第4節(jié)焦耳定律（雙基過關(guān)考點(diǎn)突破）九年級(jí)物理全一冊(cè)通關(guān)講義（人教版）

第4節(jié)焦耳定律雙基過關(guān)知識(shí)點(diǎn)一、電流的熱效應(yīng)：1.電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象。2.探究電熱的影響因素(1)實(shí)驗(yàn)方法轉(zhuǎn)換法、控制變量法。(2)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)一:如圖所示，探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與導(dǎo)體電阻的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)二:如圖所示，探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與電流的關(guān)系。(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論①在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。②在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。③在兩次實(shí)驗(yàn)過程中，隨著加熱時(shí)間的延長(zhǎng)，U形管兩邊液面的高度差增大，表明在電流大小、電阻大小相同時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電阻產(chǎn)生的熱量越多。3.電流熱效應(yīng)的影響因素：（1）電流I：在通電時(shí)間t和電阻R相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多；（2）電阻R：在通電時(shí)間t和電流I相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；（3）通電時(shí)間t：在電阻R和電流I相同的情況下，通電時(shí)間t越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多?；A(chǔ)自測(cè)：1．圖所示的家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（）A．洗衣機(jī) B．電視機(jī)C．電熱水壺 D．電風(fēng)扇【答案】C【解析】A．洗衣機(jī)主要是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A不符合題意；B．電視機(jī)主要將電能轉(zhuǎn)化為聲能和光能，故B不符合題意；C．電熱水壺主要是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流熱效應(yīng)工作的，故C符合題意；D．電風(fēng)扇主要是將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故D不符合題意。故選C。2．下列措施中，屬于利用電流熱效應(yīng)工作的是（）A．電視機(jī)的后蓋有很多孔 B．電熨斗通電后發(fā)熱可以熨平衣物C．與空調(diào)器相連的導(dǎo)線很粗 D．電腦的主機(jī)中安裝微型風(fēng)扇【答案】B【解析】A．電視機(jī)工作時(shí)會(huì)發(fā)熱，后蓋有很多孔，起散熱用，故A不符合題意；B．電熨斗通電后，根據(jù)電流熱效應(yīng)，電熨斗會(huì)發(fā)熱，可以用來熨平衣物，故B符合題意；C．與空調(diào)器相連的導(dǎo)線很粗，電阻較小，根據(jù)焦耳定律，相同時(shí)間、相同電流時(shí)，發(fā)熱較小，不是利用電流熱效應(yīng)工作的，故C不符合題意；D．電腦的主機(jī)工作時(shí)會(huì)發(fā)熱，安裝的微型風(fēng)扇起散熱作用，不是利用電流熱效應(yīng)工作，故D不符合題意。故選B。3．為了探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，某小組的同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的實(shí)驗(yàn)電路，用兩只規(guī)格相同的燒瓶，裝有質(zhì)量和初溫都相同的煤油，煤油中的電阻絲通過橡皮塞上的接線柱與電路相連，燒瓶中電阻絲的阻值R甲＜R乙。（1）圖中的電路可以探究通電時(shí)間和_____相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與_____的關(guān)系。（2）通電一段時(shí)間后，溫度計(jì)的示數(shù)升高，這是由于電流的_____效應(yīng)引起的，這段時(shí)間內(nèi)煤油的內(nèi)能_____（選填“增加”、“減小”或“不變”），末溫較高的應(yīng)該是_____（選填“甲”或“乙”）瓶中的溫度計(jì)。（3）燒瓶中為什么裝煤油而不裝水？_____（答出一種可能即可）【答案】

