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10. 一只便携塑料封口机的电路原理图如图所示，电源电压为$1.5\ {V}$，电热丝$R$的电阻为$0.5\ \Omega$.开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的
热
效应工作的，通电$2\ {min}$产生的热量为540
${J}$.答案
热
540
540
解析
【分析】
首先分析第一空：电热丝通过电流后温度升高，这是电流通过导体时产生热量的现象，属于电流的热效应，因此第一空应填“热”。
然后分析第二空：该电路为纯电阻电路，电流产生的热量可通过焦耳定律计算。已知电源电压、电阻和通电时间，先将时间单位换算为秒，再利用焦耳定律的推导公式（或结合欧姆定律）计算产生的热量。
【解析】
1. 电流效应判断：
开关闭合后，电流通过电热丝使温度升高，这是利用电流的热效应工作的，因此第一空填“热”。
2. 热量计算：
已知电源电压$ U = 1.5\ \mathrm{V} $，电热丝电阻$ R = 0.5\ \Omega $，通电时间$ t = 2\ \mathrm{min} = 2×60\ \mathrm{s} = 120\ \mathrm{s} $。
由于电路是纯电阻电路，根据焦耳定律的推导式$ Q = \frac{U^2 t}{R} $，代入数据得：
$ Q = \frac{(1.5\ \mathrm{V})^2 × 120\ \mathrm{s}}{0.5\ \Omega} = \frac{2.25 × 120}{0.5}\ \mathrm{J} = 540\ \mathrm{J} $。
【答案】
热；540
【知识点】
电流的热效应；焦耳定律的应用
【点评】
本题属于基础电学题，考查电流热效应的概念和焦耳定律的计算，解题时需注意单位统一（时间换算为国际单位秒），掌握纯电阻电路中热量的计算方法即可轻松解答。
【难度系数】
0.8
首先分析第一空：电热丝通过电流后温度升高，这是电流通过导体时产生热量的现象，属于电流的热效应，因此第一空应填“热”。
然后分析第二空：该电路为纯电阻电路，电流产生的热量可通过焦耳定律计算。已知电源电压、电阻和通电时间，先将时间单位换算为秒，再利用焦耳定律的推导公式（或结合欧姆定律）计算产生的热量。
【解析】
1. 电流效应判断：
开关闭合后，电流通过电热丝使温度升高，这是利用电流的热效应工作的，因此第一空填“热”。
2. 热量计算：
已知电源电压$ U = 1.5\ \mathrm{V} $，电热丝电阻$ R = 0.5\ \Omega $，通电时间$ t = 2\ \mathrm{min} = 2×60\ \mathrm{s} = 120\ \mathrm{s} $。
由于电路是纯电阻电路，根据焦耳定律的推导式$ Q = \frac{U^2 t}{R} $，代入数据得：
$ Q = \frac{(1.5\ \mathrm{V})^2 × 120\ \mathrm{s}}{0.5\ \Omega} = \frac{2.25 × 120}{0.5}\ \mathrm{J} = 540\ \mathrm{J} $。
【答案】
热；540
【知识点】
电流的热效应；焦耳定律的应用
【点评】
本题属于基础电学题，考查电流热效应的概念和焦耳定律的计算，解题时需注意单位统一（时间换算为国际单位秒），掌握纯电阻电路中热量的计算方法即可轻松解答。
【难度系数】
0.8
11. 将阻值为$R_\mathrm{甲}=40\ \Omega$和$R_\mathrm{乙}=10\ \Omega$的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是
$R_{甲}$
.若将两电阻并联后接在$4\ {V}$的电源上，$1\ {min}$内两电阻产生的总热量为120
${J}$.答案
R_甲
120
120
解析
【分析】
第一问：串联电路中各处电流相等，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。已知$R_\mathrm{甲}＞R_\mathrm{乙}$，因此相同时间内$R_\mathrm{甲}$产生的热量更多。
第二问：两电阻并联时，各支路电压等于电源电压，可利用焦耳定律推导式$Q=\frac{U^2t}{R}$分别计算两个电阻在1min内产生的热量，再将两者相加得到总热量。
【解析】
