7. (2025·安徽)图示电路中，电源电压保持不变，$ R_{1} $、$ R_{2} $ 均为定值电阻，其中 $ R_{1} = 10 \Omega $. 闭合开关 S，电流表的示数为 0.20 A，通电 10 s 整个电路共产生 6 J 的热量，则电阻 $ R_{2} $ 产生的热量为
2
J.
答案：7.2
解析：
解：由电路图可知，$R_{1}$与$R_{2}$并联，电流表测$R_{1}$支路的电流。
通过$R_{1}$的电流$I_{1}=0.20\,\mathrm{A}$，$R_{1}=10\,\Omega$，根据并联电路各支路两端电压相等，电源电压$U=U_{1}=I_{1}R_{1}=0.20\,\mathrm{A}×10\,\Omega = 2\,\mathrm{V}$。
整个电路产生的总热量$Q=6\,\mathrm{J}$，通电时间$t=10\,\mathrm{s}$，根据$Q=W=UIt$，电路总电流$I=\frac{Q}{Ut}=\frac{6\,\mathrm{J}}{2\,\mathrm{V}×10\,\mathrm{s}}=0.3\,\mathrm{A}$。
通过$R_{2}$的电流$I_{2}=I - I_{1}=0.3\,\mathrm{A}-0.20\,\mathrm{A}=0.1\,\mathrm{A}$。
$R_{2}$产生的热量$Q_{2}=UI_{2}t=2\,\mathrm{V}×0.1\,\mathrm{A}×10\,\mathrm{s}=2\,\mathrm{J}$。
2
8. 将某电动机接在电压为 6 V 不变的电源上，用手捏住电动机不让它转动，电路中的电流为 2 A，松手后电动机稳定转动，电路中的电流为 0.2 A，则该电动机稳定转动 1 min 输出的机械能为
64.8
J.
答案：8.64.8
解析：
当电动机不转动时，电能全部转化为内能，电动机可视为纯电阻，由欧姆定律可得线圈电阻：$R = \frac{U}{I_1} = \frac{6\ \mathrm{V}}{2\ \mathrm{A}} = 3\ \Omega$。
电动机稳定转动时，总功率：$P_{\mathrm{总}} = UI_2 = 6\ \mathrm{V} × 0.2\ \mathrm{A} = 1.2\ \mathrm{W}$。
发热功率：$P_{\mathrm{热}} = I_2^2R = (0.2\ \mathrm{A})^2 × 3\ \Omega = 0.12\ \mathrm{W}$。
输出机械功率：$P_{\mathrm{机}} = P_{\mathrm{总}} - P_{\mathrm{热}} = 1.2\ \mathrm{W} - 0.12\ \mathrm{W} = 1.08\ \mathrm{W}$。
稳定转动时间$t = 1\ \mathrm{min} = 60\ \mathrm{s}$，输出机械能：$W = P_{\mathrm{机}}t = 1.08\ \mathrm{W} × 60\ \mathrm{s} = 64.8\ \mathrm{J}$。
64.8
9. 新素养
科学探究 小杰和小芳在“探究电流产生的热量与哪些因素有关系”实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝并连接一个装水的 U 形管，通过 U 形管中水面的高度差来判断电阻丝产生热量的多少. 装置的密封性能良好，电源电压为 6 V.
(1) 小杰根据图甲观察到的现象得到“在通电时间和电阻相同时，
电流越大
，电阻产生的热量越多”的结论.
(2) 小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列实际生活中的现象能支持她猜想的是
C
.
A. 正常工作时，“36 V 54 W”的灯泡比“12 V 6 W”的灯泡亮
B. 接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热
C. 电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热
(3) 为了验证猜想，小芳选用了 5 Ω 和 100 Ω 的电阻丝进行实验，如图乙所示，请你用笔画线把电路连接完整. 闭合开关，她发现较长时间后两个 U 形管中水面的高度差均不明显，原因是
电路中电流太小(或电阻太大或电源电压太小)
，请你提出改进办法：
将$100\Omega$的电阻丝换成阻值更小的非$5\Omega$的电阻丝(或增大电源电压)
.