電流

電阻

熱

增加

乙

見解析【解析】（1）[1][2]由圖可知，圖中兩電阻在同一電路中，且處于串聯(lián)狀態(tài)，所以通過的電流和通電時(shí)間相同，而因?yàn)閮呻娮璐笮〔煌?，故可研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。（2）[3]因?yàn)殡娏骶哂袩嵝?yīng)，所以通電一段時(shí)間后，溫度計(jì)的示數(shù)升高，這是由于電流的熱效應(yīng)引起的。[4][5]因?yàn)檫@段時(shí)間煤油在不斷的吸熱，所以煤油的內(nèi)能增加，已知通過的電流和通電時(shí)間相同，因?yàn)镽甲＜R乙，所以根據(jù)Q＝I2Rt可得，乙瓶中煤油吸熱多，根據(jù)題意可知，煤油的質(zhì)量和初溫都相同，根據(jù)公式可得所以末溫較高的應(yīng)該是乙瓶中的溫度計(jì)。（3）[6]燒瓶中不裝水而裝煤油，是因?yàn)樗谋葻崛葺^大，吸收相等的熱量，溫度變化不明顯，煤油比熱容較小，吸收相等的熱量，溫度變化明顯，因此實(shí)驗(yàn)時(shí)用煤油而不用水。4．如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中密封著初溫、質(zhì)量相同的空氣。（1）利用甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與___________的關(guān)系，通電一段時(shí)間后，___________（選填“左”或“右”）側(cè)容器相連的U形管中液面的高度差較大；（2）乙裝置中的電阻R3的作用主要是使電阻R1和R2中的電流___________（選填“相等”或“不相等”），為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，可以將R3的阻值換成___________（選填“更大的”或“更小的”）；（3）通過觀察乙裝置，___________（選填“左”或“右”）容器中導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量較多。由此可知，在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越___________，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。該裝置___________（選填“能”或“不能”）解釋“電爐絲熱得發(fā)紅，而連接它的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱”；（4）乙裝置中，如果R3斷路，在通電時(shí)間相同時(shí)，與R3沒有斷路時(shí)相比較，左側(cè)U形管中液面的高度差將___________，右側(cè)U形管中液面的高度差將___________（以上兩個(gè)空都選填“變大”、“變小”或“不變”）；（5）讓乙裝置冷卻到初始狀態(tài)，把右側(cè)并聯(lián)的兩根電阻絲R2、R3都放入容器中，接通電源一段時(shí)間后，電阻絲產(chǎn)生的熱量___________多。（選填“左容器”“右容器”或“兩容器一樣”）【答案】