1. 串联电路的热量比较：
串联电路中电流处处相等，即$I_\mathrm{甲}=I_\mathrm{乙}=I$，通电时间$t$相同。
由焦耳定律$Q=I^2Rt$可知，当$I$、$t$相同时，$Q$与$R$成正比。
因为$R_\mathrm{甲}=40\ \Omega ＞ R_\mathrm{乙}=10\ \Omega$，所以$Q_\mathrm{甲} ＞ Q_\mathrm{乙}$，即相同时间内产生热量较多的是$R_\mathrm{甲}$。
2. 并联电路的总热量计算：
并联电路中各支路电压等于电源电压，即$U_\mathrm{甲}=U_\mathrm{乙}=U=4\ \mathrm{V}$，$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$。
$R_\mathrm{甲}$产生的热量：$Q_\mathrm{甲}=\frac{U^2t}{R_\mathrm{甲}}=\frac{(4\ \mathrm{V})^2 × 60\ \mathrm{s}}{40\ \Omega}=24\ \mathrm{J}$；
$R_\mathrm{乙}$产生的热量：$Q_\mathrm{乙}=\frac{U^2t}{R_\mathrm{乙}}=\frac{(4\ \mathrm{V})^2 × 60\ \mathrm{s}}{10\ \Omega}=96\ \mathrm{J}$；
总热量：$Q_\mathrm{总}=Q_\mathrm{甲}+Q_\mathrm{乙}=24\ \mathrm{J}+96\ \mathrm{J}=120\ \mathrm{J}$。
【答案】
$R_\mathrm{甲}$；120
【知识点】
焦耳定律的应用；串并联电路特点
【点评】
本题考查焦耳定律在串并联电路中的应用，需明确串并联电路的电流、电压规律，根据电路特点选择合适的焦耳定律表达式进行计算，是电学基础题型。
【难度系数】
0.6
第一问：串联电路中各处电流相等，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。已知$R_\mathrm{甲}＞R_\mathrm{乙}$，因此相同时间内$R_\mathrm{甲}$产生的热量更多。
第二问：两电阻并联时，各支路电压等于电源电压，可利用焦耳定律推导式$Q=\frac{U^2t}{R}$分别计算两个电阻在1min内产生的热量，再将两者相加得到总热量。
【解析】
1. 串联电路的热量比较：
串联电路中电流处处相等，即$I_\mathrm{甲}=I_\mathrm{乙}=I$，通电时间$t$相同。
由焦耳定律$Q=I^2Rt$可知，当$I$、$t$相同时，$Q$与$R$成正比。
因为$R_\mathrm{甲}=40\ \Omega ＞ R_\mathrm{乙}=10\ \Omega$，所以$Q_\mathrm{甲} ＞ Q_\mathrm{乙}$，即相同时间内产生热量较多的是$R_\mathrm{甲}$。
2. 并联电路的总热量计算：
并联电路中各支路电压等于电源电压，即$U_\mathrm{甲}=U_\mathrm{乙}=U=4\ \mathrm{V}$，$t=1\ \mathrm{min}=60\ \mathrm{s}$。
$R_\mathrm{甲}$产生的热量：$Q_\mathrm{甲}=\frac{U^2t}{R_\mathrm{甲}}=\frac{(4\ \mathrm{V})^2 × 60\ \mathrm{s}}{40\ \Omega}=24\ \mathrm{J}$；
$R_\mathrm{乙}$产生的热量：$Q_\mathrm{乙}=\frac{U^2t}{R_\mathrm{乙}}=\frac{(4\ \mathrm{V})^2 × 60\ \mathrm{s}}{10\ \Omega}=96\ \mathrm{J}$；
总热量：$Q_\mathrm{总}=Q_\mathrm{甲}+Q_\mathrm{乙}=24\ \mathrm{J}+96\ \mathrm{J}=120\ \mathrm{J}$。
【答案】
$R_\mathrm{甲}$；120
【知识点】
焦耳定律的应用；串并联电路特点
【点评】
本题考查焦耳定律在串并联电路中的应用，需明确串并联电路的电流、电压规律，根据电路特点选择合适的焦耳定律表达式进行计算，是电学基础题型。
【难度系数】
0.6
12. 小明使用电压为$3\ {V}$的电源、阻值为$2\ \Omega$的电阻丝以及其他一些辅助器材自制了一个便携式封口机，接通电路电阻丝将电能转化为
