人教版九年级物理全一册通关讲义 第十八章 第4节 焦耳定律（分层作业）（原卷版+解析版）

第4节焦耳定律[基础达标练]知识点1电流的热效应1．下列家用电器中，不属于电热器的是（）A．电热毯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗2．关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（）A．对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少B．电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少C．某用电器的电功率越大，它消耗的电能可能越多D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同3．小红要探究“影响电流热效应的因素”。如图所示，三个相同透明容器中封闭着等量的空气，三个电热丝的电阻关系如甲图，都有一段装有红色液柱玻璃管将透明容器封闭。（1）在甲图中电热丝放出热量的多少通过______判断；（2）若想探究“电流产生的热量与电阻关系”，应选择______两个电热丝，通过______联来控制两电热丝通过的电流相同、通电时间相同；（3）在乙图的两个电路可以研究______；A．电流产生的热量与电流的关系；B．电流产生的热量与通电时间的关系；C．电流产生的热量与电阻的关系。（4）把透明瓶内装等体积的空气或煤油（已知空气的比热容小于煤油，空气的密度小于煤油）哪个更好？______原因是______。4．在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如下电路。（1）两烧瓶中应装入质量和初温都相同的煤油，实验中通过观察___________来比较电流通过导体产生热量的多少；（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系；通电一段时间，___________（填“”或“”）的电流产生的热量较多；（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数___________（填“相同”或“不同”），可以探究___________和通电时间一定时，电流产生的热量跟___________的关系。（4）本实验用到的物理方法有___________和___________。（5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用如图___________（填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。知识点2焦耳定律5．焦耳定律：电流通过导体产生的___________跟电流的___________成___________，跟导体的电阻成___________，跟通电时间成___________（英国物理学家焦耳）。6．有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能___________转化为___________，Q=___________），公式Q=UIt、、Q=Pt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为___________，还要转化为___________的能量。求Q时只能用Q=___________。7．某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，10min可产生6.6×105J的热量。该电阻丝工作时的电阻是________Ω。8．电热水器中有两根电阻丝，若R1单独通电时，热水器中的水经过15min沸腾；若R2单独通电时，热水器中的水经过30min沸腾，则R1∶R2=______。若把R1和R2并联，通电后______min才能使热水器中的水沸腾。（设电热丝电阻不变）9．把两个电阻串联在24V的电路中，若R1＝10Ω，R2＝20Ω，它们的功率之比P1:P2＝______在相同时间内它们放出的热量之比Q1:Q2＝______。10．从产品说明书得知，一台“6V3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.5Ω，则小风扇正常工作1min消耗的电能为_____J，电动机线圈1min产生的热量为_____J。知识点3电热的利用和防止11．如图所示的用电器中，利用电流热效应的是（）A．抽油烟机 B．电饼铛C．电视机 D．洗衣机12．下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（）A．电饭煲做米饭 B．电暖器取暖C．电熨斗熨衣服 D．电脑办公时微型风扇工作[能力提升练]13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（）

A．电源电压为8VB．R1的阻值为40ΩC．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为3.6WD．当滑片P在b端时，通电10s后R1上产生的热量是4J14．如图为电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（）A．甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1B．将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6AC．甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗电能之比为1：2D．将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A15．在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机的线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1的示数为0.3A，A2的示数为0.8A，则（）A．电源电压为16VB．电动机的功率为3WC．通过电动机的电流为0.3AD．1min内电动机产热180J16．在图甲所示的电路中，电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（）A．定值电阻R1的阻值为20ΩB．滑动变阻器R2的最大功率为0.9WC．电路的最大功率为4.5WD．当滑片P移到中点时，通过R1的电流10s产生热量为18J17．如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“10Ω1A”的字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通过灯泡L的电流为0.6A，则通电1min滑动变阻器R1产生的热量为_____J；在电路安全工作的情况下，向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡亮度会_____（选填“变亮”、“不变”或“变暗”），此电路最大功率与最小功率之比是_____。18．如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与形管相连，接入电路。（1）实验中通过观察______的变化反映电流通过导体产生热量的多少。（2）图甲是探究在通电时间相同和______相同的情况下，导体产生的热量与大小是否与______有关的装置。（3）电流表的示数由图乙所示，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是______。（4）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是______。19．如图所示电路中，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“12V16W”字样，定值电阻R1的阻值为15Ω，滑动变阻器R2上标有“60Ω?A”字样，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证所有电路元件安全的情况下，求：（1）灯泡L的阻值；（2）将R2的滑片移至最右端，闭合开关S、S1、S2，断开开关S3时，整个电路通电10s产生的热量；（3）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为10:3。若闭合开关S、S3，断开S1、S2，整个电路总功率的变化范围是多少？20．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：热风温度50～75℃额定功率热风时：900W冷风时：110W额定电压220V质量0.5kg（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？（2）正常工作时电热丝的电阻是多大？（3）电吹风内电动机的线圈电阻是0.8Ω，电吹风吹冷风10min线圈产生的热量是多少？（4）一天，小华断开家中其它用电器，只用电吹风吹热风时，发现家中标有“220V，10（20A）；3000r/（kW•h）”的电能表5min内转了200圈，求电吹风此时的实际功率是多少？[高频考题实战练]21．（2022·广西梧州·中考真题）下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（）A．家里使用电热水壶烧水 B．利用电视机后盖的小孔散热C．家里使用电饭锅煮饭 D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服22．（2022·广西玉林·中考真题）20世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了0，这就是________现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知A、B两点间的电压为6V，R1=R2=R3=5Ω，通电时间2min，则R1与R2产生的热量相差________J。