電阻

右

不相等

更小的

左

大

不能

變小

變大

左容器【解析】（1）[1]在甲裝置中，將容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過它們的電流I與通電時(shí)間t相同，電阻不同，故可探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。[2]甲實(shí)驗(yàn)兩電阻絲串聯(lián)，則通過電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，右側(cè)電阻阻值大，由焦耳定律可知，右側(cè)電阻絲產(chǎn)生熱量多；則右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，右側(cè)容器中U形管中液面的高度差大。（2）[3][4]圖乙的裝置在實(shí)驗(yàn)中，右側(cè)容器的外部，將一個(gè)完全相同的電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，再接入原電路，目的是使通過左邊容器中電阻的電流與通過右邊容器中電阻的電流不同，可以探究電流產(chǎn)生的熱量與通過導(dǎo)體的電流大小的關(guān)系；為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，可以將R3的阻值換成更小的，這樣分流更多，R1和R2發(fā)熱多少對(duì)比更明顯。（3）[5][6]電阻絲R3的分流使I1>I2，根據(jù)可知左側(cè)容器產(chǎn)生的電熱多；由此可知，在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的電熱越多。[7]電爐絲、導(dǎo)線是較大電阻和較小電阻的串聯(lián)關(guān)系，應(yīng)該用圖甲裝置解釋，所以裝置乙不能解釋。（4）[8]在乙實(shí)驗(yàn)中，電阻R3斷路后，電路中的總電阻變大，在電源電壓一定時(shí)，根據(jù)歐姆定律可知，電路中的電流變小，即通過R1的電流變小，根據(jù)焦耳定律可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，電阻R1產(chǎn)生的熱量變小，左側(cè)U形管中液面的高度差將變小。[9]由于電阻R3斷路，R2與R3并聯(lián)部分的總電阻變大，分壓將增多，由可得通過R2中的電流變大，因此右側(cè)U形管中液面的高度差將變大。（5）[10]依據(jù)題意，右側(cè)兩個(gè)電阻并聯(lián)后的電阻是左側(cè)電阻的一半，由可知，在電流、通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，所以左側(cè)容器電阻絲產(chǎn)生的電熱多。知識(shí)點(diǎn)二、焦耳定律1.內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。2.焦耳定律公式及各物理量單位（1）公式：（2）單位：I——電流——安培（A）；R——電阻——?dú)W姆（Ω）；t——時(shí)間——秒（s）；Q——熱量（電熱）——焦耳（J）.（3）公式的意義:公式反映的是電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，定量地揭示了電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的規(guī)律。（4）適用范圍:公式是由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，只要是電流所產(chǎn)生的熱量，都可以利用這一公式進(jìn)行計(jì)算。3.在純電阻電路中，電熱與電阻的關(guān)系時(shí)間產(chǎn)生的熱量（多用于定性比較兩用電器相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量）。（1）在只有R1和R2的串聯(lián)電路中，電熱與電阻成正比，即（2）在只有R1和R2的并聯(lián)電路中，通電時(shí)間相同時(shí)，電熱與電阻成反比，即。基礎(chǔ)自測(cè)5．電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為_______，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。英國(guó)物理學(xué)家_______通過大量實(shí)驗(yàn)，最先精確確定了電熱與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系?！敬鸢浮?/p>

內(nèi)能

焦耳【解析】[1]電流通過導(dǎo)體時(shí)導(dǎo)體都要發(fā)熱，消耗電能轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象稱為電流的熱效應(yīng)。[2]物理學(xué)家焦耳做了大量實(shí)驗(yàn)，最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系是Q＝I2Rt，為人們利用電熱提供了理論基礎(chǔ)。6．串、并聯(lián)電路電功特點(diǎn)：（1）在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流產(chǎn)生的___________等于各部分電熱___________；（2）串聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成___________，即；（3）并聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成___________，即（各支路通電時(shí)間都相同）?！敬鸢浮?/p>

總熱量

之和

正比

反比【解析】（1）[1][2]由和串并聯(lián)電路特點(diǎn)得，在串聯(lián)電路和并聯(lián)電路中，電流產(chǎn)生的總熱量等于各部分電熱之和。（2）[3]串聯(lián)電路中，電流處處相等，由得，各部分電路的熱量與其電阻成正比。（3）[4]并聯(lián)電路中，各支路兩端的電壓相等，由得，各部分電路的熱量與其電阻成反比。7．如圖所示是電暖氣和暖寶，里面的加熱絲所用的材料是_____（選填“導(dǎo)體”“絕緣體”“超導(dǎo)體”“半導(dǎo)體”）。若電暖氣要求通電后升溫速度快，暖寶要求通電加熱后可以放出更多的熱量，則_____（選填“電暖氣”“暖寶”）需要充入比熱容較大的液體?！敬鸢浮?/p>