内能
，实现高温封口.电阻丝通电$10\ {s}$内产生45
${J}$的热量.若封口时发现塑料袋总是密封不严，应将电阻丝换成阻值更小
（选填“大”或“小”)的，或者增大
（选填“增大”或“减小”)电源电压.答案
内能
45
小
增大
45
小
增大
解析
【分析】
首先，电流通过电阻丝时，利用电流的热效应，电能会转化为内能，从而产生高温实现封口；其次，计算电阻丝产生的热量，由于是纯电阻电路，可利用焦耳定律的推导公式$Q=\frac{U^2}{R}t$进行计算，代入已知的电压、电阻和时间即可求出热量；最后，封口不严说明产生的热量不足、温度不够，根据$Q=\frac{U^2}{R}t$，在通电时间相同的情况下，要增大产生的热量，可通过减小电阻丝的阻值或增大电源电压来实现，因为阻值越小、电压越大，相同时间内产生的热量越多，温度越高，能更好地密封塑料袋。
【解析】
1. 电流通过电阻丝时，电能转化为内能，利用电流的热效应实现高温封口；
2. 根据纯电阻电路的焦耳定律推导公式$Q=\frac{U^2}{R}t$，代入$U=3\ {V}$，$R=2\ \Omega$，$t=10\ {s}$：
$Q=\frac{(3\ {V})^2}{2\ \Omega} × 10\ {s}=\frac{9}{2} × 10\ {J}=45\ {J}$；
3. 塑料袋密封不严，说明电阻丝产生的热量不足，温度不够。由$Q=\frac{U^2}{R}t$可知，在通电时间$t$相同的情况下，要增大热量$Q$，可将电阻丝换成阻值更小的（$R$减小，$Q$增大），或者增大电源电压（$U$增大，$Q$增大）。
【答案】
内能；45；小；增大
【知识点】
电流的热效应；焦耳定律的应用；电热的影响因素
【点评】
本题结合实际应用考查电流热效应的能量转化、焦耳定律的计算以及电热的影响因素，既需要掌握基本的能量转化知识和公式计算，又要能运用公式分析实际问题，属于基础应用型题目，注重物理知识与生活实践的结合。
【难度系数】
0.8
首先，电流通过电阻丝时，利用电流的热效应，电能会转化为内能，从而产生高温实现封口；其次，计算电阻丝产生的热量，由于是纯电阻电路，可利用焦耳定律的推导公式$Q=\frac{U^2}{R}t$进行计算，代入已知的电压、电阻和时间即可求出热量；最后，封口不严说明产生的热量不足、温度不够，根据$Q=\frac{U^2}{R}t$，在通电时间相同的情况下，要增大产生的热量，可通过减小电阻丝的阻值或增大电源电压来实现，因为阻值越小、电压越大，相同时间内产生的热量越多，温度越高，能更好地密封塑料袋。
【解析】
1. 电流通过电阻丝时，电能转化为内能，利用电流的热效应实现高温封口；
2. 根据纯电阻电路的焦耳定律推导公式$Q=\frac{U^2}{R}t$，代入$U=3\ {V}$，$R=2\ \Omega$，$t=10\ {s}$：
$Q=\frac{(3\ {V})^2}{2\ \Omega} × 10\ {s}=\frac{9}{2} × 10\ {J}=45\ {J}$；
3. 塑料袋密封不严，说明电阻丝产生的热量不足，温度不够。由$Q=\frac{U^2}{R}t$可知，在通电时间$t$相同的情况下，要增大热量$Q$，可将电阻丝换成阻值更小的（$R$减小，$Q$增大），或者增大电源电压（$U$增大，$Q$增大）。
【答案】
内能；45；小；增大
【知识点】
电流的热效应；焦耳定律的应用；电热的影响因素
【点评】
本题结合实际应用考查电流热效应的能量转化、焦耳定律的计算以及电热的影响因素，既需要掌握基本的能量转化知识和公式计算，又要能运用公式分析实际问题，属于基础应用型题目，注重物理知识与生活实践的结合。
【难度系数】
0.8
13. 小明将口香糖的锡纸剥下来，剪成中间窄、两端宽的形状，将锡纸两端搭在两节干电池的正负极上，过一会儿，锡纸中间部分燃烧起来，锡纸是
导体
（选填“导体”或“绝缘体”)，锡纸发热燃烧是因为电流具有热
效应，锡纸中间先燃烧起来的原因是电流相同，中间窄电阻大，在通电时间相同时，产生的热量多
.答案
导体
热
电流相同，
中间窄电阻大，在通电时间相同时，产生的热量多
热
电流相同，
中间窄电阻大，在通电时间相同时，产生的热量多
解析
【分析】
首先，判断锡纸的导电性：锡纸能搭在干电池正负极形成电流通路，说明它容易导电，因此是导体。其次，分析锡纸发热燃烧的原因：电流通过导体时产生热量使锡纸燃烧，这是电流热效应的体现。最后，探究中间先燃烧的原理：锡纸各部分串联，电流和通电时间相同，根据焦耳定律，电阻越大产生热量越多，锡纸中间窄，横截面积小，电阻更大，所以产生的热量更多，温度先达到着火点，因此先燃烧。我们需从导电性、电流效应、焦耳定律应用三个角度逐步推导。
