登录
1. (2025北京中考改编)下列用电器中，利用电流热效应工作的是(
C
). 答案
1. C
解析
【分析】要解决这道题，首先需明确电流热效应的定义：电流通过导体时，电能转化为内能（产生热量）的现象，即电流的热效应。接下来分析各用电器工作时的能量转化，判断哪个用电器将电能主要转化为内能，从而确定利用电流热效应工作的选项。
【解析】根据电流热效应的定义，逐一分析选项：
选项A：电风扇工作时，电动机带动扇叶转动，主要将电能转化为机械能，仅少量电能转化为内能，不是利用电流热效应；
选项B：洗衣机工作时，电动机带动滚筒转动，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应；
选项C：电热水壶工作时，需加热水，主要将电能转化为内能，通过电流产生的热量加热水，符合电流热效应的应用；
选项D：吸尘器工作时，电动机带动风机转动，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应。
综上，利用电流热效应工作的是电热水壶，对应选项C。
【答案】C
【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，核心是理解用电器的能量转化，属于初中物理基础知识点，难度较低，掌握常见用电器的能量转化即可解答。
【难度系数】0.7
【解析】根据电流热效应的定义，逐一分析选项：
选项A：电风扇工作时，电动机带动扇叶转动，主要将电能转化为机械能，仅少量电能转化为内能，不是利用电流热效应；
选项B：洗衣机工作时，电动机带动滚筒转动，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应；
选项C：电热水壶工作时，需加热水，主要将电能转化为内能，通过电流产生的热量加热水，符合电流热效应的应用；
选项D：吸尘器工作时，电动机带动风机转动，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应。
综上，利用电流热效应工作的是电热水壶，对应选项C。
【答案】C
【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，核心是理解用电器的能量转化，属于初中物理基础知识点，难度较低，掌握常见用电器的能量转化即可解答。
【难度系数】0.7
2.（黑白卷改编）小强同学用如图甲、乙所示装置做“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”实验，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面初始高度相同。
(1)实验中通过观察
(2)小强实验前检查装置的气密性时，用热毛巾紧握住图甲右侧的透明容器，发现右侧容器连接的管中液面高度没有明显变化，说明装置气密性
(3)调整好实验仪器后，将图甲的装置接入电路中，可探究电流通过导体时产生热量的多少与
(4)由图乙实验现象可以得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的
(1)实验中通过观察
U形管中液面高度差
的变化来反映电阻产生热量的多少。(2)小强实验前检查装置的气密性时，用热毛巾紧握住图甲右侧的透明容器，发现右侧容器连接的管中液面高度没有明显变化，说明装置气密性
差
（选填“好”或“差”）。(3)调整好实验仪器后，将图甲的装置接入电路中，可探究电流通过导体时产生热量的多少与
电阻大小
的关系。(4)由图乙实验现象可以得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的
电流
越大，这段电阻丝产生的热量越多。答案
2. (1)U形管中液面高度差 (2)差 (3)电阻大小 (4)电流
解析
【分析】
本题考查探究电流产生热量的影响因素实验，需结合转换法、控制变量法分析：
1. 第(1)问：电流产生的热量无法直接观察，利用转换法，容器内空气受热膨胀会使U形管液面变化，因此通过U形管液面高度差反映热量多少。
2. 第(2)问：检查气密性时，若装置气密性好，握住容器使内部空气受热膨胀，U形管液面会变化；液面无明显变化说明气密性差。
3. 第(3)问：甲图中两个电阻串联，电流、通电时间相同，电阻不同，因此探究热量与电阻大小的关系。
4. 第(4)问：乙图中，R2与R3并联后再与R1串联，R1和R2电阻相同，通电时间相同，但通过R1的电流大于R2的电流，因此探究热量与电流的关系，结论是电流越大，热量越多。
【解析】
