焦耳定律的應用 一、計算題 1. 在如圖所示電路中，定值電阻 R0的阻值為 20Ω，電動機線圈電阻為 2Ω，閉合開關，電流表 A1、A2的示數(shù)分別為 0．8A，0．3A，求: （1）該電路電源電壓 （2）1min 內電路消耗的電能 （3）1min 內電流通過電動機產(chǎn)生的熱量 2. 如圖所示的電路圖中，電阻R1的阻值為10Ω．閉合開關S，A1的示數(shù)為0.4A，A的示數(shù)為0.6A，求： （1）通過R2的電流； （2）R1兩端的電壓； （3）在60s內R1產(chǎn)生的熱量． 3. 第41屆世界博覽會于xx年5月1日至10月31日在我國上海舉行，世博會的主題是“城市，讓生活更美好”．在場館和樓房建設工地上，“塔吊”是常見的一種起重設備，如圖所示是“塔吊”的示意圖．假設某塔吊配置的電動機銘牌上標有：額定電壓380V，額定功率38kW，線圈電阻0.4Ω．在一次吊起重物時，電動機正常工作20s，把重物吊起20m． 求： （1）該電動機在這次吊起重物的過程中消耗的電能． （2）電動機工作過程中，線圈產(chǎn)生的熱量． （3）在該起重設備中，如果這次吊起重物的機械效率為80%，則被吊重物的質量為多少t？ 4.如圖所示，電源電壓恒定為6V，電阻R3=10Ω．當斷開開關S2閉合開關S1時，電壓表的示數(shù)為2V，電路中電流為0.2A．求： （1）電阻R3在1min產(chǎn)生的熱量． （2）電阻R1的阻值． （3）閉合開關S1和S2 ， 電路消耗的總功率． 5. 熱熔膠是生產(chǎn)中常用的粘合劑，它在常溫下是固體，熔化后再冷卻就能將物體牢牢地粘合在﹣起．圖甲是熱熔膠槍（簡稱“膠槍”）的外形，其內部有兩只相同的PTC加熱元件，電路如圖乙所示，單只PTC加熱元件的電阻與溫度的變化關系如圖丙所示．膠槍扳機松開時，開關Sl斷開，開關S2的觸片與b觸點接通，若此時接通電源，膠槍就進入預熱狀態(tài)，約60s后熱熔膠熔化成的膠液溫度達到正常工作溫度（170℃～210℃）．此后，若扣動扳機，膠槍就進入正常工作狀態(tài)：固體膠條向前擠壓，開關S1閉合，開關S2的觸片與a觸點接通，槍口冒出溫度為170℃～210℃的膠液．在近似計算時，可以認為膠液的溫度與PTC加熱元件的溫度相同．接通電源120s后，問： （1）膠槍在預熱過程中消耗的最大功率是多大？ （2）假設膠槍在溫度為170℃的條件下工作200s，它產(chǎn)生熱量的80%被膠條吸收，在這過程中膠條吸收了多少熱量？ （3）膠槍正常工作時的最小電流是多少？ 6.如圖所示是某型號的電熱水壺及銘牌，請根據(jù)銘牌所提供的信息，求： （1）電熱水壺正常工作時電熱絲的電阻是多大？ （2）電熱水壺正常工作5min產(chǎn)生的熱量是多少焦？ （3）若夏天用電高峰時電熱水壺的實際工作電壓只有200V，不考慮電熱絲電阻隨溫度的變化，則電熱水壺的實際功率為多少瓦？（結果保留一位小數(shù)） 7. 如圖甲是定值電阻 和標有“6V 6W”燈泡L的信息圖像。將它們接入圖22乙所示的電路，其中電源電壓不變,滑動變阻器R最大阻值為8Ω，當只閉合開關S、S1,滑片P位于R最右端時，燈泡L的實際功率為1W.求: （1）的阻值； （2）燈泡正常發(fā)光100s,電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量; （3）電源電壓； （4）電路消耗的最大電功率。 8. 小華家買了一個家用電吹風，其簡化電路如圖所示，主要技術參數(shù)如下表。電吹風在額定電壓下工作，請解答如下問題： （1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是多大？ （2）電熱絲工作時的電阻是多大？ （3）電吹風內電動機的電阻是1Ω，電吹風吹冷風5min產(chǎn)生的熱量是多少？ 9. 小華家買了一個家用電吹風，其簡化電路如圖所示，主要技術參數(shù)如下表。電吹風在額定電壓下工作，請解答如下問題： （1）電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是多大？ （2）電熱絲工作時的電阻是多大？ （3）電吹風內電動機的電阻是1Ω，電吹風吹冷風30min產(chǎn)生的熱量是多少？ 10.如圖所示，電源電壓和小燈泡L電阻不變，小燈泡L標有“6V 6W”字樣，滑動變阻器阻值變化范圍為0～18Ω．當開關S1、S2、S3都閉合時，小燈泡L正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為1.5A．求： （1）小燈泡L正常發(fā)光時的電阻； （2）通電5min電流通過R1產(chǎn)生的熱量； （3）當S1閉合，S2、S3斷開，小燈泡功率的變化范圍． 11.如圖甲所示的滑動變阻器是賀州市初中物理實驗操作考查中要用到的儀器之一，小露將一個標有“20Ω 1A”字樣的滑動變阻器的A、B、C接線柱，分別與圖乙中部分電路圖的A′B′C′導線對應連接．已知滑動變阻器的滑片P恰好移到中點，定值電阻R=10Ω，電源電壓為6V． ①連接好甲、乙兩圖中對應AA′、BB′、CC′后，閉合開關S，求電路中通過電阻R的電流是多少A，此時電壓表的計數(shù)是多少V？ ②求電阻R的電功率是多少W？ ③通電1min后電阻R產(chǎn)生的熱量是多少J？ 12.如圖電路，已知R1=10Ω，R2=20Ω．閉合開關S，電壓表的示數(shù)為4V．求： （1）通過R2的電流； （2）電阻R1消耗的電功率； （3）1min內通過R2的電流產(chǎn)生的熱量． 13.某同學組裝了一臺直流電動機模型，他將電動機模型接入如圖所示的電路中，已知電源電壓U=3V，并保持不變，接通電路后，電動機沒轉動時，電流表讀數(shù)為2A；電動機正常轉動時，電流表讀數(shù)為0.8A．當該電動機正常轉動10min時，求： （1）消耗的電能； （2）線圈產(chǎn)生的熱量． 二、填空題 14. 如圖所示電路，已知R1為40Ω，在閉合開關S的情況下，斷開開關S1時電壓表的讀數(shù)是2.0V；閉合開關S1時電壓表的讀數(shù)是8.0V，通過R1的電流為________A，通電1分鐘，R1上產(chǎn)生的熱量為________J；電阻R2為________Ω． 15.兩定值電阻RA和RB中的電流與其兩端電壓的關系如圖所示，若將兩電阻串聯(lián)在電壓為3V的電源兩端，電路的總功率為________W，通電一段時間后，RA和RB產(chǎn)生的熱量之比是________。 16. 如圖，是小明家電能表的銘牌，在斷開其它用電器的情況下，標有“220V 1000W”的電熱水器和標有“220V 1500W”的空調________（選填“能”或“不能”）同時使用．電熱水器是利用電流的________效應工作的．小明只將“220V 1000W”的電熱水器接入電路工作，2min電能表轉盤轉過81轉，則電熱水器的實際電功率為________W，這段時間內產(chǎn)生熱量________J． 17. 如圖是電飯鍋內部簡化電路圖，已知R0=55Ω，R1=1045Ω，當S接“1”時，電飯鍋正常工作電路中電流是　________A；當S接“2”時，通電1min產(chǎn)生的熱量是　________　J． 三、綜合題 18.在如圖所示的電路中，電源電壓不變，R1=3Ω，R2=6Ω． （1）當S1、S3斷開，S2閉合時，電流表示數(shù)為1A，求電源電壓． （2）當S1、S3閉合，S2斷開時，求電路中的總功率； （3）通電1min，電阻R1產(chǎn)生的熱量． 19.如圖甲所示，電源電壓恒定不變，滑動變阻器R1的最大阻值是40Ω，小燈泡的額定電壓為6V，它的電流隨電壓變化的圖象如圖乙所示． （1）當只閉合開關S1時，將滑動變阻器R1的滑片調到中點，此時小燈泡恰好正常發(fā)光．求電源電壓和小燈泡的額定功率； （2）當只閉合開關S2時，此時電流表的示數(shù)為0.4A，求電阻R2的阻值，小燈泡的實際功率； （3）當只閉合開關S2時，通電1min，求電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量． 20.