【解析】
1. 导体是容易导电的物体，锡纸可连接干电池正负极形成电流通路，所以锡纸是导体。
2. 电流通过导体时会产生热量，这种现象叫做电流的热效应，锡纸发热燃烧是因为电流具有热效应。
3. 锡纸各部分串联，通过的电流和通电时间均相同。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流$I$和通电时间$t$相同的情况下，电阻$R$越大，产生的热量$Q$越多。锡纸中间部分较窄，横截面积小，电阻大，因此产生的热量更多，温度先达到锡纸的着火点，所以中间先燃烧起来。
【答案】
导体；热；电流相同，中间窄电阻大，在通电时间相同时，产生的热量多
【知识点】
导体与绝缘体、电流的热效应、焦耳定律
【点评】
本题结合生活趣味现象，考查电学基础概念与焦耳定律的应用，要求学生将物理知识与实际现象结合，理解电阻影响因素和电流热效应的本质，培养运用物理规律分析实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
首先，判断锡纸的导电性：锡纸能搭在干电池正负极形成电流通路，说明它容易导电，因此是导体。其次，分析锡纸发热燃烧的原因：电流通过导体时产生热量使锡纸燃烧，这是电流热效应的体现。最后，探究中间先燃烧的原理：锡纸各部分串联，电流和通电时间相同，根据焦耳定律，电阻越大产生热量越多，锡纸中间窄，横截面积小，电阻更大，所以产生的热量更多，温度先达到着火点，因此先燃烧。我们需从导电性、电流效应、焦耳定律应用三个角度逐步推导。
【解析】
1. 导体是容易导电的物体，锡纸可连接干电池正负极形成电流通路，所以锡纸是导体。
2. 电流通过导体时会产生热量，这种现象叫做电流的热效应，锡纸发热燃烧是因为电流具有热效应。
3. 锡纸各部分串联，通过的电流和通电时间均相同。根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，在电流$I$和通电时间$t$相同的情况下，电阻$R$越大，产生的热量$Q$越多。锡纸中间部分较窄，横截面积小，电阻大，因此产生的热量更多，温度先达到锡纸的着火点，所以中间先燃烧起来。
【答案】
导体；热；电流相同，中间窄电阻大，在通电时间相同时，产生的热量多
【知识点】
导体与绝缘体、电流的热效应、焦耳定律
【点评】
本题结合生活趣味现象，考查电学基础概念与焦耳定律的应用，要求学生将物理知识与实际现象结合，理解电阻影响因素和电流热效应的本质，培养运用物理规律分析实际问题的能力。
【难度系数】
0.7
14. 一只电烙铁的额定电压是$220\ {V}$,在额定电压下工作时的电阻是$1210\ \Omega$，在额定电压下通电$10\ {min}$产生的热量为 (
A.$4×10^2\ {J}$
B.$2.4×10^4\ {J}$
C.$2.2×10^3\ {J}$
D.$1.32×10^5\ {J}$
B
)A.$4×10^2\ {J}$
B.$2.4×10^4\ {J}$
C.$2.2×10^3\ {J}$
D.$1.32×10^5\ {J}$
答案
B
解析
【分析】
首先，电烙铁属于纯电阻用电器，电流通过它产生的热量等于电流做的功，可选用焦耳定律的推导公式$ Q = W = \frac{U^2 t}{R} $来计算（因为已知额定电压$ U $、电阻$ R $和通电时间$ t $，该公式无需计算电流，更简便）。解题时需先将时间单位换算为秒，再代入数值计算，最后对比选项得出答案。
【解析】
已知电烙铁的额定电压$ U = 220\ \mathrm{V} $，电阻$ R = 1210\ \Omega $，通电时间$ t = 10\ \mathrm{min} = 10 × 60\ \mathrm{s} = 600\ \mathrm{s} $。
因为电烙铁是纯电阻用电器，产生的热量等于电流做的功，根据公式$ Q = W = \frac{U^2 t}{R} $，代入数值可得：
$ Q = \frac{(220\ \mathrm{V})^2 × 600\ \mathrm{s}}{1210\ \Omega} = \frac{48400\ \mathrm{V}^2 × 600\ \mathrm{s}}{1210\ \Omega} = 2.4 × 10^4\ \mathrm{J} $。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律的应用、纯电阻电路电热计算