(1) 实验中，电流通过导体产生的热量被透明容器内的空气吸收，空气受热膨胀，导致U形管两侧液面出现高度差，因此通过观察U形管中液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少，这是转换法的应用。
(2) 检查装置气密性时，用热毛巾握住容器，若装置气密性好，内部空气受热膨胀会使U形管液面变化；若液面无明显变化，说明装置气密性差。
(3) 图甲中，5Ω和10Ω的电阻串联，通过它们的电流相同、通电时间相同，电阻不同，因此可探究电流产生热量与电阻大小的关系。
(4) 图乙中，R2与R3并联后再与R1串联，R1和R2电阻相同、通电时间相同，由于并联电路的分流作用，通过R1的电流大于通过R2的电流，U形管液面高度差更大，说明在电阻、通电时间相同的情况下，电流越大，电阻产生的热量越多。
【答案】
(1) U形管中液面高度差 (2) 差 (3) 电阻大小 (4) 电流
【知识点】
焦耳定律、转换法、控制变量法
【点评】
本题是焦耳定律探究实验的基础题，主要考查转换法和控制变量法的应用，难度不大，学生需掌握实验设计思路和现象分析方法。
【难度系数】
0.6
本题考查探究电流产生热量的影响因素实验，需结合转换法、控制变量法分析：
1. 第(1)问：电流产生的热量无法直接观察，利用转换法，容器内空气受热膨胀会使U形管液面变化，因此通过U形管液面高度差反映热量多少。
2. 第(2)问：检查气密性时，若装置气密性好，握住容器使内部空气受热膨胀，U形管液面会变化；液面无明显变化说明气密性差。
3. 第(3)问：甲图中两个电阻串联，电流、通电时间相同，电阻不同，因此探究热量与电阻大小的关系。
4. 第(4)问：乙图中，R2与R3并联后再与R1串联，R1和R2电阻相同，通电时间相同，但通过R1的电流大于R2的电流，因此探究热量与电流的关系，结论是电流越大，热量越多。
【解析】
(1) 实验中，电流通过导体产生的热量被透明容器内的空气吸收，空气受热膨胀，导致U形管两侧液面出现高度差，因此通过观察U形管中液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少，这是转换法的应用。
(2) 检查装置气密性时，用热毛巾握住容器，若装置气密性好，内部空气受热膨胀会使U形管液面变化；若液面无明显变化，说明装置气密性差。
(3) 图甲中，5Ω和10Ω的电阻串联，通过它们的电流相同、通电时间相同，电阻不同，因此可探究电流产生热量与电阻大小的关系。
(4) 图乙中，R2与R3并联后再与R1串联，R1和R2电阻相同、通电时间相同，由于并联电路的分流作用，通过R1的电流大于通过R2的电流，U形管液面高度差更大，说明在电阻、通电时间相同的情况下，电流越大，电阻产生的热量越多。
【答案】
(1) U形管中液面高度差 (2) 差 (3) 电阻大小 (4) 电流
【知识点】
焦耳定律、转换法、控制变量法
【点评】
本题是焦耳定律探究实验的基础题，主要考查转换法和控制变量法的应用，难度不大，学生需掌握实验设计思路和现象分析方法。
【难度系数】
0.6
3.（教材正文改编）关于焦耳定律，下列说法中正确的是（
A.电流做了多少功就有多少电能转化为内能
B.导体的电阻越大，通电后导体产生的热量越多
C.接入电路时间越长的导体，产生的热量越多
D.通过导体的电流越大，产生的热量不一定越多
D
）A.电流做了多少功就有多少电能转化为内能
B.导体的电阻越大，通电后导体产生的热量越多
C.接入电路时间越长的导体，产生的热量越多
D.通过导体的电流越大，产生的热量不一定越多
答案
3. D
解析
【分析】本题考查焦耳定律的理解，需明确焦耳定律的公式（$Q=I^2Rt$）及适用范围，同时区分电功与电热的关系，逐一分析各选项的正误：电流做功是电能转化为其他形式能的过程，仅纯电阻电路中电能全部转化为内能；导体产生的热量由电流、电阻、通电时间三个因素共同决定，不能单独由某一因素判断热量多少。
【解析】根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，结合电功与电热的区别分析各选项：
1. 选项A：电流做功（$W=UIt$）是电能转化为其他形式能的过程，只有纯电阻电路（如电炉）中，电流做的功全部转化为内能；非纯电阻电路（如电动机）中，电能转化为机械能和内能，因此电流做功的量不等于内能的量，A错误。
2. 选项B：由$Q=I^2Rt$可知，导体产生的热量由电流$I$、电阻$R$、通电时间$t$共同决定，仅电阻大，未明确$I$和$t$的情况，无法确定热量多少，B错误。
3. 选项C：同理，仅通电时间长，未明确$I$和$R$的情况，无法确定热量多少，C错误。
4. 选项D：根据$Q=I^2Rt$，电流大，但如果电阻很小、通电时间很短，产生的热量也可能不多，因此电流越大，产生的热量不一定越多，D正确。
【答案】D