如圖所示的電路中，定值電阻R1=150Ω、R2=300Ω．閉合開關S后，電流表A2的示數(shù)為5mA．求： （1）電阻R1兩端的電壓為多少 （2）電流表A1的示數(shù)為多少 （3）電路工作5min，R1產(chǎn)生的焦耳熱是多少．  答案解析部分 一、計算題 1.【答案】（1）解：U2=I2R0=0.3A20Ω=6V U= U2=6V 答：該電路電源電壓6V； （2）解：W總=UIt=6V0.8A60s=288J 答：1min 內電路消耗的電能288J； （3）解：I1=I-I2=0.8A-0.3A=0.5A Q= I12Rt=(0.5A)22Ω60s=30J。 答：1min 內電流通過電動機產(chǎn)生的熱量30J。 【解析】【分析】（1）歐姆定律的應用； （2）、（3）此電路不是純電阻電路，求電流做功的多少要用W=UIt，求電流通過電動機產(chǎn)生的熱量要用Q=I2Rt。 2.【答案】（1）∵并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和， ∴通過R2的電流I2=I﹣I1=0.6A﹣0.4A=0.2A 答：通過R2的電流為0.2A （2）根據(jù)歐姆定律可得，R1兩端的電壓： U1=I1R1=0.4A10Ω=4V 答：R1兩端的電壓為4V （3）在60s內R1產(chǎn)生的熱量： Q1=I12R1t=（0.4A）210Ω60s=96J 答：在60s內R1產(chǎn)生的熱量為96J 【解析】【分析】由電路圖可知，兩電阻并聯(lián)，電流表A測干路電流，電流表A1測R1支路的電流．（1）根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出通過R2的電流；（2）根據(jù)歐姆定律求出R1兩端的電壓；（3）根據(jù)Q=I2Rt求出在60s內R1產(chǎn)生的熱量． 3.【答案】（1）解：由于電動機正常工作，消耗的功率等于額定功率，即P=38kw=3.8104W，工作時間t=20s， 由P= 可得，電動機消耗的電能為： W=Pt=3.8104W20s=7.6105J． （2）解：由P=UI可得，電動機正常工作時的電流： I= = =100A， 線圈產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=（100A）20.4Ω20s=8104J． （3）解：電流產(chǎn)生熱量消耗的電能W1=Q=8104J， 電能轉化為機械能的總量為 W總=W﹣W1=7.6105J﹣8104J=6.8105J， 因為η= = ， 即80%= ， 解得G=2.72104N， 所以，重物的質量為： m= = =2.72103kg=2.72t． 【解析】【分析】（1）已知電動機的額定功率和工作的時間，根據(jù)公式W=Pt可求消耗的電能．（2）已知電動機的額定功率和額定電壓，根據(jù)公式I= 可求電動機正常工作時的電流，線圈產(chǎn)生的熱量根據(jù)公式Q=I2Rt可求．（3）已知電動機消耗的電能和產(chǎn)生的熱量，二者之差就是對電能轉化成的機械能，已知機械效率，可求克服物體重力做的有用功，最后利用公式W=Gh求出物體的重力，進一步得出物體的質量． 4.【答案】（1）解 :當斷開開關S2,閉合開關S1時,R1、R2、R3串聯(lián),電壓表測R2兩端的電壓，電流表測電路中的電流， 電阻R3在1min產(chǎn)生的熱量：Q3＝I2R3t＝(0.2A)210Ω60s＝24J （2）解 :根據(jù)歐姆定律可得,電路中的總電阻和R2的電阻分別為：R＝ ＝30Ω,R2＝ ＝10Ω， ∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， ∴電阻R1的阻值：R1＝R?R2?R3＝30Ω?10Ω?10Ω＝10Ω （3）解 :閉合開關S1、S2時,R1被短路,R2、R3串聯(lián)，電路消耗的總功率：P＝ ＝1.8W 【解析】【分析】根據(jù)焦耳定律可以計算用電器產(chǎn)生的熱的多少，利用電壓和電流可以計算電阻，根據(jù)電壓和電阻計算電功率。 