第4节焦耳定律[基础达标练]知识点1电流的热效应1．下列家用电器中，不属于电热器的是（）A．电热毯 B．电风扇 C．电饭锅 D．电熨斗【答案】B【解析】电热器是利用电流的热效应工作的，把电能转化为内能。A．电热毯是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故A不符合题意；B．电风扇是将电能主要转化为机械能的用电器，不属于电热器，故B符合题意；C．电饭锅是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故C不符合题意；D．电熨斗是将电能转化为内能的用电器，属于电热器，故D不符合题意。故选B。2．关于电功、电能、电热和电功率，下列说法中错误的是（）A．对所有用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少B．电视机消耗电能的多少等于电视机中产生电热的多少C．某用电器的电功率越大，它消耗的电能可能越多D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同【答案】B【解析】A．电流做功的过程是电能转化为其它形式的能的过程，所以对于用电器来说，电流做功的多少等于用电器消耗电能的多少，故A正确，不符合题意；B．电视机在工作时消耗的电能主要转化为了光能、声能等形式的能量，消耗电能的多少要远大于电视机中产生电热的多少，故B错误，符合题意；C．某用电器的电功率越大，在相同的时间内，根据W=Pt可知，它消耗的电能可能越多，故C正确，不符合题意；D．电流产生热量相同的用电器，消耗的电能不一定相同，例如电烙铁和电视机，电烙铁是电能转为内能，而电视机是电能转化为声能、光能、内能等，故D正确，不符合题意。故选B。3．小红要探究“影响电流热效应的因素”。如图所示，三个相同透明容器中封闭着等量的空气，三个电热丝的电阻关系如甲图，都有一段装有红色液柱玻璃管将透明容器封闭。（1）在甲图中电热丝放出热量的多少通过______判断；（2）若想探究“电流产生的热量与电阻关系”，应选择______两个电热丝，通过______联来控制两电热丝通过的电流相同、通电时间相同；（3）在乙图的两个电路可以研究______；A．电流产生的热量与电流的关系；B．电流产生的热量与通电时间的关系；C．电流产生的热量与电阻的关系。（4）把透明瓶内装等体积的空气或煤油（已知空气的比热容小于煤油，空气的密度小于煤油）哪个更好？______原因是______。【答案】

玻璃管内液面的高度变化

R2和R3

串

AB

空气

见解析【解析】（1）[1]电流产生的热量不能用眼睛直接观察，实验中通过玻璃管内液面的高度变化来反映导体产生热量的多少，这是转换法的应用。（2）[2][3]若想探究“电流产生的热量与电阻关系”，需要控制电流和通电时间相同，电阻不同，应选择阻值不同R2和R3两个电热丝，通过串联来控制两电热丝通过的电流相同、通电时间相同。（3）[4]乙图两个电路中，电阻的大小相同，而电源电压不同，通过电阻的电流不同，可以探究电流产生的热量与电流的关系；实验中通过改变电路工作的时间，可以探究电流产生的热量与通电时间的关系，不能探究电流产生的热量与电阻的关系。故选AB。（4）[5][6]空气的比热容小于煤油，空气的密度小于煤油，同等体积下，空气的质量小于煤油的质量，在吸收相同热量时，根据Q=cmΔt可知，空气的温度升高得多，玻璃管内液面的高度变化明显，便于观察，故选用空气。4．在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如下电路。（1）两烧瓶中应装入质量和初温都相同的煤油，实验中通过观察___________来比较电流通过导体产生热量的多少；（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系；通电一段时间，___________（填“”或“”）的电流产生的热量较多；（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数___________（填“相同”或“不同”），可以探究___________和通电时间一定时，电流产生的热量跟___________的关系。（4）本实验用到的物理方法有___________和___________。（5）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用如图___________（填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。【答案】