【点评】
本题考查纯电阻电路中电热的计算，属于基础题。解题关键是明确纯电阻电路中电热与电功的关系，选择合适的公式简化计算，同时注意单位换算（将分钟换算为秒），避免因单位错误导致结果偏差。
【难度系数】
0.8
首先，电烙铁属于纯电阻用电器，电流通过它产生的热量等于电流做的功，可选用焦耳定律的推导公式$ Q = W = \frac{U^2 t}{R} $来计算（因为已知额定电压$ U $、电阻$ R $和通电时间$ t $，该公式无需计算电流，更简便）。解题时需先将时间单位换算为秒，再代入数值计算，最后对比选项得出答案。
【解析】
已知电烙铁的额定电压$ U = 220\ \mathrm{V} $，电阻$ R = 1210\ \Omega $，通电时间$ t = 10\ \mathrm{min} = 10 × 60\ \mathrm{s} = 600\ \mathrm{s} $。
因为电烙铁是纯电阻用电器，产生的热量等于电流做的功，根据公式$ Q = W = \frac{U^2 t}{R} $，代入数值可得：
$ Q = \frac{(220\ \mathrm{V})^2 × 600\ \mathrm{s}}{1210\ \Omega} = \frac{48400\ \mathrm{V}^2 × 600\ \mathrm{s}}{1210\ \Omega} = 2.4 × 10^4\ \mathrm{J} $。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律的应用、纯电阻电路电热计算
【点评】
本题考查纯电阻电路中电热的计算，属于基础题。解题关键是明确纯电阻电路中电热与电功的关系，选择合适的公式简化计算，同时注意单位换算（将分钟换算为秒），避免因单位错误导致结果偏差。
【难度系数】
0.8
15. 当$0.2\ {A}$的电流通过一电阻丝时产生的热量为$Q_1$，如果使通过该电阻丝的电流增加到$0.4\ {A}$时，在相同的时间内产生的热量为$Q_2$，那么$Q_2$是$Q_1$的 (
A.2倍
B.4倍
C.$\frac{1}{4}$
D.$\frac{1}{2}$
B
)A.2倍
B.4倍
C.$\frac{1}{4}$
D.$\frac{1}{2}$
答案
B
解析
【分析】
本题考查焦耳定律的应用，解题思路是利用焦耳定律公式$Q=I^2Rt$，抓住题目中电阻丝的电阻$R$和通电时间$t$不变的条件，通过计算两次产生热量的比值来确定$Q_2$与$Q_1$的倍数关系。首先明确，同一电阻丝的电阻$R$不变，两次通电时间相同，因此可以将两次的热量表达式写出后作比，消去相同的量，只保留电流的平方比，代入电流数值即可求出倍数。
【解析】
根据焦耳定律，电流通过导体产生的热量公式为$Q=I^2Rt$。
已知电阻丝的电阻$R$不变，通电时间$t$相同，
第一次产生的热量：$Q_1=I_1^2Rt$，其中$I_1=0.2\ \mathrm{A}$；
第二次产生的热量：$Q_2=I_2^2Rt$，其中$I_2=0.4\ \mathrm{A}$；
则两次热量的比值为：
$\frac{Q_2}{Q_1}=\frac{I_2^2Rt}{I_1^2Rt}=(\frac{I_2}{I_1})^2$
代入$I_1=0.2\ \mathrm{A}$，$I_2=0.4\ \mathrm{A}$，得：
$\frac{Q_2}{Q_1}=(\frac{0.4\ \mathrm{A}}{0.2\ \mathrm{A}})^2=2^2=4$
即$Q_2=4Q_1$。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律应用
【点评】
本题是焦耳定律的基础应用题，解题关键是抓住电阻和通电时间不变的条件，利用比例法简化计算，避免繁琐的数值代入，有助于快速得出结果，适合巩固焦耳定律的基本公式和应用方法。
【难度系数】
0.8
本题考查焦耳定律的应用，解题思路是利用焦耳定律公式$Q=I^2Rt$，抓住题目中电阻丝的电阻$R$和通电时间$t$不变的条件，通过计算两次产生热量的比值来确定$Q_2$与$Q_1$的倍数关系。首先明确，同一电阻丝的电阻$R$不变，两次通电时间相同，因此可以将两次的热量表达式写出后作比，消去相同的量，只保留电流的平方比，代入电流数值即可求出倍数。