5.【答案】（1）開關Sl斷開，開關S2的觸片與b觸點接通，R1與R2串聯(lián)，膠槍進入預熱狀態(tài)， 由丙圖可知，預熱階段PTC的最小電阻為1000Ω， ∵串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， ∴此過程消耗的最大功率： P= = =24.2W 答：膠槍在預熱過程中消耗的最大功率是24.2W （2）開關S1閉合，開關S2的觸片與a觸點接通，R1與R2并聯(lián)， 由丙圖可知，170℃時PTC的電阻為1600Ω， ∵并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等， ∴此過程中電路消耗的電能： W= t+ t= 200s+ 200s=12100J， 在這過程中膠條吸收的熱量： Q吸=Wη=12100J80%=9680J 答：在這過程中膠條吸收了9680J的熱量 （3）膠槍正常工作時，R1與R2并聯(lián)，由丙圖可知PTC的最大電阻為2200Ω， ∵并聯(lián)電路中總電阻的倒數(shù)等于各分電阻倒數(shù)之和， ∴電路中的總電阻： R并= =1100Ω， 電路中的最小電流： Imin= = =0.2A 答：膠槍正常工作時的最小電流是0.2A 【解析】【分析】（1）開關Sl斷開，開關S2的觸片與b觸點接通，R1與R2串聯(lián)，膠槍進入預熱狀態(tài)；由丙圖可知，預熱階段PTC的最小電阻為1000Ω，根據(jù)電阻的串聯(lián)和P= 求出此過程消耗的最大功率；（2）開關S1閉合，開關S2的觸片與a觸點接通，R1與R2并聯(lián)，由丙圖可知170℃時PTC的電阻，再根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和W=Pt= t求出兩電阻消耗的電能，兩者之和即為電路消耗的電能，再根據(jù)效率公式求出在這過程中膠條吸收的熱量；（3）膠槍正常工作時，R1與R2并聯(lián)，由丙圖可知PTC的最大電阻，根據(jù)電阻的并聯(lián)求出電路中的總電阻，再根據(jù)歐姆定律求出電路中的最小電流． 6.【答案】（1）電熱水壺正常工作時電熱絲的電阻R= = =22Ω， 答：電熱水壺正常工作時電熱絲的電阻是22Ω （2）電熱水壺正常工作t=5min=300s產(chǎn)生的熱量 Q=Pt=2200W300s=6.6105J， 答：電熱水壺正常工作5min產(chǎn)生的熱量是6.6105J （3）實際工作電壓為200V時，電熱水壺的實際功率 P實際= = ≈1818.2W， 答：電熱水壺的實際功率是1818.2W 【解析】【分析】（1）由電熱水壺銘牌求出電熱水壺的額定功率及額定電壓，然后由功率的變形公式求出電熱絲的電阻；（2）已知電熱水壺的功率及工作時間，由W=Pt可求出電熱水壺產(chǎn)生的熱量；（3）已知電阻絲的電阻、電熱水壺的實際電壓，由P= 可求出電熱水壺的實際功率． 7.【答案】（1）由甲圖可得 的阻值： （2）燈泡正常發(fā)光100s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量： （3）由題意知電源電壓不變，而當S、 開關閉合時，滑片P位于最右端時，燈泡L的實際功率為1W; 由甲圖可知此時經(jīng)過燈泡的電流為0.5A，電壓為2V，則： （4）電路消耗的最大電功率：由 得當電路中總電阻最小時有最大電功率，即開關全閉合，滑片P位于最左端時，則： . 【解析】【分析】（1）由圖甲可求R0的電阻；（2）根據(jù)Q= I2Rt=Pt可求燈泡正常發(fā)光100s，電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量；（3）當只閉合開關S、S1 ， 滑片P位于最右端時，燈泡L與R最大值串聯(lián)，燈泡L的實際功率為1W，由圖甲可得此時燈泡的電壓UL和電流IL ， 電源電壓等于燈泡L的電壓與R兩端的電壓之和；（4）當電路中總電阻最小時有最大電功率，即開關全閉合，滑片P位于最左端時，電路消耗的最大電功率，燈泡L與R0并聯(lián)，求出并聯(lián)電路的總電阻，根據(jù)P=求出電路消耗的最大電功率。 