【知识点】焦耳定律、电功与电热的区别
【点评】本题为基础概念题，重点考查对焦耳定律的全面理解，需牢记电热由多个因素共同决定，且电功与电热的适用范围不同，避免片面分析导致错误。
【难度系数】0.7
【解析】根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，结合电功与电热的区别分析各选项：
1. 选项A：电流做功（$W=UIt$）是电能转化为其他形式能的过程，只有纯电阻电路（如电炉）中，电流做的功全部转化为内能；非纯电阻电路（如电动机）中，电能转化为机械能和内能，因此电流做功的量不等于内能的量，A错误。
2. 选项B：由$Q=I^2Rt$可知，导体产生的热量由电流$I$、电阻$R$、通电时间$t$共同决定，仅电阻大，未明确$I$和$t$的情况，无法确定热量多少，B错误。
3. 选项C：同理，仅通电时间长，未明确$I$和$R$的情况，无法确定热量多少，C错误。
4. 选项D：根据$Q=I^2Rt$，电流大，但如果电阻很小、通电时间很短，产生的热量也可能不多，因此电流越大，产生的热量不一定越多，D正确。
【答案】D
【知识点】焦耳定律、电功与电热的区别
【点评】本题为基础概念题，重点考查对焦耳定律的全面理解，需牢记电热由多个因素共同决定，且电功与电热的适用范围不同，避免片面分析导致错误。
【难度系数】0.7
4. 一题多变（教材练习改编）通过某电阻丝的电流为0.2 A时，测得它的电阻为5 Ω，则该电热丝100 s产生的热量是
变式1 计算电阻
已知某电热丝通电200 s产生的热量为100 J，通过电热丝的电流为0.2 A，则该电热丝的电阻为
变式2 计算时间
现使一额定电压为220 V，内部电热丝电阻为44 Ω的家用电器正常工作并产生$8.8×10^{4}$ J的热量.求：
(1)通过该家用电器的电流是多少？
(2)产生上述热量需要多长时间？
20
J.变式1 计算电阻
已知某电热丝通电200 s产生的热量为100 J，通过电热丝的电流为0.2 A，则该电热丝的电阻为
12.5
Ω.变式2 计算时间
现使一额定电压为220 V，内部电热丝电阻为44 Ω的家用电器正常工作并产生$8.8×10^{4}$ J的热量.求：
(1)通过该家用电器的电流是多少？
(2)产生上述热量需要多长时间？
答案
4. 20 【解析】根据焦耳定律可知,产生的热量$Q=I^2Rt=(0.2\ \mathrm{A})^2×5\ \Omega×100\ \mathrm{s}=20\ \mathrm{J}.$
变式1 12.5 【解析】根据焦耳定律$Q=I^2Rt$可知,该电热丝的电阻为$R=\frac{Q}{I^2t}=\frac{100\ \mathrm{J}}{(0.2\ \mathrm{A})^2×200\ \mathrm{s}}=12.5\ \Omega.$
变式2 解:(1)根据欧姆定律可求出通过家用电器的电流$I=\frac{U}{R}=\frac{220\ \mathrm{V}}{44\ \Omega}=5\ \mathrm{A}.$
(2)根据$Q=I^2Rt$可得,需要的时间$t=\frac{Q}{I^2R}=\frac{8.8×10^4\ \mathrm{J}}{(5\ \mathrm{A})^2×44\ \Omega}=80\ \mathrm{s}$
变式1 12.5 【解析】根据焦耳定律$Q=I^2Rt$可知,该电热丝的电阻为$R=\frac{Q}{I^2t}=\frac{100\ \mathrm{J}}{(0.2\ \mathrm{A})^2×200\ \mathrm{s}}=12.5\ \Omega.$
变式2 解:(1)根据欧姆定律可求出通过家用电器的电流$I=\frac{U}{R}=\frac{220\ \mathrm{V}}{44\ \Omega}=5\ \mathrm{A}.$
(2)根据$Q=I^2Rt$可得,需要的时间$t=\frac{Q}{I^2R}=\frac{8.8×10^4\ \mathrm{J}}{(5\ \mathrm{A})^2×44\ \Omega}=80\ \mathrm{s}$
解析
【分析】
本题围绕纯电阻电路的热量计算展开，核心公式为焦耳定律$Q=I^2Rt$和欧姆定律$I=\frac{U}{R}$。原题直接应用焦耳定律计算热量；变式1将焦耳定律变形求电阻；变式2先利用欧姆定律求电流，再结合焦耳定律变形求时间，需明确纯电阻电路中电热等于电功，公式适用。
【解析】
原题
根据焦耳定律，电流产生的热量公式为：$ Q = I^2 R t $
代入已知数值：$ I=0.2\ \mathrm{A} $，$ R=5\ \Omega $，$ t=100\ \mathrm{s} $