答案：9.(1)电流越大 (2)C (3)如图所示 电路中电流太小(或电阻太大或电源电压太小) 将$100\Omega$的电阻丝换成阻值更小的非$5\Omega$的电阻丝(或增大电源电压)
解析：(1)由图甲可知，两容器内的电阻丝的阻值相等，右侧两根电阻丝并联后与左侧的电阻丝串联，由并联电路的电流规律可知，通过左侧容器内电阻丝的电流大于通过右侧容器内电阻丝的电流，在通电时间相同的情况下，左侧U形管内水面的高度差大于右侧，说明左侧容器中电阻丝产生的热量多，所以可得出结论：在通电时间和电阻相同时，电流越大，电阻产生的热量越多。(2)探究电流产生的热量与电阻大小是否有关时，应控制电流和通电时间相同。正常工作时，通过“$36V 54W$”灯泡的电流$I = \frac{P}{U} = \frac{54W}{36V} = 1.5A$，通过“$12V 6W$”灯泡的电流$I' = \frac{P'}{U'} = \frac{6W}{12V} = 0.5A$，通过它们的电流不同，故A不符合题意；接线板上接入的用电器越多，电路的总功率越大，由$P = UI$可知，在电压不变时，总电流越大，没有控制电流相同，故B不符合题意；电熨斗工作时，电热丝和与之相连的导线串联，电流和通电时间相同，电热丝的电阻远大于导线的电阻，电熨斗发热明显，导线却不怎么热，即电热丝产生的热量远大于导线产生的热量，说明电流产生的热量与电阻大小有关，故C符合题意。(3)为验证电流产生的热量与电阻大小有关，要控制电流和通电时间相同，应该把电源、开关和两电阻丝串联起来。较长时间后两个U形管中水面的高度差均不明显，说明两电阻丝产生的热量均较小，由$Q = I^2 R t$可知，可能是电路电流太小导致的，应使电路中电流变大，由欧姆定律可知，应将其中$100\Omega$的电阻丝换成一个阻值较小的电阻丝(不能为$5\Omega$)，或增大电源电压。
10. 新趋势
创新实验 用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素. 甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝 $ R_{1} $、$ R_{2} $、$ R_{3} $ 浸没在煤油中，其中 $ R_{1} = R_{2} = 5 \Omega $、$ R_{3} = 10 \Omega $. 闭合开关前，记录下煤油的初温度 $ t_{0} $，开关 S 接 $ a $、调节滑动变阻器滑片 P，使电流表的示数为 1 A，记录下第 100 s 和第 200 s 时甲容器中煤油的末温度 $ t $；开关 S 接 $ b $，调节滑片 P，使电流表的示数为 0.5 A，记录下第 200 s 时乙、丙容器中煤油的末温度 $ t $. 断开开关，结果如下表，比较序号①②可得：当通过导体的电流和导体的
电阻
相等时，导体产生的热量与通电
时间
有关. 比较序号②和
③
可知导体产生的热量与电流大小有关. 实验中，电阻 $ R_{2} $ 产生的热量为
250
J.
答案：10.电阻 时间 ③ 250 解析：比较序号①②，导体的电阻和通过导体的电流相等，通电时间越长，煤油升高的温度越高，可得：当通过导体的电流和导体的电阻相等时，导体产生的热量与通电时间有关；探究导体产生的热量与电流大小的关系，应保持电阻和通电时间相同、电流不同，$R_1$和$R_2$的阻值相等，所以比较序号②和③可知导体产生的热量与电流大小有关；通电后$R_2$产生的热量$Q = I^2 R_2 t = (0.5A)^2 × 5\Omega × 200s = 250J$。