温度计升高的示数

电阻

不同

电阻

电流

控制变量法

转换法

甲【解析】（1）[1]电流通过电阻丝做功，电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量的多少我们直接看不到，但煤油吸收热量温度升高，本实验应用了转换法，通过温度计的升高的示数反映电流产生的热量多少。（2）[2]由图甲知道，两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相同，而两电热丝的电阻不同，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；[3]由于电流和通电时间相同，电阻大于，根据焦耳定律知道，通过的电流产生的热量较多。（3）[4][5][6]由图乙知道，两电阻并联，由控制变量法知道，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，控制电阻和通电时间相同，通过调节滑动变阻器改变电路的电流，观察温度计的示数变化，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。（4）[7]电热与电流、电阻和时间有关，所以探究电热与某一因素关系时，需要用到控制变量法；[8]实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少，这用到了转换法。（5）[9]电炉通电工作时，电炉丝与导线串联，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻远远大于导线的电阻，所以同时通电时，根据焦耳定律知道，电炉丝产生的热量远远大于导线产生的热量，使得电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热，所以该现象可用如图甲的实验结论来解释。知识点2焦耳定律5．焦耳定律：电流通过导体产生的___________跟电流的___________成___________，跟导体的电阻成___________，跟通电时间成___________（英国物理学家焦耳）。【答案】

热量

二次方

正比

正比

正比【解析】[1][2][3][4][5]英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。这个规律叫焦耳定律。6．有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能___________转化为___________，Q=___________），公式Q=UIt、、Q=Pt均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为___________，还要转化为___________的能量。求Q时只能用Q=___________。【答案】

全部

内能

W

内能

其他形式

I2Rt【解析】[1][2][3]纯电阻电路是将电能全部用来发热的电路，即对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能，故有Q=W。[4][5][6]对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其它形式的能量。此时电流做的功和电流转化为的内能不相等，求Q时只能用焦耳定律，即Q=I2Rt7．某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，10min可产生6.6×105J的热量。该电阻丝工作时的电阻是________Ω。【答案】44【解析】电烘箱的电功率因为P＝UI＝I2R所以电阻丝工作时的电阻8．电热水器中有两根电阻丝，若R1单独通电时，热水器中的水经过15min沸腾；若R2单独通电时，热水器中的水经过30min沸腾，则R1∶R2=______。若把R1和R2并联，通电后______min才能使热水器中的水沸腾。（设电热丝电阻不变）【答案】

1∶2

10【解析】[1]由题意可知，两电热丝单独加热使热水器中水至沸腾时放出热量相同，所以Q1=Q2，由有所以即R2=2R1[2]两电阻丝并联，将热水器中水加热到沸腾时放出热量则即解得t3=10min。9．把两个电阻串联在24V的电路中，若R1＝10Ω，R2＝20Ω，它们的功率之比P1:P2＝______在相同时间内它们放出的热量之比Q1:Q2＝______。【答案】

1:2

1:2【解析】[1]把两个电阻串联在24V的电路中时，因串联电路中各处的电流相等，两电阻的功率之比[2]相同时间内它们放出的热量之比10．从产品说明书得知，一台“6V3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.5Ω，则小风扇正常工作1min消耗的电能为_____J，电动机线圈1min产生的热量为_____J。【答案】