计算得：$ Q = (0.2\ \mathrm{A})^2 × 5\ \Omega × 100\ \mathrm{s} = 0.04 × 5 × 100 = 20\ \mathrm{J} $
变式1
由焦耳定律公式变形得电阻的计算式：$ R = \frac{Q}{I^2 t} $
代入已知数值：$ Q=100\ \mathrm{J} $，$ I=0.2\ \mathrm{A} $，$ t=200\ \mathrm{s} $
计算得：$ R = \frac{100\ \mathrm{J}}{(0.2\ \mathrm{A})^2 × 200\ \mathrm{s}} = \frac{100}{0.04 × 200} = 12.5\ \Omega $
变式2
(1) 家用电器为纯电阻用电器，正常工作时电压等于额定电压，根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $
代入 $ U=220\ \mathrm{V} $，$ R=44\ \Omega $，得：$ I = \frac{220\ \mathrm{V}}{44\ \Omega} = 5\ \mathrm{A} $
(2) 由焦耳定律公式变形得时间的计算式：$ t = \frac{Q}{I^2 R} $
代入 $ Q=8.8 × 10^4\ \mathrm{J} $，$ I=5\ \mathrm{A} $，$ R=44\ \Omega $
计算得：$ t = \frac{8.8 × 10^4\ \mathrm{J}}{(5\ \mathrm{A})^2 × 44\ \Omega} = \frac{88000}{25 × 44} = 80\ \mathrm{s} $
【答案】
原题：20；变式1：12.5；变式2：(1)5 A；(2)80 s
【知识点】
焦耳定律、欧姆定律、电热计算
【点评】
本题为焦耳定律的一题多变题型，从基础公式直接应用到公式变形，再结合欧姆定律综合计算，逐步提升难度，帮助学生掌握纯电阻电路中电热相关公式的灵活运用，是巩固电学基础计算的典型题目。
【难度系数】
0.3
本题围绕纯电阻电路的热量计算展开，核心公式为焦耳定律$Q=I^2Rt$和欧姆定律$I=\frac{U}{R}$。原题直接应用焦耳定律计算热量；变式1将焦耳定律变形求电阻；变式2先利用欧姆定律求电流，再结合焦耳定律变形求时间，需明确纯电阻电路中电热等于电功，公式适用。
【解析】
原题
根据焦耳定律，电流产生的热量公式为：$ Q = I^2 R t $
代入已知数值：$ I=0.2\ \mathrm{A} $，$ R=5\ \Omega $，$ t=100\ \mathrm{s} $
计算得：$ Q = (0.2\ \mathrm{A})^2 × 5\ \Omega × 100\ \mathrm{s} = 0.04 × 5 × 100 = 20\ \mathrm{J} $
变式1
由焦耳定律公式变形得电阻的计算式：$ R = \frac{Q}{I^2 t} $
代入已知数值：$ Q=100\ \mathrm{J} $，$ I=0.2\ \mathrm{A} $，$ t=200\ \mathrm{s} $
计算得：$ R = \frac{100\ \mathrm{J}}{(0.2\ \mathrm{A})^2 × 200\ \mathrm{s}} = \frac{100}{0.04 × 200} = 12.5\ \Omega $
变式2
(1) 家用电器为纯电阻用电器，正常工作时电压等于额定电压，根据欧姆定律 $ I = \frac{U}{R} $
代入 $ U=220\ \mathrm{V} $，$ R=44\ \Omega $，得：$ I = \frac{220\ \mathrm{V}}{44\ \Omega} = 5\ \mathrm{A} $
(2) 由焦耳定律公式变形得时间的计算式：$ t = \frac{Q}{I^2 R} $
代入 $ Q=8.8 × 10^4\ \mathrm{J} $，$ I=5\ \mathrm{A} $，$ R=44\ \Omega $
计算得：$ t = \frac{8.8 × 10^4\ \mathrm{J}}{(5\ \mathrm{A})^2 × 44\ \Omega} = \frac{88000}{25 × 44} = 80\ \mathrm{s} $
【答案】
原题：20；变式1：12.5；变式2：(1)5 A；(2)80 s
【知识点】
焦耳定律、欧姆定律、电热计算
【点评】
本题为焦耳定律的一题多变题型，从基础公式直接应用到公式变形，再结合欧姆定律综合计算，逐步提升难度，帮助学生掌握纯电阻电路中电热相关公式的灵活运用，是巩固电学基础计算的典型题目。
【难度系数】
0.3
