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5. 某发热元件的阻值为420 Ω，通过的电流为1 A，通电1 min产生的热量是
25200
J。答案
5. 25200
解析
【分析】
本题考查纯电阻电路中电热的计算，解题思路为：先将时间单位统一为国际单位制中的秒，再利用焦耳定律公式代入已知的电流、电阻和时间进行计算，即可得到通电产生的热量。
【解析】
首先统一时间单位：$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $。
发热元件为纯电阻，产生的热量可由焦耳定律公式计算：
$ Q = I^2 R t = (1\ \mathrm{A})^2 × 420\ \Omega × 60\ \mathrm{s} = 1 × 420 × 60 = 25200\ \mathrm{J} $。
【答案】
25200
【知识点】
焦耳定律、电热计算
【点评】
本题是焦耳定律的基础应用，属于纯电阻电路的热量计算，只需掌握公式及单位换算即可轻松解答，难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查纯电阻电路中电热的计算，解题思路为：先将时间单位统一为国际单位制中的秒，再利用焦耳定律公式代入已知的电流、电阻和时间进行计算，即可得到通电产生的热量。
【解析】
首先统一时间单位：$ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $。
发热元件为纯电阻，产生的热量可由焦耳定律公式计算：
$ Q = I^2 R t = (1\ \mathrm{A})^2 × 420\ \Omega × 60\ \mathrm{s} = 1 × 420 × 60 = 25200\ \mathrm{J} $。
【答案】
25200
【知识点】
焦耳定律、电热计算
【点评】
本题是焦耳定律的基础应用，属于纯电阻电路的热量计算，只需掌握公式及单位换算即可轻松解答，难度较低。
【难度系数】
0.8
6. 某电动机线圈的电阻为R，工作时两端的电压为U，通过线圈的电流为I，那么这台电动机在时间t内消耗的电能为
$UIt$
，这段时间内电流通过线圈产生的热量为$I^2Rt$
。（用题目中所给物理量的符号表示）答案
6. $UIt$ $I^2Rt$
解析
【分析】首先明确电动机属于非纯电阻用电器，消耗的电能是电流做的总功，适用于所有电路的电功公式为$W=UIt$；电流通过线圈产生的热量是电流的热效应，根据焦耳定律，任何电阻产生的热量都可由$Q=I^2Rt$计算，电动机的电能大部分转化为机械能，仅少部分转化为内能（热量），因此需用对应公式分别计算，不能混淆。
【解析】1. 电动机消耗的电能：电流做功的公式$W=UIt$适用于所有电路，因此时间$t$内消耗的电能为$UIt$；2. 电流通过线圈产生的热量：根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，该公式适用于所有电流产生的热量计算，因此时间$t$内产生的热量为$I^2Rt$。
【答案】$UIt$ $I^2Rt$
【知识点】电功计算、焦耳定律
【点评】本题考查非纯电阻电路中电能与电热的区分，核心是掌握纯电阻与非纯电阻用电器的计算差异，是电学基础概念的典型应用，需注意公式的适用条件。
【难度系数】0.4
【解析】1. 电动机消耗的电能：电流做功的公式$W=UIt$适用于所有电路，因此时间$t$内消耗的电能为$UIt$；2. 电流通过线圈产生的热量：根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，该公式适用于所有电流产生的热量计算，因此时间$t$内产生的热量为$I^2Rt$。
【答案】$UIt$ $I^2Rt$
【知识点】电功计算、焦耳定律
【点评】本题考查非纯电阻电路中电能与电热的区分，核心是掌握纯电阻与非纯电阻用电器的计算差异，是电学基础概念的典型应用，需注意公式的适用条件。
【难度系数】0.4
7. 下列现象或装置中，利用电流热效应工作的是
①电动机外壳上装散热片
②对于长期不用的电视机，隔段时间通电一次用来驱潮
③电热暖手宝
④电脑机箱里装有小风扇
②③
，防止电热带来危害的是①④
。（均填数字序号）①电动机外壳上装散热片
②对于长期不用的电视机，隔段时间通电一次用来驱潮
③电热暖手宝
④电脑机箱里装有小风扇
答案
7. ②③ ①④
解析