導(dǎo)體

暖寶【解析】[1]電暖氣和暖寶都是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，里面的加熱絲是導(dǎo)體。[2]質(zhì)量相同的不同物質(zhì)在吸收相同的熱量時(shí)，比熱容小的溫度升高得快，因此電暖氣內(nèi)部應(yīng)充入比熱容小的液體；根據(jù)可知，在質(zhì)量相同、降低的溫度相同時(shí)，比熱容大的液體放出的熱量越多，所以暖寶要充入比熱容大的液體。8．如圖所示，從甲地通過兩條輸電線向乙地用戶供電，若甲地電源電壓恒為U，輸電線的總電阻為r，當(dāng)乙地用戶用電時(shí)，下列說法正確的是（）A．用戶使用的用電器兩端電壓為UB．輸電線上消耗的電功率為C．當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，用電器兩端的電壓升高D．當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，輸電線上因發(fā)熱而損失的功率增大【答案】D【解析】A．由于輸電線有電阻，會(huì)分擔(dān)一部分的電壓，故A錯(cuò)誤；B．輸電線上的電壓小于U，故輸電線上消耗的電功率小于，故B錯(cuò)誤；C．當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，干路電流增大，電線分擔(dān)的電壓比較多，故用電器兩端的電壓降低，故C錯(cuò)誤；D．當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，根據(jù)可知，電流增大，輸電線上因發(fā)熱而損失的功率增大，故D正確。故選D。9．額定電壓均為220V電飯鍋和洗衣機(jī)，已知電飯鍋和洗衣機(jī)的額定功率都是800W，同時(shí)接入我國(guó)的家庭電路中工作時(shí)，下列說法正確的是（）A．電飯鍋消耗的電能多 B．電飯鍋和洗衣機(jī)消耗的電能一樣快C．電飯鍋消耗的電能少 D．電流通過電飯鍋和洗衣機(jī)產(chǎn)生的熱量一樣多【答案】B【解析】AC．電飯煲和洗衣機(jī)接入我國(guó)的家庭電路中工作，我國(guó)的家庭電路的電壓都是220V，那么它們都在額定電壓下工作，電功率都是額定功率800W，由得，電功率相同，但是不知道時(shí)間，無法判斷哪個(gè)用電器消耗的電能多，故A、C錯(cuò)誤；B．電功率是表示電流做功快慢的物理量，已知電飯鍋和洗衣機(jī)的額定功率都是800W，同時(shí)接入我國(guó)的家庭電路220V電壓中工作時(shí)，電飯鍋和洗衣機(jī)的電功率都是額定功率800W，消耗的電能一樣快，故B正確；D．兩個(gè)電器的額定功率相同，假如在額定電壓下工作相同的時(shí)間，則消耗的電能相同，但電飯煲主要是把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，洗衣機(jī)主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故可知電飯煲放出的熱量最多，而且時(shí)間也不確定，不能判斷電流通過電飯鍋和洗衣機(jī)產(chǎn)生的熱量，誰多誰少，故D錯(cuò)誤。故選B。10．甲、乙兩電熱器通過的電流之比為3∶2，通電時(shí)間之比為2∶3，電阻之比為4∶3，則產(chǎn)生熱量之比為（）A．1∶2 B．2∶9 C．2∶1 D．9∶2【答案】C【解析】由題意可知由可得，電流通過甲、乙兩個(gè)電熱器產(chǎn)生的熱量之比故ABD不符合題意，C符合題意。故選C。知識(shí)點(diǎn)三、電熱的利用和防止1.電熱器的工作原理:電流的熱效應(yīng)。2.電熱器的主要結(jié)構(gòu):發(fā)熱體。發(fā)熱體是由導(dǎo)電性差、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣體材料上做成的。其中，絕緣體材料可將電阻絲與電熱器的外殼隔開，防止觸電和漏電。3.常見家用電熱器:電飯煲、電烙鐵、電烤箱等。4.電熱器的優(yōu)點(diǎn)（1）清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染;（2）效率高;（3）可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。5.電熱的危害（1）由于電流的熱效應(yīng)，會(huì)使用電器的溫度過高，加速絕緣材料的老化，甚至可能燒壞用電器。（2）造成電能輸送過程中的電能損失。6.防止電熱危害的方法（1）安裝散熱風(fēng)扇；（2）安裝散熱片；（3）安裝散熱窗?；A(chǔ)自測(cè)11．下列用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（）A．電暖氣 B．洗衣機(jī) C．電視機(jī) D．電冰箱【答案】A【解析】電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象，叫做電流的熱效應(yīng)，電熱在生產(chǎn)生活中有利有弊。A．電暖器工作時(shí)，主要把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用電熱取暖，故A符合題意；BD．洗衣機(jī)和電冰箱屬于電動(dòng)類用電器，主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故不符合題意；C．電視機(jī)屬于信息類用電器，為避免電熱損壞電子元件，要留散熱孔，故D不符合題意。故選D。12．電流通過電機(jī)產(chǎn)生的熱量是有害的，因此要在電動(dòng)機(jī)外殼設(shè)計(jì)________，在電視機(jī)后蓋上設(shè)計(jì)________。但家用電器若長(zhǎng)時(shí)間停用，應(yīng)隔一段時(shí)間通用一次，這樣做對(duì)維修家電有好處，你知道其中的原因嗎？________?！敬鸢浮?/p>