180

7.5【解析】[1]已知小风扇的额定功率为3W，则1min消耗的电能为[2]由可知小风扇的工作电流为由焦耳定律可知电动机线圈1min产生的热量为知识点3电热的利用和防止11．如图所示的用电器中，利用电流热效应的是（）A．抽油烟机 B．电饼铛C．电视机 D．洗衣机【答案】B【解析】电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。抽油烟机和洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，电视机工作时主要将电能转化为光能和声能，只有电饼铛是把电能转化为内能，是利用电流的热效应，故ACD不符合题意，B符合题意。故选B。12．下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（）A．电饭煲做米饭 B．电暖器取暖C．电熨斗熨衣服 D．电脑办公时微型风扇工作【答案】D【解析】ABC．电饭煲、电暖器、电熨斗都是利用电流的热效应制成的加热设备，工作时将电能转化为内能，都属于利用电流的热效应，故ABC不符合题意；D．电脑办公时微型风扇工作，可给电脑降温，是为了防止电热产生危害，故D符合题意。故选D。[能力提升练]13．如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示，下列判断正确的是（）

A．电源电压为8VB．R1的阻值为40ΩC．当滑片P移至中点时，电路消耗的总功率为3.6WD．当滑片P在b端时，通电10s后R1上产生的热量是4J【答案】C【解析】AB．由图甲可知，该电路是电阻R1和滑动变阻器R2的串联电路，由串联电路规律和欧姆定律，得其中U2=U，所以UE=IR1+U由图乙可知，当U=8V时I=0.2A，当U=0时I=0.6A，所以解得UE=12V，R1=20Ω，故AB错误；C．据图乙可知，根据欧姆定律，得，所以，当滑片P移至中点时，R2=20Ω，所以电路消耗的总功率故C正确；D．当滑片P在b端时，R2=40Ω，此时U2=8V，所以U1=UE−U2=12V−8V=4V由于R1是纯电阻电路，所以通电10s后R1上产生的热量是故D错误。故选C。14．如图为电阻甲和乙的I﹣U图像，下列说法正确的是（）A．甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生热量之比为2：1B．将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6AC．甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗电能之比为1：2D．将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A【答案】B【解析】A．若甲、乙串联在电路中，电流是相同的，由图象可知，当电流相同时，甲两端的电压为是乙两端的电压的，根据可知，相同时间内甲、乙产生热量之比为1：2，故A错误；B．将甲和乙并联，并联电路各支路两端的电压相等；当甲两端电压为2V时，由图像可知，通过甲的电流为0.4A，通过乙的电流为0.2A，根据并联电路的电流关系可知，干路电流为故B正确；C．甲、乙并联在电路中，电压是相同的，由图像可知，当电压相同时，甲的电流是乙的电流的2倍，根据可知，相同时间内甲、乙消耗的电能之比为2：1，故C错误；D．将甲和乙串联，电流相同，由图像可知，当电路中的电流为0.2A时，甲两端的电压为1V，乙两端的电压为2V，满足它们两端总电压为3V，所以由串联电路的电流特点可知，此时通过甲的电流为0.2A，故D错误。故选B。15．在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机的线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1的示数为0.3A，A2的示数为0.8A，则（）A．电源电压为16VB．电动机的功率为3WC．通过电动机的电流为0.3AD．1min内电动机产热180J【答案】B【解析】由电路图可知，定值电阻R0与电动机M并联，电流表A2测干路电流，电流表A1测R0支路的电流。A．因并联电路中各支路两端的电压相等，所以由欧姆定律可知，电源的电压故A不符合题意；C．因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过电动机的电流故C不符合题意；B．电动机的功率为故B符合题意；D．1min内电流通过电动机产生的热量故D不符合题意。故选B。16．在图甲所示的电路中，电源电压不变。当滑片P由b移到a的过程中，定值电阻R1两端的电压与滑动变阻器接入电路的电阻R2的变化情况如图乙所示。下列说法正确的是（）A．定值电阻R1的阻值为20ΩB．滑动变阻器R2的最大功率为0.9WC．电路的最大功率为4.5WD．当滑片P移到中点时，通过R1的电流10s产生热量为18J【答案】B【解析】A．当滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电压表的示数为电源的电压；由图象可知，电压表的示数为6V，即电源的电压U=6V；滑片P移到a端时，R1与滑动变阻器的最大阻值串联，电压表测R1的电压，由图象可知，滑动变阻器R2的最大阻值为20Ω，电压表的示数U1=2V因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，滑动变阻器两端的电压U2=U﹣U1=6V﹣2V=4V因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流则R1的阻值故A错误；B．根据串联电阻的规律及电功率公式可得，滑动变阻器R2的功率为可知，当滑动变阻器的阻值与定值电阻的阻值相等时，滑动变阻器R2消耗的最大功率，即R2=R1=10Ω则滑动变阻器R2消耗的最大功率故B正确；C．滑片P移到b端时，电路为R1的简单电路，电阻的阻值最小，由可知，电路消耗的功率最大，则电路的最大功率故C错误；D．当滑片P移到中点时，滑动变阻器接入电路的阻值为R2中=0.5×20Ω=10Ω因变阻器连入电路的电阻与定值电阻的大小相等，由分压原理可知，变阻器和定值电阻的电压相等，结合串联电路电压的规律，可知则R1的电压为U1′=0.5U=0.5×6V=3V故通过R1的电流10s产生热量故D错误。故选B。17．如图所示的电路，电源电压为3V且保持不变，滑动变阻器R1标有“10Ω1A”的字样。闭合开关S，滑动变阻器的滑片P在最右端时，通过灯泡L的电流为0.6A，则通电1min滑动变阻器R1产生的热量为_____J；在电路安全工作的情况下，向左移动滑动变阻器的滑片P时灯泡亮度会_____（选填“变亮”、“不变”或“变暗”），此电路最大功率与最小功率之比是_____。【答案】