【分析】首先明确电流热效应的定义：电流通过导体时会产生热量的现象称为电流的热效应。利用电流热效应工作的装置，是将电流产生的热量作为有用能量来实现功能；防止电热危害的装置，是为了避免电流产生的热量过多损坏设备，需采取散热等措施。接下来逐一分析各装置的作用，判断其属于“利用电热”还是“防止电热危害”。
【解析】根据电流热效应的概念，对各序号装置分析如下：
1. ①电动机外壳装散热片：电动机工作时会产生热量，散热片的作用是散失多余热量，防止电热对电动机造成危害，属于防止电热危害；
2. ②长期不用的电视机隔段时间通电驱潮：通电后电流通过电视机元件产生热量，利用热量驱走潮气，属于利用电流热效应；
3. ③电热暖手宝：通过电流产生的热量实现取暖功能，属于利用电流热效应；
4. ④电脑机箱装小风扇：风扇的作用是加快空气流动，散失电脑工作产生的热量，防止电热损坏电脑，属于防止电热危害。
综上，利用电流热效应的是②③，防止电热危害的是①④。
【答案】②③；①④
【知识点】电流的热效应、电热的利用与防止
【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”和“防止电热危害”，只需结合装置的功能分析其设计目的即可，属于初中物理基础题。
【难度系数】0.3
【解析】根据电流热效应的概念，对各序号装置分析如下：
1. ①电动机外壳装散热片：电动机工作时会产生热量，散热片的作用是散失多余热量，防止电热对电动机造成危害，属于防止电热危害；
2. ②长期不用的电视机隔段时间通电驱潮：通电后电流通过电视机元件产生热量，利用热量驱走潮气，属于利用电流热效应；
3. ③电热暖手宝：通过电流产生的热量实现取暖功能，属于利用电流热效应；
4. ④电脑机箱装小风扇：风扇的作用是加快空气流动，散失电脑工作产生的热量，防止电热损坏电脑，属于防止电热危害。
综上，利用电流热效应的是②③，防止电热危害的是①④。
【答案】②③；①④
【知识点】电流的热效应、电热的利用与防止
【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”和“防止电热危害”，只需结合装置的功能分析其设计目的即可，属于初中物理基础题。
【难度系数】0.3
1. 若利用石墨烯超导的零电阻特性进行远距离输电，将实现电能零损耗。其节能依据的原理是（
A.牛顿第一定律
B.阿基米德原理
C.欧姆定律
D.焦耳定律
D
）。A.牛顿第一定律
B.阿基米德原理
C.欧姆定律
D.焦耳定律
答案
1. D
解析
【分析】
要解决这道题，需先明确题目核心：石墨烯超导零电阻输电实现电能零损耗，需结合各物理定律的适用场景分析。首先回忆各选项对应的物理规律，判断哪个规律能解释“零电阻时输电无电能损耗”这一现象，进而选出正确答案。
【解析】
逐一分析选项：
A. 牛顿第一定律：描述的是物体不受外力时的运动规律，与电能损耗无关，排除；
B. 阿基米德原理：是关于浮力计算的规律，和输电过程的电能损耗无关联，排除；
C. 欧姆定律：反映电流、电压、电阻的定量关系（I=U/R），但它未解释电流产生热量的问题，无法说明输电损耗的原因，排除；
D. 焦耳定律：公式为$Q=I^2Rt$，说明电流通过导体产生的热量与电阻、电流平方、通电时间成正比。当石墨烯超导实现零电阻（$R=0$）时，输电过程中产生的热量$Q=0$，因此电能无损耗，这就是节能的依据，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律、超导现象
【点评】
本题结合前沿科技（石墨烯超导）考查物理定律的实际应用，需要学生准确掌握各物理定律的物理意义，理解输电损耗的本质是电流的热效应，难度适中，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
要解决这道题，需先明确题目核心：石墨烯超导零电阻输电实现电能零损耗，需结合各物理定律的适用场景分析。首先回忆各选项对应的物理规律，判断哪个规律能解释“零电阻时输电无电能损耗”这一现象，进而选出正确答案。
【解析】
逐一分析选项：
A. 牛顿第一定律：描述的是物体不受外力时的运动规律，与电能损耗无关，排除；
B. 阿基米德原理：是关于浮力计算的规律，和输电过程的电能损耗无关联，排除；
C. 欧姆定律：反映电流、电压、电阻的定量关系（I=U/R），但它未解释电流产生热量的问题，无法说明输电损耗的原因，排除；
D. 焦耳定律：公式为$Q=I^2Rt$，说明电流通过导体产生的热量与电阻、电流平方、通电时间成正比。当石墨烯超导实现零电阻（$R=0$）时，输电过程中产生的热量$Q=0$，因此电能无损耗，这就是节能的依据，符合题意。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律、超导现象