多翼狀散熱片

散熱窗

利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱來驅(qū)潮【解析】[1][2]電流通過電機(jī)產(chǎn)生的熱量是有害的，因此要在電動(dòng)機(jī)外殼設(shè)計(jì)多翼狀散熱片，增大散熱面積；在電視機(jī)后蓋上設(shè)計(jì)散熱窗，加快空氣流動(dòng)，使熱量很快的散出。[3]家用電器若長(zhǎng)時(shí)間停用，里面的電子元件容易受潮，應(yīng)隔一段時(shí)間通用一次，這樣做可以利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱來驅(qū)潮。13．下列事例，屬于防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害的是（）A．養(yǎng)雞場(chǎng)使用電熱孵化器孵小雞 B．家里使用電飯鍋煮飯C．小明媽媽用電熨斗熨衣服 D．電視機(jī)的后蓋有很多孔【答案】D【解析】A．養(yǎng)雞場(chǎng)使用電熱孵化器孵小雞，消耗電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于利用電流的熱效應(yīng)，故A不符合題意；B．使用電熱水壺?zé)?，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于利用電流的熱效應(yīng)，故B不符合題意；C．用電熨斗熨衣服，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，屬于利用電流的熱效應(yīng)，故C不符合題意；D．電視機(jī)的后蓋有很多孔，是為了防止電熱產(chǎn)生危害，故D符合題意。故選D?？键c(diǎn)突破考點(diǎn)1.電熱影響因素的探究方法：（1）明確實(shí)驗(yàn)中的兩種方法：①轉(zhuǎn)換法：通過U形管兩邊液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，從而反映電阻產(chǎn)生熱量的多少。②控制變量法：實(shí)驗(yàn)一是通過串聯(lián)保證電流相同；實(shí)驗(yàn)二中，左邊容器內(nèi)電阻中電流是右邊容器內(nèi)電阻中電流的2倍，探究電熱與電流的關(guān)系。（2）實(shí)驗(yàn)中用電阻絲對(duì)空氣加熱可以縮短實(shí)驗(yàn)時(shí)間，并會(huì)便實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使兩容器密閉且封閉等量的空氣，不能漏氣。例1.（2022·內(nèi)蒙古通遼·中考真題）在“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置（兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣）。下列說法正確的是（）①U形管中液面高度變化主要是由液體熱脹冷縮引起的②圖甲裝置能探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系③圖乙實(shí)驗(yàn)過程中右邊透明容器中電阻絲阻值應(yīng)該等于10Ω④用圖甲中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象A．①② B．②③ C．②④ D．③④【答案】C【解析】①U形管中液面高度變化主要是由透明容器中空氣的熱脹冷縮引起的，故①錯(cuò)誤；②圖甲裝置中，兩電阻串聯(lián)，電流相等，電阻不相等，能探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故②正確；③圖乙實(shí)驗(yàn)過程中右邊兩個(gè)電阻絲并聯(lián)，右邊容器中的電阻通過的電流與左邊電阻絲通過的電流不相等，探究的是電熱與電流的關(guān)系，需要保持電阻相同，故阻值應(yīng)該等于5Ω，故③錯(cuò)誤；④電爐絲熱與電爐絲相連的導(dǎo)線串聯(lián)，電流相等，電阻不相等；用圖甲中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象，故④正確；故①③錯(cuò)誤，②④正確。故選C。例2.（2022·江蘇無錫·中考真題）用如圖所示的裝置探究影響電流熱效應(yīng)的因素，三個(gè)相同的錐形瓶?jī)?nèi)均裝有質(zhì)量相等的煤油，電阻絲R1、R2、R3浸沒在煤油中，其中R1=R3=6Ω、R2=3Ω。閉合開關(guān)前，記錄下煤油的初溫度t0；接通電源，同時(shí)閉合開關(guān)S1、S2，記錄下電流I，通電相同時(shí)間，記錄下煤油的末溫度，結(jié)果如表所示，則R1、R2所在錐形瓶中的煤油升溫所吸收的熱量之比為_________比較①③可知，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與____________有關(guān)；比較____________（選填序號(hào)）可知，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān)，若要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系，應(yīng)進(jìn)行的探究是：____________。序號(hào)電阻電流I/A初溫度t0/℃末溫度/℃①R11.02030②R21.02024③R31.52044【答案】

