專題153電熱器電流的熱效應(yīng)

第15章電功和電熱15.3電熱器電流的熱效應(yīng)目錄TOC\o"13"\h\z\u ②微波爐和電磁爐，沒有將電能直接轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以利用的不是電流的熱效應(yīng)。二、影響電流熱效應(yīng)的因素（1）實(shí)驗(yàn)方法：控制變量法和轉(zhuǎn)換法①控制變量法：研究電熱與多個因素中某一個因素的關(guān)系時，往往需要控制其他因素相同。②轉(zhuǎn)換法：通過觀察管中液面升高的多少來比較電阻產(chǎn)生熱量的多少。（2）實(shí)驗(yàn)結(jié)論：A.電流和電阻相同的情況下，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多。B.在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。C.在通電時間和電阻相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。三、焦耳定律（1）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電的時間成正比。這個規(guī)律叫焦耳定律。（2）公式：Q=I2Rt。（I通過的電流、R電阻的阻值、t通電時間）對于純電阻電路有：Q=U2（3）單位：電熱、電功與電能單位相同，都是焦耳（J）。（4）焦耳定律與熱量計(jì)算公式的異同點(diǎn)：名稱不同之處相同之處揭示的規(guī)律不同能量轉(zhuǎn)化形式不同計(jì)算公式不同=1\*GB3①單位相同均是焦耳（J）；=2\*GB3②研究的方法相同（控制變量法）焦耳定律通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻、導(dǎo)體中的電流與通電時間的關(guān)系電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，能的形式發(fā)生改變Q=I2Rt熱量計(jì)算公式物體吸收或放出熱量的多少與物質(zhì)的比熱容、物體的質(zhì)量和升高或降低的溫度的關(guān)系能的形式不變，只是內(nèi)能的轉(zhuǎn)移Q=cm△t（5）電功與電熱的區(qū)別與聯(lián)系：對于純電阻電路，工作時將電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時W=Q，對于非純電阻電路，工作時僅有少量的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以W＞Q。焦耳定律的應(yīng)用——電熱器檔位問題焦耳定律是計(jì)算電路中電熱的基本定律，其應(yīng)用在許多用電器中，其檔位問題是熱門考查方向和手段。在解決此類問題時，要清楚檔位高，其功率也越大，而家庭電路中的電壓都為22V，因此電流越大，功率也就越大，或則組合后電阻越小，功率也越大。因此在含有多個檔位的電路中，通常對開關(guān)進(jìn)行組合，對電阻進(jìn)行排序就可以判斷出高檔或低檔的等效電路圖?！纠?】（2020·十堰）如圖甲為某電飯鍋的簡化電路原理圖，R1和R2為加熱電阻，且阻值保持不變，R1=44Ω，S為靠近加熱盤的感溫開關(guān)，1、2是開關(guān)連接的觸點(diǎn)，加熱盤溫度達(dá)到103°C時，S自動切換到保溫狀態(tài)。某次煮飯時，僅將電飯鍋接入220V的電路，按下開關(guān)S與觸點(diǎn)1連接，工作了10min，S自動切換到保溫狀態(tài)，保溫時圖乙所示電能表的轉(zhuǎn)盤在1min內(nèi)轉(zhuǎn)過5轉(zhuǎn)。求：(1)加熱狀態(tài)時，電飯鍋消耗的電能。(2)R2的阻值。(3)用電高峰時，實(shí)際電壓只有額定電壓80%，電飯鍋加熱狀態(tài)的實(shí)際功率。【答案】(1)6.6×105J；(2)44Ω；(3)704W【解析】(1)由題意可知，當(dāng)電路處于加熱狀態(tài)時，電路只有電阻R1接入電路中，根據(jù)可知(2)當(dāng)處于保溫狀態(tài)時，電能表在1min內(nèi)轉(zhuǎn)了5轉(zhuǎn)可算即根據(jù)可知當(dāng)電路處于保溫狀態(tài)時，R1和R2串聯(lián)在電路當(dāng)中，根據(jù)可知(3)用電高峰時，實(shí)際電壓只有額定電壓的80%，此時根據(jù)可知；答：(1)加熱狀態(tài)時，電飯鍋消耗的電能為6.6×105J；(2)R2的阻值為44Ω；(3)用電高峰時，實(shí)際電壓只有額定電壓的80%，電飯鍋加熱狀態(tài)的實(shí)際功率為704W。【?？?】電流的熱效應(yīng)【例1】（2020·吉林）如圖是某電熱水壺銘牌上的部分信息。該電熱水壺在額定電壓下工作100s。消耗的電能是J；它是利用電流的效應(yīng)工作的。【答案】1.5×105；熱?！窘馕觥竣儆摄懪菩畔⒅姛崴畨氐念~定功率為1500W，由P＝得，該電熱水壺消耗的電能：W＝Pt＝1500W×100s＝1.5×105J；②電熱水壺的工作部分是發(fā)熱體，它是利用電流的熱效應(yīng)工作的。故答案為：1.5×105；熱?！纠?】下列現(xiàn)象或裝置,利用了電流熱效應(yīng)的是()①電視機(jī)后蓋有許多小孔②電動機(jī)外殼上裝散熱片③長期不用的電視機(jī)隔段時間通電一次去潮濕