【解析】
根据焦耳定律，电流通过导体产生的热量公式为$Q=I^2Rt$。
已知电阻丝的电阻$R$不变，通电时间$t$相同，
第一次产生的热量：$Q_1=I_1^2Rt$，其中$I_1=0.2\ \mathrm{A}$；
第二次产生的热量：$Q_2=I_2^2Rt$，其中$I_2=0.4\ \mathrm{A}$；
则两次热量的比值为：
$\frac{Q_2}{Q_1}=\frac{I_2^2Rt}{I_1^2Rt}=(\frac{I_2}{I_1})^2$
代入$I_1=0.2\ \mathrm{A}$，$I_2=0.4\ \mathrm{A}$，得：
$\frac{Q_2}{Q_1}=(\frac{0.4\ \mathrm{A}}{0.2\ \mathrm{A}})^2=2^2=4$
即$Q_2=4Q_1$。
【答案】
B
【知识点】
焦耳定律应用
【点评】
本题是焦耳定律的基础应用题，解题关键是抓住电阻和通电时间不变的条件，利用比例法简化计算，避免繁琐的数值代入，有助于快速得出结果，适合巩固焦耳定律的基本公式和应用方法。
【难度系数】
0.8
16. 标有“$220\ {V}\ 880\ {W}$”的电熨斗和电动机都在额定电压下工作$0.5\ {h}$，则下列说法中正确的是 (
A.通过电熨斗和电动机的电流都是$0.25\ {A}$
B.电熨斗和电动机线圈的电阻值都是$55\ \Omega$
C.电熨斗和电动机在这$0.5\ {h}$内产生的热量相等
D.电熨斗和电动机在这$0.5\ {h}$内消耗的电能都是$0.44\ {kW·h}$
D
)A.通过电熨斗和电动机的电流都是$0.25\ {A}$
B.电熨斗和电动机线圈的电阻值都是$55\ \Omega$
C.电熨斗和电动机在这$0.5\ {h}$内产生的热量相等
D.电熨斗和电动机在这$0.5\ {h}$内消耗的电能都是$0.44\ {kW·h}$
答案
D
解析
【分析】
解题的关键是区分纯电阻用电器（电熨斗）和非纯电阻用电器（电动机）的能量转化特点及公式适用范围：
1. 首先，两者都在额定电压下工作，额定功率均为880W，先利用额定功率、电压计算电流，判断选项A；
2. 纯电阻用电器（电熨斗）的电能全部转化为内能，可使用$P=\frac{U^2}{R}$计算电阻，但非纯电阻用电器（电动机）的电能大部分转化为机械能，不能用该公式计算线圈电阻，以此判断选项B；
3. 纯电阻用电器消耗的电能全部转化为热量，非纯电阻用电器消耗的电能只有小部分转化为热量，据此判断选项C；
4. 消耗的电能可通过$W=Pt$计算，无论纯电阻还是非纯电阻用电器，该公式都适用，以此判断选项D。
【解析】
已知电熨斗和电动机的额定电压$U=220\ \mathrm{V}$，额定功率$P=880\ \mathrm{W}$，工作时间$t=0.5\ \mathrm{h}$。
选项A：根据$P=UI$，额定电流$I=\frac{P}{U}=\frac{880\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=4\ \mathrm{A}$，并非$0.25\ \mathrm{A}$，A错误。
选项B：电熨斗是纯电阻用电器，由$P=\frac{U^2}{R}$可得$R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{880\ \mathrm{W}}=55\ \Omega$；但电动机是非纯电阻用电器，电能大部分转化为机械能，不能用$P=\frac{U^2}{R}$计算线圈电阻，因此电动机线圈电阻不是$55\ \Omega$，B错误。
选项C：电熨斗是纯电阻用电器，产生的热量$Q=W=Pt$；电动机是非纯电阻用电器，产生的热量$Q＜W$，因此相同时间内两者产生的热量不相等，C错误。
选项D：消耗的电能$W=Pt=880×10^{-3}\ \mathrm{kW} ×0.5\ \mathrm{h}=0.44\ \mathrm{kW·h}$，两者在额定电压下工作，功率均为额定功率，因此消耗的电能相等，D正确。
【答案】
D
【知识点】
纯电阻与非纯电阻电路、电能计算、额定功率的应用
【点评】
本题核心是明确纯电阻与非纯电阻用电器的能量转化差异：纯电阻电路中电能全部转化为内能，$P=UI=I^2R=\frac{U^2}{R}$均适用；非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他形式能，仅小部分转化为内能，此时总功率用$P=UI$，发热功率用$P_{\mathrm{热}}=I^2R$，不能误用$\frac{U^2}{R}$计算发热功率，需注意公式的适用场景。
