.1；2；30
【知识点】
欧姆定律、串联电路电流特点、焦耳定律
【点评】
本题为基础电学计算题，主要考查串联电路规律及欧姆定律、焦耳定律的应用，解题关键是掌握串联电路电流处处相等的特点，以及各电学公式的正确运用，难度较低。
【难度系数】
0.8

3.（教材作业改编[西安模拟]玩具电动车工作时主要将电能转化为能；该玩具电动车工作时，电动机两端的电压为3 V，通过线圈的电流为2 A，线圈的电阻为0.5 Ω，则通电100 s消耗的电能为J，线圈产生的热量是J。

3. 机械;600;200
【点拨】玩具电动车工作时主要将电能转化为机械能;通电100 s消耗的电能 $W=UIt=3\ \mathrm{V} × 2\ \mathrm{A} × 100\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{J}$;通电100 s 线 圈 产 生 的 热 量 $Q=I^2Rt=(2\ \mathrm{A})^2 × 0.5\ \Omega × 100\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{J}$。

【分析】
首先，第一空需明确玩具电动车的核心部件是电动机，电动机工作时消耗电能，主要转化为驱动玩具运动的机械能（伴随少量内能，但主要能量形式为机械能）；第二空消耗的电能是电动机消耗的总电能，需用公式$W=UIt$计算；第三空线圈产生的热量是电流通过电阻的电热，需用焦耳定律$Q=I^2Rt$计算，注意区分非纯电阻电路中总电能和电热的不同计算逻辑。
【解析】
1. 能量转化：玩具电动车的电动机工作时，电能主要转化为机械能，故第一空填机械。
2. 消耗的电能：根据电功公式，消耗的总电能$W=UIt$，代入$U=3\ \mathrm{V}$、$I=2\ \mathrm{A}$、$t=100\ \mathrm{s}$，得$W=3\ \mathrm{V}×2\ \mathrm{A}×100\ \mathrm{s}=600\ \mathrm{J}$，故第二空填600。
3. 线圈产生的热量：根据焦耳定律，电流通过线圈产生的热量$Q=I^2Rt$，代入$I=2\ \mathrm{A}$、$R=0.5\ \Omega$、$t=100\ \mathrm{s}$，得$Q=(2\ \mathrm{A})^2×0.5\ \Omega×100\ \mathrm{s}=200\ \mathrm{J}$，故第三空填200。
【答案】
机械；600；200
【知识点】
电能的转化、电功的计算、焦耳定律
【点评】
本题为基础题，考查电动机的能量转化及非纯电阻电路中电功与电热的计算，关键是明确电动机属于非纯电阻，消耗的总电能大于产生的热量，需正确选用对应公式。
【难度系数】
0.7

4.[重庆模拟改编] 在如图所示的电路中，电源电压恒定，$R_1$的阻值为$15\ \Omega$，$R_2$的阻值为$30\ \Omega$。闭合开关S后，电流表的示数为0.2 A，则电源电压为 V。若通电100 s，定值电阻$R_2$产生的热量为 J。

4. 3;30

【分析】首先观察电路图，确定R₁与R₂为并联连接，电流表测量通过R₁支路的电流。根据并联电路的电压规律，各支路两端电压等于电源电压，因此先利用欧姆定律计算电源电压；再结合并联电路电压特点和焦耳定律，计算定值电阻R₂产生的热量。
【解析】1. 计算电源电压：由电路图可知，R₁与R₂并联，电流表测R₁支路的电流I₁=0.2A，根据欧姆定律I=U/R，可得电源电压U=U₁=I₁R₁=0.2A×15Ω=3V。
2. 计算R₂产生的热量：并联电路中各支路电压相等，故R₂两端电压U₂=U=3V，已知通电时间t=100s，R₂=30Ω，根据焦耳定律Q=W=U²t/R₂，代入数据得Q=(3V)²×100s /30Ω=30J。
【答案】3；30
【知识点】并联电路特点、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题考查并联电路规律、欧姆定律及焦耳定律的应用，解题关键是明确电路连接方式和电流表的测量对象，属于基础应用题型，难度适中。
【难度系数】0.6