【点评】
本题结合前沿科技（石墨烯超导）考查物理定律的实际应用，需要学生准确掌握各物理定律的物理意义，理解输电损耗的本质是电流的热效应，难度适中，属于基础应用类题目。
【难度系数】
0.5
2. 北京冬奥会期间，我国科研人员为运动员提供了带电源的智能控温加热手套。下列与加热手套工作原理相同的用电器是(
A.电动车
B.电热水壶
C.电风扇
D.洗衣机
B
)。A.电动车
B.电热水壶
C.电风扇
D.洗衣机
答案
2. B
解析
【分析】
首先明确加热手套的工作原理是电流的热效应，即电流通过导体时将电能转化为内能，实现加热功能。接下来需分析各选项用电器的能量转化形式，找出与加热手套原理相同的选项。
【解析】
加热手套利用电流的热效应工作，将电能转化为内能。逐一分析选项：
A.电动车工作时主要将电能转化为机械能，不符合原理；
B.电热水壶工作时，电流通过电阻丝产生热量，将电能转化为内能，利用电流的热效应，与加热手套原理相同；
C.电风扇工作时主要将电能转化为机械能，不符合原理；
D.洗衣机工作时主要将电能转化为机械能，不符合原理。
因此答案选B。
【答案】
B
【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，核心是区分不同用电器的能量转化形式，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】
0.3
首先明确加热手套的工作原理是电流的热效应，即电流通过导体时将电能转化为内能，实现加热功能。接下来需分析各选项用电器的能量转化形式，找出与加热手套原理相同的选项。
【解析】
加热手套利用电流的热效应工作，将电能转化为内能。逐一分析选项：
A.电动车工作时主要将电能转化为机械能，不符合原理；
B.电热水壶工作时，电流通过电阻丝产生热量，将电能转化为内能，利用电流的热效应，与加热手套原理相同；
C.电风扇工作时主要将电能转化为机械能，不符合原理；
D.洗衣机工作时主要将电能转化为机械能，不符合原理。
因此答案选B。
【答案】
B
【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，核心是区分不同用电器的能量转化形式，属于基础概念题，难度较低。
【难度系数】
0.3
3. 雪灾发生时，许多电线都包裹上了厚厚的冰，电线因无法承受冰重，与电线杆一起倒伏在地，损毁惊人。为了除去电线上的冰雪，人们想了许多办法，比如可以给输电线通以大电流，利用电流的
热
效应来除冰。答案
3. 热
解析
【分析】首先明确题目需求是找到能让冰雪熔化的电流效应，除冰需要热量，需结合电流的不同效应特点来分析，电流通过导体时产生热量的效应可满足除冰的热量需求。
【解析】电流常见的效应有热效应、磁效应、化学效应等。要除去电线上的冰雪，需要热量来熔化冰雪，当给输电线通以大电流时，电流通过导线会产生大量热量，这是利用了电流的热效应，将电能转化为内能，从而使冰雪熔化。
【答案】热
【知识点】电流的热效应
【点评】本题结合实际除冰场景考查电流热效应的应用，属于基础知识点，侧重知识与生活实际的联系，难度较低。
【难度系数】0.8
【解析】电流常见的效应有热效应、磁效应、化学效应等。要除去电线上的冰雪，需要热量来熔化冰雪，当给输电线通以大电流时，电流通过导线会产生大量热量，这是利用了电流的热效应，将电能转化为内能，从而使冰雪熔化。
【答案】热
【知识点】电流的热效应
【点评】本题结合实际除冰场景考查电流热效应的应用，属于基础知识点，侧重知识与生活实际的联系，难度较低。
【难度系数】0.8
4. 如图13-3-3所示的电路中，电源电压恒定，$R_1=10\ \Omega$。闭合开关S，断开开关$S_1$，电流表的示数为0.3 A。若再闭合开关$S_1$，发现电流表的示数为0.5 A，则通电1 min电阻$R_2$产生的热量为
36
J。答案
4. 36
解析
【分析】首先分析电路状态：闭合开关S、断开S₁时，电路为R₁的简单电路，电流表测量通过R₁的电流；再闭合S₁后，R₁与R₂并联，电流表测量干路电流。先利用欧姆定律求出电源电压，再根据并联电路的电流规律算出通过R₂的电流，最后结合焦耳定律计算R₂产生的热量。
【解析】
1. 当闭合S、断开S₁时，电路为R₁的简单电路，根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，可得电源电压：