【难度系数】
0.6
解题的关键是区分纯电阻用电器（电熨斗）和非纯电阻用电器（电动机）的能量转化特点及公式适用范围：
1. 首先，两者都在额定电压下工作，额定功率均为880W，先利用额定功率、电压计算电流，判断选项A；
2. 纯电阻用电器（电熨斗）的电能全部转化为内能，可使用$P=\frac{U^2}{R}$计算电阻，但非纯电阻用电器（电动机）的电能大部分转化为机械能，不能用该公式计算线圈电阻，以此判断选项B；
3. 纯电阻用电器消耗的电能全部转化为热量，非纯电阻用电器消耗的电能只有小部分转化为热量，据此判断选项C；
4. 消耗的电能可通过$W=Pt$计算，无论纯电阻还是非纯电阻用电器，该公式都适用，以此判断选项D。
【解析】
已知电熨斗和电动机的额定电压$U=220\ \mathrm{V}$，额定功率$P=880\ \mathrm{W}$，工作时间$t=0.5\ \mathrm{h}$。
选项A：根据$P=UI$，额定电流$I=\frac{P}{U}=\frac{880\ \mathrm{W}}{220\ \mathrm{V}}=4\ \mathrm{A}$，并非$0.25\ \mathrm{A}$，A错误。
选项B：电熨斗是纯电阻用电器，由$P=\frac{U^2}{R}$可得$R=\frac{U^2}{P}=\frac{(220\ \mathrm{V})^2}{880\ \mathrm{W}}=55\ \Omega$；但电动机是非纯电阻用电器，电能大部分转化为机械能，不能用$P=\frac{U^2}{R}$计算线圈电阻，因此电动机线圈电阻不是$55\ \Omega$，B错误。
选项C：电熨斗是纯电阻用电器，产生的热量$Q=W=Pt$；电动机是非纯电阻用电器，产生的热量$Q＜W$，因此相同时间内两者产生的热量不相等，C错误。
选项D：消耗的电能$W=Pt=880×10^{-3}\ \mathrm{kW} ×0.5\ \mathrm{h}=0.44\ \mathrm{kW·h}$，两者在额定电压下工作，功率均为额定功率，因此消耗的电能相等，D正确。
【答案】
D
【知识点】
纯电阻与非纯电阻电路、电能计算、额定功率的应用
【点评】
本题核心是明确纯电阻与非纯电阻用电器的能量转化差异：纯电阻电路中电能全部转化为内能，$P=UI=I^2R=\frac{U^2}{R}$均适用；非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他形式能，仅小部分转化为内能，此时总功率用$P=UI$，发热功率用$P_{\mathrm{热}}=I^2R$，不能误用$\frac{U^2}{R}$计算发热功率，需注意公式的适用场景。
【难度系数】
0.6
17. 如图所示是“探究电流产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，下列说法正确的是(
A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B.乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
C.乙实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
D.甲、乙两实验同时通电一段时间后，甲图左侧U形管中两侧液面的高度差最大
D
)A.甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B.乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
C.乙实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
D.甲、乙两实验同时通电一段时间后，甲图左侧U形管中两侧液面的高度差最大
答案
D
解析
【分析】
本题需结合焦耳定律$Q=I^2Rt$，利用控制变量法分析甲、乙实验的探究目的，再逐一判断选项：
1. 分析甲图：容器内两个电阻阻值相同，右侧电阻与容器外电阻并联，导致通过左右容器内电阻的电流不同，通电时间相同，因此甲实验探究的是电流产生的热量与电流的关系；
2. 分析乙图：两个电阻串联，电流、电阻、通电时间均相同，无法探究热量与电流或电阻的关系，且两电阻产生的热量相同；