5.[菏泽中考] 下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（）

A.电冰箱
B.洗衣机
C.电脑
D.电饭煲

5. D

【分析】首先明确电流的热效应是电流通过导体时电能转化为内能的现象，解题时需判断各家用电器工作时的主要能量转化：若主要将电能转化为内能，则是利用电流热效应工作的；若主要转化为其他形式的能，则不符合。
【解析】电流的热效应是指电流通过导体时，电能转化为内能的过程。A选项电冰箱工作时，主要依靠压缩机将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应；B选项洗衣机工作时，主要依靠电动机将电能转化为机械能，不是利用电流的热效应；C选项电脑工作时，主要将电能转化为光能、声能等，不是利用电流的热效应；D选项电饭煲工作时，主要将电能转化为内能，用来加热食物，是利用电流的热效应工作的。
【答案】D
【知识点】电流的热效应、电能的转化
【点评】本题考查电流热效应的应用，属于中考基础题型，需掌握常见家用电器的能量转化形式，难度较低，是学生应掌握的基础知识点。
【难度系数】0.8

6.[郑州模拟] 电流的热效应在生产和生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害。下列事例中，属于防止电热危害的是（）

A.用家用电饭锅煮米饭
B.用电熨斗熨衣服
C.电脑使用微型风扇散热
D.家用电器长时间停用，隔一段时间通电一次

6. C

【分析】首先明确电流的热效应有两方面：一是被利用（实现特定功能），二是需防止其带来的危害（如设备过热损坏）。解题时需逐一分析选项，判断事例是利用电热还是防止电热危害：若事例目的是产生热量实现功能，则为应用；若目的是散失热量避免危害，则为防止。
【解析】选项A：家用电饭锅煮饭，利用电流产生的热量加热食物，属于电流热效应的应用，不符合题意；选项B：电熨斗熨衣服，利用电流产生的热量舒展衣物褶皱，属于电流热效应的应用，不符合题意；选项C：电脑使用微型风扇散热，是将电脑工作时因电流热效应产生的热量及时排出，防止电脑过热损坏，属于防止电热危害，符合题意；选项D：停用电器隔段时间通电，利用电流产生的热量驱走内部潮气，属于电流热效应的应用，不符合题意。
【答案】C
【知识点】电流的热效应；电热的应用与防护
【点评】本题考查电流热效应的实际应用，核心是区分“利用电热”与“防止电热危害”的场景，属于基础概念的应用题目。
【难度系数】0.3

7.甲、乙两个电热器的电阻之比为5:4，通电相同时间产生的热量之比为5:1，则通过甲、乙的电流之比为（）

A.4:1
B.1:4
C.2:1
D.1:2

7. C
【点拨】由题意可知,$R_甲:R_乙=5:4$,产生的热量之比$Q_甲:Q_乙=5:1$,通电时间之比$t_甲:t_乙=1:1$,由$Q=I^2Rt$得,通过甲、乙两个电热器的电流之比$I_甲:I_乙=\sqrt{\frac{Q_甲}{R_甲t_甲}}:\sqrt{\frac{Q_乙}{R_乙t_乙}}=\sqrt{\frac{5}{5×1}}:\sqrt{\frac{1}{4×1}}=1:\frac{1}{2}=2:1$,故C正确。

【分析】本题要求计算甲、乙两个电热器的电流之比，已知它们的电阻之比、相同时间内产生的热量之比，需利用焦耳定律推导求解。解题思路为：先根据焦耳定律公式Q=I²Rt变形得到电流的表达式，再将已知的电阻比、热量比、时间比代入表达式，通过比例运算求出电流之比，注意通电时间相同，时间比为1:1。
【解析】已知$R_甲:R_乙=5:4$，$Q_甲:Q_乙=5:1$，通电时间$t_甲=t_乙$，即$t_甲:t_乙=1:1$。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，变形得$I=\sqrt{\frac{Q}{Rt}}$，因此甲、乙的电流之比：
$I_甲:I_乙=\sqrt{\frac{Q_甲}{R_甲t_甲}}:\sqrt{\frac{Q_乙}{R_乙t_乙}}$
代入各比值计算：
$=\sqrt{\frac{5}{5×1}}:\sqrt{\frac{1}{4×1}}=1:\frac{1}{2}=2:1$
故答案为C选项。
【答案】C
【知识点】焦耳定律、电热的计算
【点评】本题考查焦耳定律的灵活应用，核心是公式变形与比例运算，属于电学基础题型，只要掌握焦耳定律公式并能正确处理比例关系即可解答，难度适中。
【难度系数】0.5