$ U = I_1 R_1 = 0.3\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 3\ \mathrm{V} $。
2. 当再闭合S₁时，R₁与R₂并联，并联电路各支路电压等于电源电压，干路电流等于各支路电流之和，因此通过R₂的电流：
$ I_2 = I - I_1 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.3\ \mathrm{A} = 0.2\ \mathrm{A} $。
3. 通电时间 $ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $，纯电阻电路中电阻产生的热量等于消耗的电功，因此R₂产生的热量：
$ Q = W = U I_2 t = 3\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 36\ \mathrm{J} $。
【答案】36
【知识点】并联电路电流规律、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题结合并联电路特点考查欧姆定律与电热的计算，属于基础应用题型，需掌握并联电路的电流、电压规律，以及相关公式的灵活运用，难度适中。
【难度系数】0.6
【解析】
1. 当闭合S、断开S₁时，电路为R₁的简单电路，根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，可得电源电压：
$ U = I_1 R_1 = 0.3\ \mathrm{A} × 10\ \Omega = 3\ \mathrm{V} $。
2. 当再闭合S₁时，R₁与R₂并联，并联电路各支路电压等于电源电压，干路电流等于各支路电流之和，因此通过R₂的电流：
$ I_2 = I - I_1 = 0.5\ \mathrm{A} - 0.3\ \mathrm{A} = 0.2\ \mathrm{A} $。
3. 通电时间 $ t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s} $，纯电阻电路中电阻产生的热量等于消耗的电功，因此R₂产生的热量：
$ Q = W = U I_2 t = 3\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} × 60\ \mathrm{s} = 36\ \mathrm{J} $。
【答案】36
【知识点】并联电路电流规律、欧姆定律、焦耳定律
【点评】本题结合并联电路特点考查欧姆定律与电热的计算，属于基础应用题型，需掌握并联电路的电流、电压规律，以及相关公式的灵活运用，难度适中。
【难度系数】0.6
5. 小明家的电饭锅电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，而其他用电器仍然正常工作。你认为引起电源线过热的原因可能是（
A.电路电压过高
B.新买的电源线过细
C.新买的电源线过粗
D.新买的电源线过短
B
）。A.电路电压过高
B.新买的电源线过细
C.新买的电源线过粗
D.新买的电源线过短
答案
5. B
解析
【分析】
解题思路：首先根据“其他用电器仍然正常工作”判断电路电压正常，排除电压过高的选项；再明确电源线与电饭锅串联，通过的电流相同，结合焦耳定律分析产热多的原因是电阻大；最后根据电阻的影响因素，分析各选项得出正确答案。
【解析】
1. 由“其他用电器仍然正常工作”可知，电路电压正常，因此A选项（电路电压过高）错误；
2. 电源线与电饭锅串联，通过它们的电流I相等，工作时间t相同，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，电源线过热是因为其电阻R过大，产生的热量过多；
3. 导体电阻与横截面积有关，在材料、长度相同时，横截面积越小（电源线越细），电阻越大：新买的电源线过细会导致电阻过大，产热过多；而过粗的电源线横截面积大，电阻小，产热少；过短的电源线电阻也小，产热少，故C、D错误。综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、电阻的影响因素
【点评】
本题结合家庭电路实际场景，考查焦耳定律和电阻影响因素的应用，需掌握串联电路电流特点，难度适中，属于基础题。
【难度系数】
0.5