8.【答案】（1）解：當吹冷風時，只有電動機工作， ， 由 可得，通過電動機的電流： （2）解：當電吹風吹熱風時，電動機和電熱絲并聯(lián)工作， 電熱絲的電功率： ， 由 可得，電熱絲的電阻值： （3）解：電動機的電阻是1Ω，5min內電流通過電動機產(chǎn)生的熱量： 【解析】【分析】根據(jù)用電器的電壓和電功率計算電流的大小，根據(jù)電壓和電功率可以計算電阻，結合焦耳定律計算電流產(chǎn)生的熱量。 9.【答案】（1）解：當開關置于BC時，只有電動機工作，電吹風吹冷風。根據(jù)P=UI可得，電吹風吹冷風時，通過電動機的電流 答：電吹風吹冷風時，通過電動機的電流是0.5A （2）解：當開關置于AB時，電動機與電熱絲并聯(lián)，電動機和電熱絲同時工作，電吹風吹熱風，電熱絲的電功率 P=990W-110W=880W， 由 可得，電熱絲R2的電阻值： 答：電熱絲工作時的電阻是55Ω （3）解：由焦耳定律可得，電吹風吹冷風時電流通過電動機產(chǎn)生的熱量 答：電吹風吹冷風30min產(chǎn)生的熱量是450J 【解析】【分析】根據(jù)P=UI可得通過電動機的電流，當開關置于AB時，電動機與電熱絲并聯(lián)，電動機和電熱絲同時工作，電吹風吹熱風，根據(jù)P = U 2 /R可求出電熱絲的阻值，根據(jù)Q=I2Rt求出電動機產(chǎn)生的熱量. 10.【答案】（1）根據(jù)P= 可知：小燈泡的電阻RL= = =6Ω 答：小燈泡L正常發(fā)光時的電阻為6Ω （2）當開關S1、S2、S3都閉合時，燈泡與R1的并聯(lián)， 由于燈L正常發(fā)光，則電源電壓為U=UL額=6V； 此時通過燈泡的電流IL= = =1A； 由并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，通過R1的電流I1=I﹣IL=1.5A﹣1A=0.5A； 通電5min電流通過R1產(chǎn)生的熱量：W1=UI1t=6V0.5A560s=900J 答：通電5min電流通過R1產(chǎn)生的熱量為900J （3）當S1閉合，S2、S3斷開時，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路為燈泡的簡單電路，此時燈泡實際功率最大，最大為6W． 當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，燈泡實際功率最小， 由歐姆定律可得，電路中的最小電流：Imin= = =0.25A， 則燈泡的最小實際功率：PLmin=（Imin）2RL=（0.25A）26Ω=0.375W， 即小燈泡功率的變化范圍為0.375W～6W 答：當S1閉合，S2、S3斷開，小燈泡功率的變化范圍為0.375W～6W 【解析】【分析】（1）已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式R= 求出燈泡的電阻；（2）當開關S1、S2、S3都閉合，燈泡與R1并聯(lián)，滑動變阻器被短路，小燈泡L正常發(fā)光，所以電源電壓為6V，已知燈泡的額定電壓和額定功率，根據(jù)公式P=UI可求正常工作時的電流，電流表測量干路電流，通過R1的電流等于總電流減去通過燈泡的電流，根據(jù)公式W=UIt可求通電5min電流通過R1產(chǎn)生的熱量．（3）當S1閉合，S2、S3斷開，燈泡與滑動變阻器串聯(lián)，當滑片在最左端時，燈泡正常發(fā)光，實際功率為額定功率，當滑片在最右端時，滑動變阻器接入電路的電阻為18Ω，根據(jù)公式P=UI求出此時電路的電流，再利用公式P=I2R求出此時燈泡的實際功率．從而求出燈泡電功率的變化范圍． 11.