3. 比较甲、乙实验中各电阻的电流大小，结合焦耳定律判断产生热量的多少，进而确定U形管液面高度差的大小。
【解析】
逐一分析选项：
A选项：甲实验中，容器内两个电阻阻值均为$5\Omega$（电阻相同），通过左侧电阻的电流为干路电流，通过右侧电阻的电流为支路电流（电流不同），通电时间相同，因此是探究电流产生的热量与电流的关系，A错误。
B选项：乙实验中，两个$5\Omega$电阻串联，通过的电流、电阻、通电时间均相同，无法探究电流产生的热量与电流的关系，B错误。
C选项：乙实验中，两个电阻串联，电流$I$、电阻$R$、通电时间$t$均相同，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，两电阻产生的热量相同，因此两侧容器内空气吸收的热量相同，C错误。
D选项：设电源电压为$U$，甲图总电阻$R_{甲总}=5\Omega + \frac{5\Omega × 5\Omega}{5\Omega + 5\Omega}=7.5\Omega$，甲图左侧电阻的电流$I_{甲}=\frac{U}{7.5\Omega}$；乙图总电阻$R_{乙总}=5\Omega + 5\Omega=10\Omega$，乙图中电阻的电流$I_{乙}=\frac{U}{10\Omega}$，因此$I_{甲}＞I_{乙}$。同时甲图左侧电阻的电流大于右侧电阻的电流（$\frac{I_{甲}}{2}$）。根据$Q=I^2Rt$，在电阻$R$、通电时间$t$相同时，电流越大，产生的热量越多，因此甲图左侧容器内产生的热量最多，空气温度升高最多，U形管两侧液面高度差最大，D正确。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律，控制变量法，电流热效应
【点评】
本题考查电流产生热量的影响因素，需结合串并联电路的电流、电阻特点，运用控制变量法和焦耳定律分析实验，明确U形管液面高度差与空气吸收热量的对应关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
本题需结合焦耳定律$Q=I^2Rt$，利用控制变量法分析甲、乙实验的探究目的，再逐一判断选项：
1. 分析甲图：容器内两个电阻阻值相同，右侧电阻与容器外电阻并联，导致通过左右容器内电阻的电流不同，通电时间相同，因此甲实验探究的是电流产生的热量与电流的关系；
2. 分析乙图：两个电阻串联，电流、电阻、通电时间均相同，无法探究热量与电流或电阻的关系，且两电阻产生的热量相同；
3. 比较甲、乙实验中各电阻的电流大小，结合焦耳定律判断产生热量的多少，进而确定U形管液面高度差的大小。
【解析】
逐一分析选项：
A选项：甲实验中，容器内两个电阻阻值均为$5\Omega$（电阻相同），通过左侧电阻的电流为干路电流，通过右侧电阻的电流为支路电流（电流不同），通电时间相同，因此是探究电流产生的热量与电流的关系，A错误。
B选项：乙实验中，两个$5\Omega$电阻串联，通过的电流、电阻、通电时间均相同，无法探究电流产生的热量与电流的关系，B错误。
C选项：乙实验中，两个电阻串联，电流$I$、电阻$R$、通电时间$t$均相同，根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，两电阻产生的热量相同，因此两侧容器内空气吸收的热量相同，C错误。
D选项：设电源电压为$U$，甲图总电阻$R_{甲总}=5\Omega + \frac{5\Omega × 5\Omega}{5\Omega + 5\Omega}=7.5\Omega$，甲图左侧电阻的电流$I_{甲}=\frac{U}{7.5\Omega}$；乙图总电阻$R_{乙总}=5\Omega + 5\Omega=10\Omega$，乙图中电阻的电流$I_{乙}=\frac{U}{10\Omega}$，因此$I_{甲}＞I_{乙}$。同时甲图左侧电阻的电流大于右侧电阻的电流（$\frac{I_{甲}}{2}$）。根据$Q=I^2Rt$，在电阻$R$、通电时间$t$相同时，电流越大，产生的热量越多，因此甲图左侧容器内产生的热量最多，空气温度升高最多，U形管两侧液面高度差最大，D正确。
【答案】
D
【知识点】
焦耳定律，控制变量法，电流热效应
【点评】
本题考查电流产生热量的影响因素，需结合串并联电路的电流、电阻特点，运用控制变量法和焦耳定律分析实验，明确U形管液面高度差与空气吸收热量的对应关系是解题关键。
【难度系数】
0.6