5:2

電流

①②

只閉合開關(guān)S2，改變通電時(shí)間，觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化量【解析】[1]因?yàn)槿齻€(gè)相同的錐形瓶?jī)?nèi)均裝有質(zhì)量相等的煤油，根據(jù)可得，吸收的熱量與溫度變化量成正比，R1所在錐形瓶?jī)?nèi)的液體溫度升高30℃20℃=10℃R2所在錐形瓶?jī)?nèi)的液體溫度升高24℃20℃=4℃故吸收熱量之比為5:2；[2]由題可知，R1=R3=6Ω，兩個(gè)電阻阻值相同，由表格數(shù)據(jù)可知，③的電流大于①的電流，而升高的溫度是③多一些，根據(jù)控制變量法，所以能夠得出導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流有關(guān)。[3]根據(jù)題目可知R1=6Ω、R2=3Ω，電阻不同，且①②電流相同，①升高的溫度比②高，能夠得出導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān)。[4]只閉合開關(guān)S2，改變通電時(shí)間，觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化量就能夠探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系。例3.（2022·浙江臺(tái)州·中考真題）某興趣小組在研究“電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻、電流及通電時(shí)間的定量關(guān)系”時(shí)，制作了如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置：有機(jī)玻璃盒內(nèi)裝有電阻絲、水和電子溫度計(jì)，盒外采用優(yōu)質(zhì)保溫材料包裹。（1）采用優(yōu)質(zhì)保溫材料的目的是減少實(shí)驗(yàn)過程中______的散失；（2）保持水的質(zhì)量和電流不變，換用不同阻值的電阻絲R，記錄水溫變化ΔT和通電時(shí)間t的數(shù)據(jù)，整理部分?jǐn)?shù)據(jù)并繪制圖像如圖乙；根據(jù)上述實(shí)驗(yàn)，可以得出結(jié)論：______；（3）保持水的質(zhì)量、電阻和通電時(shí)間不變，改變電流大小，相關(guān)數(shù)據(jù)整理如下表；電流I/A0.20.30.40.50.6升高的溫度ΔT/℃0.40.9______2.53.6請(qǐng)分析表中數(shù)據(jù)，并將表中所缺的數(shù)據(jù)補(bǔ)上。【答案】

熱量

當(dāng)電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比

1.6【解析】（1）[1]優(yōu)質(zhì)保溫材料導(dǎo)熱能力差，采用優(yōu)質(zhì)保溫材料的目的是減少實(shí)驗(yàn)過程中熱量的散失。（2）[2]水的質(zhì)量相同，水溫變化ΔT與吸熱的多少成正比，水溫變化ΔT越大，電阻絲放出的越多，即當(dāng)電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比。（3）[3]不計(jì)熱量損失Q吸=Q放則cmΔT=I2Rt所以變形可得