54

不变

16∶9【解析】[1]由电路图可知，滑动变阻器与灯泡并联，当滑片位于右端时，滑动变阻器接入电路中的电阻最大，通电1min滑动变阻器R1产生的热量为[2]因并联电路中各支路用电器独立工作、互不影响，所以滑片的移动灯泡的亮暗不变。[3]根据欧姆定律可得，通过滑动变阻器的最小电流为由并联电路中电流特点可得，通过干路的最小电流电路消耗的最小总功率为由变阻器的铭牌可知，其允许通过的最大电流为1A，则干路中的最大电流为则电路消耗的最大总功率为此电路最大功率与最小功率之比为18．如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与形管相连，接入电路。（1）实验中通过观察______的变化反映电流通过导体产生热量的多少。（2）图甲是探究在通电时间相同和______相同的情况下，导体产生的热量与大小是否与______有关的装置。（3）电流表的示数由图乙所示，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是______。（4）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是______。【答案】

U形管液面高度差

电流

电阻

400

装置的气密性不好【解析】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但容器内空气温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。（2）[2][3]图甲两电阻串联接入电路，串联电路各处电流相等，可知通过两电阻的电流相等，通电时间相同，电阻大小不同，所以探究的是导体产生的热量与电阻大小是否有关。（3）[4]由图可知，电流表选择的是量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是（4）[5]通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，说明与此相连的容器可能漏气，导致热量向外散失。19．如图所示电路中，电源电压恒为18V，灯泡L上标有“12V16W”字样，定值电阻R1的阻值为15Ω，滑动变阻器R2上标有“60Ω?A”字样，电流表量程为0~3A，电压表量程为0~15V，不考虑温度对灯丝电阻的影响，在保证所有电路元件安全的情况下，求：（1）灯泡L的阻值；（2）将R2的滑片移至最右端，闭合开关S、S1、S2，断开开关S3时，整个电路通电10s产生的热量；（3）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，滑动变阻器R2消耗的最大功率和最小功率之比为10:3。若闭合开关S、S3，断开S1、S2，整个电路总功率的变化范围是多少？【答案】（1）9Ω；（2）270J；（3）6W～18W【解析】解：（1）灯泡在额定电压下工作，所以灯的电阻为（2）当开关S、S1、S2闭合，S3断开时，R1和R2并联，所以通过电阻R1的电流通过R2的电流电路总电流为I=I1+I2=1.2A+0.3A=1.5A法一，电路中电流做功产生的热量法二：电路等效总电阻由焦耳定律得，产生的总热量（3）开关S，S1和S2闭合时，R1和R2并联，R2最小功率即R2滑片至阻值最大，所以电阻R2消耗最小功率所以，由题可知，电阻R2消耗消耗的最大功率滑动变阻器最大电流I2max==1A当S和S3闭合，R2和L串联，为保护电压表，所以滑动变阻器两端电压U2≤15V，为保护灯泡，电路中的电流为保护滑动变阻器，I≤1A，所以最大电流Imax=1A，所以电路消耗的最大功率Pmax=UEImax=18V×1A=18W当U2=15V时，电路中的电流取最小值所以电路消耗的最小功率Pmin=IminUE=A×18V=6W所以电路总功率范围6W～18W。20．小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表。电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：热风温度50～75℃额定功率热风时：900W冷风时：11