【答案】①由電路圖可知，連接好甲、乙兩圖中對應AA′、BB′、CC′后，定值電阻R與滑動變阻器R′串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器中點右邊的一半電阻兩端的電壓． 則總電阻R總=R+R′=10Ω+20Ω=30Ω， 所以，I= = =0.2A， 由I= 可知電壓表示數(shù)為U滑′=I R′=0.2A 20Ω=2V； ②R的電功率P=I2R=（0.2A）210Ω=0.4W； ③R產(chǎn)生的熱量Q=W=Pt=0.4W60s=24J． 答：①通過電阻R的電流是0.2A，此時電壓表的計數(shù)是2V；②電阻R的電功率是0.4W； ③通電1min后電阻R產(chǎn)生的熱量是24J． 【解析】【分析】①由電路圖可知，定值電阻R與滑動變阻器R′串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器中點右邊的一半電阻兩端的電壓．由于滑動變阻器靠接入電路中電阻絲的長度不變，所以根據(jù)串聯(lián)電路的特點和歐姆定律即可求出電路中的電流；②利用P=I2R求出R的電功率；③利用Q=W=Pt即可求出產(chǎn)生的熱量． 12.【答案】（1）通過R2的電流：I2= = =0.2A 答：通過R2的電流為0.2A （2）因串聯(lián)電路中各處的電流相等， 所以，電阻R1消耗的電功率： P1=I12R1=I22R1=（0.2A）210Ω=0.4W 答：電阻R1消耗的電功率為0.4W （3）1min內通過R2的電流產(chǎn)生的熱量： Q2=I22R2t=（0.2A）220Ω60s=48J． 答：1min內通過R2的電流產(chǎn)生的熱量為48J 【解析】【分析】由電路圖可知，開關閉合時，兩電阻串聯(lián)，電壓表測R2兩端的電壓．（1）根據(jù)歐姆定律求出通過R2的電流；（2）根據(jù)串聯(lián)電路的電路特點和P=I2R求出電阻R1消耗的電功率；（3）根據(jù)Q=I2Rt求出1min內通過R2的電流產(chǎn)生的熱量． 13.【答案】（1）解：工作時間t=10min=600s，電動機正常轉動時的電流I=0.8A，電動機正常運轉時消耗的電能：W=UIt=3V0.8A600s=1440J． （2）電動機沒轉動時，電能會全部轉化為內能，此時電動機的線圈為純電阻， 由I= 可得，線圈的電阻： R= = =1.5Ω； 則在電動機正常運轉時，電流通過線圈產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt=（0.8A）21.5Ω600s=576J． 【解析】【分析】（1）題目中告訴我們電壓和電流以及時間，我們可以直接利用W=UIt求出電功；（2）電機不轉時：由I= 求得電動機線圈的電阻，再由焦耳定律求產(chǎn)生的熱量． 二、填空題 14.【答案】0.2；96；120 【解析】【解答】解： （1）由圖開關S、S1閉合時，R2被短路，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源的電壓為8V， 此時通過R1的電流： I1===0.2A； 通電1分鐘，R1上產(chǎn)生的熱量為： W1=UI1t=8.0V0.2A60s=96J； （2）閉合開關S、斷開S1時，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，即U1′=2.0V， 所以I2=I1′===0.05A， 所以R2==120Ω． 故答案為：0.2；96；120． 【分析】（1）開關S、S1閉合時，R2被短路，電路為R1的簡單電路，電壓表測電源的電壓，據(jù)此可知電源電壓的大小，根據(jù)I=計算通過R1的電流；根據(jù)W=UIt計算1分鐘，R1上產(chǎn)生的熱量； （2）閉合開關S、斷開S1時，R1與R2串聯(lián)，電壓表測R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點和歐姆定律計算R2的阻值． 15.