考點(diǎn)2.一般電路中電熱的計(jì)算方法：（1）在純電阻電路中，電熱等于電功，計(jì)算電功的所有公式都可以用，即；在非純電阻電路中，電功大于電熱，即W＞Q；此時(shí)，計(jì)算電功只能用，而電熱只能用，千萬不能再用或。（2）對(duì)于通過斷開或閉合開關(guān)實(shí)現(xiàn)電路連接方式轉(zhuǎn)換型電路，通常采用等效法進(jìn)行分析，即分析出每種情況的等效電路，并畫出相應(yīng)的電路圖，使題目的條件更加直觀化。例4.（2022·四川攀枝花·中考真題）小華同學(xué)為探究家中儲(chǔ)水式熱水器的效率，觀察了該熱水器銘牌數(shù)據(jù)，并記錄了熱水器某次加熱過程的相應(yīng)數(shù)據(jù)，如表1、表2。已知水的密度為，比熱容為。表1儲(chǔ)水式熱水器型號(hào)：DSZF電器類別：1額定電壓：額定功率：額定頻率：額定容量：表2記錄時(shí)間水溫（℃）8:00448:10488:3057小華分析以上數(shù)據(jù)，得出水溫從44℃上升到57℃的過程中，熱水器中的水吸收的熱量Q=______J，熱水器消耗的電能W=______J，熱水器的效率為______?！敬鸢浮?/p>

91%【解析】[1]由題意得，水的質(zhì)量根據(jù)得，水吸收的熱量[2]水溫從44℃上升到57℃的過程中，所用時(shí)間熱水器消耗的電能[3]熱水器的效率為例5.（2022·遼寧丹東·中考真題）如圖所示，電源電壓保持不變，燈泡L標(biāo)有“12V12W”字樣（忽略燈絲電阻的變化）。閉合開關(guān)S1，斷開S2，燈泡L正常發(fā)光；閉合開關(guān)S1、S2，電流表示數(shù)為1.5A，則電源電壓為___________V；閉合開關(guān)S1，斷開S2，通電30s定值電阻R產(chǎn)生的熱量是___________J?！敬鸢浮?/p>