解题思路：首先根据“其他用电器仍然正常工作”判断电路电压正常，排除电压过高的选项；再明确电源线与电饭锅串联，通过的电流相同，结合焦耳定律分析产热多的原因是电阻大；最后根据电阻的影响因素，分析各选项得出正确答案。
【解析】
1. 由“其他用电器仍然正常工作”可知，电路电压正常，因此A选项（电路电压过高）错误；
2. 电源线与电饭锅串联，通过它们的电流I相等，工作时间t相同，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，电源线过热是因为其电阻R过大，产生的热量过多；
3. 导体电阻与横截面积有关，在材料、长度相同时，横截面积越小（电源线越细），电阻越大：新买的电源线过细会导致电阻过大，产热过多；而过粗的电源线横截面积大，电阻小，产热少；过短的电源线电阻也小，产热少，故C、D错误。综上，答案为B。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律、电阻的影响因素
【点评】
本题结合家庭电路实际场景，考查焦耳定律和电阻影响因素的应用，需掌握串联电路电流特点，难度适中，属于基础题。
【难度系数】
0.5
6. 某款家用茶具煮茶时的电阻为55 Ω，在家庭电路中正常工作的情况下通过茶具的电流是
4
A。煮一壶茶用了5 min，在此过程中，电流产生的热量为$2.64× 10^5$
J。(已知家庭电路电压为220 V)答案
$6. 4 2.64×10^5$
解析
【分析】
本题考查纯电阻电路中电流和电流产生热量的计算，解题思路：首先利用欧姆定律计算通过茶具的电流，再根据纯电阻电路中电流产生的热量等于消耗的电能，结合焦耳定律计算热量，计算时需将时间单位从分钟换算为秒。
【解析】
1. 计算通过茶具的电流：根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，已知家庭电路电压 $ U = 220\ \mathrm{V} $，电阻 $ R = 55\ \Omega $，代入得：
$ I = \frac{220\ \mathrm{V}}{55\ \Omega} = 4\ \mathrm{A} $
2. 计算电流产生的热量：煮茶时间 $ t = 5\ \mathrm{min} = 5 × 60\ \mathrm{s} = 300\ \mathrm{s} $，由于茶具是纯电阻用电器，电流产生的热量 $ Q = I^2 R t $，代入数据得：
$ Q = (4\ \mathrm{A})^2 × 55\ \Omega × 300\ \mathrm{s} = 16 × 55 × 300\ \mathrm{J} = 2.64 × 10^5\ \mathrm{J} $
【答案】
4；2.64×10^5
【知识点】
欧姆定律、焦耳定律、电功与热量的计算
【点评】
本题为电学基础计算题，结合家庭电路实际场景，考查欧姆定律和焦耳定律的应用，关键是明确纯电阻电路中电流产生的热量等于消耗的电能，需注意时间单位的换算，难度较低。
【难度系数】
0.8
本题考查纯电阻电路中电流和电流产生热量的计算，解题思路：首先利用欧姆定律计算通过茶具的电流，再根据纯电阻电路中电流产生的热量等于消耗的电能，结合焦耳定律计算热量，计算时需将时间单位从分钟换算为秒。
【解析】
1. 计算通过茶具的电流：根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $，已知家庭电路电压 $ U = 220\ \mathrm{V} $，电阻 $ R = 55\ \Omega $，代入得：
$ I = \frac{220\ \mathrm{V}}{55\ \Omega} = 4\ \mathrm{A} $
2. 计算电流产生的热量：煮茶时间 $ t = 5\ \mathrm{min} = 5 × 60\ \mathrm{s} = 300\ \mathrm{s} $，由于茶具是纯电阻用电器，电流产生的热量 $ Q = I^2 R t $，代入数据得：
$ Q = (4\ \mathrm{A})^2 × 55\ \Omega × 300\ \mathrm{s} = 16 × 55 × 300\ \mathrm{J} = 2.64 × 10^5\ \mathrm{J} $
【答案】
4；2.64×10^5
【知识点】
欧姆定律、焦耳定律、电功与热量的计算
【点评】
本题为电学基础计算题，结合家庭电路实际场景，考查欧姆定律和焦耳定律的应用，关键是明确纯电阻电路中电流产生的热量等于消耗的电能，需注意时间单位的换算，难度较低。
【难度系数】
0.8