【答案】0.6；1∶2 【解析】【解答】由圖象知，U=3V時，IA=0.6A，IB=0.3A，根據(jù)， 電阻， ， 兩電阻串聯(lián)時，電路總電阻R=RA+RB=5Ω+10Ω=15Ω，電路總功率． A、B兩電阻串聯(lián)流過它們的電流I相等，通電一段時間產(chǎn)生的熱量之比． 故答案為：0.6；1∶2． 【分析】電功率的計算；焦耳定律的計算公式及其應用 16.【答案】能；熱；810；9.72104 【解析】【解答】解：（1）這只電能表允許的用電器最大總功率： Pmax=UImax=220V20A=4400W， 電熱水器和空調正常工作時的總功率： P=P1+P2=1000W+1500W=2500W＜Pmax ， 故電熱水器和空調能同時使用．（2）電熱水器工作時把電能轉化為內能，是利用電流的熱效應工作的．（3）因3000r/（kW?h）表示電能表轉盤每轉過3000轉，電路消耗1kW?h的電能， 所以，電熱水器在2min內消耗的電能： W= =0.027kW?h=9.72104J； 工作時間t=2min=120s， 則電熱水器的實際電功率： P實= = =810W． 電熱水器在這段時間內產(chǎn)生熱量： Q=W=9.72104J． 故答案為：能；熱；810；9.72104 ． 【分析】（1）知道電能表銘牌上的標定電壓和最大電流，根據(jù)P=UI求出電能表正常工作時允許消耗的最大功率， 再求出電熱水器和空調空調正常工作的總功率，二者進行比較即可得出答案；（2）電流流過導體時，導體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象是電流的熱效應．發(fā)生電流的熱效應時，電能轉化為內能．（3）該電能表上標有3000r/kW?h，表示電能表轉盤每轉過3000轉，電路消耗1kW?h的電能， 據(jù)此求出電能表轉盤轉過了81轉消耗的電能即為電熱器在2min內消耗的電能，根據(jù)P= 求出電熱水器的實際電功率； 電熱水器是利用電流的熱效應工作的，其產(chǎn)生熱量與消耗的電能相等． 17.【答案】0.2；5.28104 【解析】【分析】由電路圖可知，當S接“1”時，R0與R1串聯(lián)，根據(jù)電阻的串聯(lián)和歐姆定律求出電路中的電流；當S接“2”時，電路為R0的簡單電路，根據(jù)Q=I2Rt=t求出通電1min產(chǎn)生的熱量． 【解答】當S接“1”時，R0與R1串聯(lián)， 因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和， 所以，電路中的電流： I===0.2A； 當S接“2”時，電路為R0的簡單電路，則通電1min產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt=t=60s=5.28104J． 故答案為：0.2；5.28104 ． 三、綜合題 18.【答案】（1）【解答】解：當S1、S3斷開，S2閉合時，Rl、R2串聯(lián)； 則根據(jù)串聯(lián)電路的總電阻等于各電阻之和得： 電路中的總電阻R=Rl+R2=3Ω+6Ω=9Ω； 電源電壓：U=IR=1A9Ω=9V． （2）當S1、S3閉合，S2斷開時，Rl、R2并聯(lián)， 則P1===27W，P2===13.5W， 所以，P=P1+P2=27W+13.5W=40.5W； （3）電阻R1產(chǎn)生的熱量Q=W=P1t=27W60s=1620J． 【解析】【分析】（1）當S1、S3斷開，S2閉合時，Rl、R2串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路電阻的特點求出總電阻，再根據(jù)公式U=IR即可求出電源電壓； （2）當S1、S3閉合，S2斷開時，Rl、R2并聯(lián)，由P=分別求出電阻的功率，然后求其和即為總功率； （3）利用W=Pt即可求電阻R1產(chǎn)生的熱量． 19.