8.[宜宾中考，多选]如图所示的是探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻$R_1$、$R_2$，其中$R_1=5\ \Omega$，$R_2=R_3=10\ \Omega$。下列说法正确的是 （）

A.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
B.只闭合$S_1$，若电路中的电流为0.2 A，通电1 min电阻$R_1$产生的热量为12 J
C.闭合$S_1$和$S_2$，通过$R_1$的电流是通过$R_2$电流的$\frac{1}{2}$
D.闭合$S_1$和$S_2$后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样

8. AB
【点拨】只闭合$S_1$,电阻$R_1$、$R_2$串联,通电时间和电流大小均相等,两电阻的大小不相等,因此,可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,故 A 正确;只闭合$S_1$,若电路中的电流为 0.2 A,通电 1 min 电阻$R_1$产生的热量$Q=I^2R_1t=(0.2\ \mathrm{A})^2 × 5\ \Omega × 1 × 60\ \mathrm{s}=12\ \mathrm{J}$,故 B 正确;闭合$S_1$和$S_2$,$R_2$和$R_3$并联后,再与$R_1$串联,则通过$R_1$的电流等于通过$R_2$和$R_3$的电流之和,$R_2=R_3$,则通过$R_1$的电流是通过$R_2$电流的2倍,故 C 错误;闭合$S_1$和$S_2$后,通过$R_1$的电流是通过$R_2$电流的2倍,通电时间相同,$2R_1=R_2$,由$Q=I^2Rt$可知,产生热量不同,则左侧 U 形管内液柱的高度差和右侧的高度差不一样,故 D 错误。故选 AB。

【分析】
要解决本题，需先明确不同开关状态下的电路连接方式，再结合控制变量法、串并联电路特点和焦耳定律逐一分析选项：
1. 只闭合S₁时，R₁与R₂串联，串联电路电流处处相等、通电时间相同；
2. 闭合S₁和S₂时，R₂与R₃并联后再与R₁串联，并联电路各支路电压相等，结合R₂=R₃可判断电流关系；
3. 电流产生的热量用Q=I²Rt计算，U形管液柱高度差反映热量多少，据此判断各选项正误。
【解析】
选项A：只闭合S₁时，R₁、R₂串联，电流I和通电时间t相同，两电阻阻值不同，根据控制变量法，可探究电流产生的热量与电阻的关系，故A正确。
选项B：只闭合S₁时，电流I=0.2A，通电时间t=1min=60s，R₁=5Ω，根据焦耳定律Q=I²Rt，R₁产生的热量Q=(0.2A)²×5Ω×60s=12J，故B正确。
选项C：闭合S₁和S₂时，R₂与R₃并联，因R₂=R₃，并联电路电压相等，故I₂=I₃；干路电流I₁=I₂+I₃=2I₂，即通过R₁的电流是R₂电流的2倍，而非1/2，故C错误。
选项D：闭合S₁和S₂时，Q₁=I₁²R₁t=(2I₂)²×5Ω×t=20I₂²t，Q₂=I₂²R₂t=I₂²×10Ω×t=10I₂²t，Q₁≠Q₂，热量不同，U形管液柱高度差反映热量多少，故两侧高度差不同，D错误。
【答案】
AB
【知识点】
电流的热效应、焦耳定律、串并联电路电流规律
【点评】
本题结合探究电流热效应的实验，综合考查串并联电路特点、焦耳定律的应用，关键是明确不同开关状态下的电路结构，控制变量法的应用是解题核心，需准确分析电流、电阻、时间对热量的影响。
【难度系数】
0.5