36

720【解析】[1]閉合開關(guān)S1，斷開S2，燈泡和定值電阻串聯(lián)，燈泡正常發(fā)光，根據(jù)可知電路電流根據(jù)歐姆定律可知定值電阻兩端的電壓根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源電壓……①閉合開關(guān)S1、S2，電路為定值電阻的簡(jiǎn)單電路，電流表示數(shù)為1.5A，則電源電壓為……②聯(lián)立①②可知，U=36V，R=24Ω。[2]閉合開關(guān)S1，斷開S2，燈泡L和定值電阻串聯(lián)，通電30s定值電阻R產(chǎn)生的熱量為考點(diǎn)3.擋位型電熱器的綜合計(jì)算方法：分析解決多檔位電熱器問題，首先應(yīng)結(jié)合電功的普適式及導(dǎo)出式、歐姆定律、開關(guān)的閉合、斷開引起的電路變化判斷出高、中、低檔位的電路情況，再結(jié)合對(duì)應(yīng)的電路情況，利用公式求解。例6.（2022·陜西·中考真題）物理科技小組在課外制作活動(dòng)中，把一廢舊電飯鍋改造成一個(gè)由一根電熱絲和兩個(gè)開關(guān)組成的簡(jiǎn)易電飯鍋。接通電源，手動(dòng)開關(guān)閉合，電熱絲工作，當(dāng)鍋內(nèi)溫度達(dá)到103℃時(shí)，手動(dòng)開關(guān)自動(dòng)斷開，且無法自動(dòng)閉合；接通電源，溫控開關(guān)在鍋內(nèi)溫度低于60℃時(shí)自動(dòng)閉合，電熱絲工作，鍋內(nèi)溫度高于85℃時(shí)，溫控開關(guān)自動(dòng)斷開。通過兩個(gè)開關(guān)的通斷，可實(shí)現(xiàn)加熱和保溫兩種功能。根據(jù)以上描述，下列判斷正確的是（）A．接通電源，閉合手動(dòng)開關(guān)，電熱絲才能開始工作B．當(dāng)手動(dòng)開關(guān)自動(dòng)斷開時(shí)，簡(jiǎn)易電飯鍋馬上進(jìn)入保溫狀態(tài)C．鍋內(nèi)溫度由103℃降至60℃過程中，電熱絲不工作D．簡(jiǎn)易電飯鍋加熱時(shí)的功率大于保溫時(shí)的功率【答案】C【解析】A．由題意可知，由題意可知，溫控開關(guān)S1與按鈕開關(guān)S2是并聯(lián)的，如圖所示電熱絲要工作，只需閉合開關(guān)S1或者開關(guān)S2，當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于60℃時(shí)，溫控開關(guān)S1自動(dòng)閉合，電熱絲工作，故A錯(cuò)誤；B．當(dāng)手動(dòng)開關(guān)自動(dòng)斷開時(shí)，鍋內(nèi)溫度達(dá)到103℃，鍋內(nèi)溫度高于85℃，溫控開關(guān)S1不會(huì)閉合，所以簡(jiǎn)易電飯鍋不能馬上進(jìn)入保溫狀態(tài)，故B錯(cuò)誤；C．鍋內(nèi)溫度達(dá)到103℃時(shí)，手動(dòng)開關(guān)自動(dòng)斷開，且無法自動(dòng)閉合，而溫控開關(guān)在鍋內(nèi)溫度低于60℃時(shí)才會(huì)自動(dòng)閉合，所以鍋內(nèi)溫度由103℃降至60℃過程中，電熱絲不工作，故C正確；D．根據(jù)公式可知，簡(jiǎn)易電飯鍋加熱時(shí)的功率與保溫時(shí)的功率一樣大，故D錯(cuò)誤。故選C。例7.（2022·遼寧遼寧·中考真題）圖甲是最大功率為1000W的電煎鍋，它分為高、中、低三擋。圖乙是其簡(jiǎn)化電路圖，S為總開關(guān)，S0為調(diào)擋開關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)S0可將開關(guān)調(diào)至1、2、3位置。R1、R2、R3為發(fā)熱電阻且阻值相等。求：（1）電煎鍋的中擋電功率；（2）將電煎鍋調(diào)至中擋煎制食物時(shí)，3分鐘可將50g食物從4℃加熱至139℃，電煎鍋加熱食物的效率。【食物的比熱容取4.0×103J/（kg℃）】【答案】（1）500W；（2）30%【解析】解：（1）當(dāng)S閉合，S0接1時(shí)，R1、R2、R3串聯(lián)，處于低溫?fù)酰划?dāng)S0接2時(shí)，R2、R3串聯(lián)，處于中溫?fù)?；?dāng)S0接3時(shí)，只有R3工作，處于高溫?fù)?。根?jù)P=UI和可知，電阻為電煎鍋的中擋電功率（2）食物吸收的熱量Q吸＝cmt＝4.0×103J/(kg℃)×50×103kg×(139℃4℃)＝2.7×104J消耗的電能W＝P中t＝500W×3×60s＝9×104J電煎鍋加熱食物的效率答：（1）電煎鍋的中擋電功率為500W；（2）將電煎鍋加熱食物的效率為30%。考點(diǎn)4.含電動(dòng)機(jī)工作時(shí)電熱的計(jì)算方法：(1)加熱電阻屬于純電阻。結(jié)合電路的特點(diǎn),可利用推導(dǎo)式計(jì)算加熱電阻正常工作時(shí)的電功率。(2)