【答案】（1）解：當只閉合開關S1時，將滑動變阻器R1的滑片調到中點，燈泡與滑動變阻器 R1串聯(lián)， 因串聯(lián)電路中各處的電流相等，且此時小燈泡恰好正常發(fā)光， 所以，由圖乙可知，燈泡正常發(fā)光時電路中的電流I=IL=0.5A， 由I= 可得，R1兩端的電壓： U1=I R1=0.5A 40Ω=10V， 因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和， 所以，電源的電壓： U=UL+U1=6V+10V=16V， 燈泡的額定功率： PL=ULIL=6V0.5A=3W 答：電源電壓為16V，小燈泡的額定功率為3W （2）解：當只閉合開關S2時，燈泡與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，即I′=0.4A， 由圖乙可知，此時燈泡兩端的電壓UL′=4V， 此時R2兩端的電壓： U2=U﹣UL′=16V﹣4V=12V， 電阻R2的阻值： R2= = =30Ω， 小燈泡的實際功率： PL′=UL′I′=4V0.4A=1.6W 答：電阻R2的阻值為30Ω，小燈泡的實際功率為1.6W （3）解：當只閉合開關S2時，通電1min電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量： Q2=（I′）2R2t=（0.4A）230Ω60s=288J 答：電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量為288J 【解析】【分析】（1）當只閉合開關S1時，將滑動變阻器R1的滑片調到中點，燈泡與滑動變阻器 R1串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光時的電壓和額定電壓相等，根據(jù)圖乙讀出通過燈泡的電流即為電路中的電流，根據(jù)歐姆定律求出R1兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出電源的電壓，根據(jù)P=UI求出燈泡的額定功率；（2）當只閉合開關S2時，燈泡與R2串聯(lián)，電流表測電路中的電流，根據(jù)圖象讀出燈泡兩端的電壓，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點求出R2兩端的電壓，根據(jù)歐姆定律求出電阻R2的阻值，根據(jù)P=UI求出小燈泡的實際功率；（3）當只閉合開關S2時，根據(jù)Q=I2Rt求出通電1min電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量． 20.【答案】（1）解：由電路圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測干路電流，電流表A2測R2支路的電流． 因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等， 所以，由I= 可得，電阻R1兩端的電壓： U1=U2=I2R2=510﹣3A300Ω=1.5V； （2）解：通過R1的電流： I1= = =0.01A=10mA， 因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和， 所以，電流表A1的示數(shù)： I=I1+I2=10mA+5mA=15mA； （3）解：電路工作5min，R1產(chǎn)生的焦耳熱： Q1=I12R1t=（0.01A）2150Ω560s=4.5J． 【解析】【分析】由電路圖可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A1測干路電流，電流表A2測R2支路的電流．（1）根據(jù)并聯(lián)電路的電壓特點和歐姆定律求出電阻R1兩端的電壓；（2）根據(jù)歐姆定律求出通過R1的電流，再根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點求出電流表A1的示數(shù)；（3）電路工作5min，根據(jù)Q=I2Rt求出R1產(chǎn)生的焦耳熱．