④白熾燈

⑤電腦機(jī)箱里裝有小風(fēng)扇

⑥電曖手寶。A.①②⑥B.①②⑤C.③④⑥D(zhuǎn).②③⑥【答案】C【解析】①電視機(jī)后蓋有許多小孔是為把各電器元件產(chǎn)生的熱量及時散失掉，故①不符合題意；②電流通過電機(jī)產(chǎn)生的熱量是有害的，電動機(jī)外殼上裝有散熱片可以用來散熱，故②不符合題意；③家電長時間停用，隔一段時間應(yīng)通電一次利用電熱防止家電受潮，再次使用時被損壞，故③符合題意；④白熾燈通電后發(fā)熱發(fā)光，是利用電流的熱效應(yīng)工作的，故④符合題意；⑤過多的熱量會影響計(jì)算機(jī)的正常工作，機(jī)箱內(nèi)有風(fēng)扇，這都是為了散失熱量，故⑤不符合題意；⑥電暖手寶將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，利用了電流熱效應(yīng)工作的，故⑥符合題意。【?？?】影響電流熱效應(yīng)的因素【例3】（2020·宿遷）圖是探究“影響電流熱效應(yīng)因素”的實(shí)驗(yàn)裝置，將R1、R2兩電阻絲密封在兩只完全相同的燒瓶內(nèi)，且R1＞R2，瓶內(nèi)裝入等質(zhì)量的煤油，下列說法錯誤的是（）A.燒瓶內(nèi)選用比熱容較小的液體，可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯B.該裝置可以探究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系C.實(shí)驗(yàn)中通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少D.若要比較水和煤油的比熱容大小，只需將一個燒瓶內(nèi)的煤油換成等質(zhì)量的水即可【答案】D【解析】A．在液體質(zhì)量相同、吸收熱量相同的情況下，比熱容小的物質(zhì)溫度要升高的多，所以用比熱容小的液體可以使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，故A正確，不符合題意；B．由圖可知，該電路為串聯(lián)電路，通過兩個電阻的電流和通電時間是相同的，電阻不同，所以該裝置可以探究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系，故B正確，不符合題意；C．通電后電流通過電阻絲做功，產(chǎn)生熱量使煤油的溫度升高，通過觀察溫度計(jì)的示數(shù)大小來判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少，這個研究方法為轉(zhuǎn)換法，故C正確，不符合題意；D．比較水和煤油的比熱容大小時，需要用相同的加熱器加熱質(zhì)量相同的不同液體，使它們在相同的時間內(nèi)吸收相同的熱量，所以需要控制兩個電阻的裝置相同，故D錯誤，符合題意。故選D?！纠?】（2020·黃石）如圖所示，兩個密閉容器中接入電熱絲R1、R2，右邊容器上方接入電熱絲R3，在通電時間相同的情況下，觀察兩個U形管中液面高度的變化。本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)______（選填“氣體”“液體”）的熱脹冷縮來反映電流產(chǎn)生的熱量多少，已知R1=10Ω，R3=6Ω，為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，則R2=______Ω。若將R3和R2并聯(lián)接入右邊密閉容器中，則可研究電流產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系。

【答案】氣體；10；電阻?！窘馕觥繂挝粫r間內(nèi)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多，空氣的溫度升高的越快，內(nèi)外的氣壓差越大，U形管中液面的高度差越大，利用氣體的熱脹冷縮來反應(yīng)電阻絲放出熱量的多少。研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，應(yīng)控制通電時間相同，兩個密閉容器中電阻相等，故R2=R1=10ΩR2的阻值為10Ω。R3和R2并聯(lián)后總電阻R并==3.7Ω將R3和R2并聯(lián)接入右邊密閉容器中，左右兩個密閉容器中電阻不同，通電時間相同，電流相同，故可研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系?！境？?】焦耳定律的計(jì)算【例5】（2020·青島）甲、乙兩個電熱器的電阻之比為，通電相同時間產(chǎn)生的熱量之比為，則通過甲、乙的電流之比為（）A. B. C. D.【答案】C【解析】甲、乙兩個電熱器通電相同時間產(chǎn)生的熱量之比為，根據(jù)Q=I2Rt有已知甲、乙兩個電熱器的電阻之比為，則即通過甲、乙的電流之比為故ABD錯誤，C正確。故選C?！纠?】（2020·南京）一個密封盒的表面可見兩個接線柱、一個燈泡和一個可調(diào)變阻器的旋鈕。盒內(nèi)只有燈泡和變阻器兩個用電器，小明想探究它們的連接方式，連接了如圖所示的電路（電源電壓恒為3V），做了兩次實(shí)驗(yàn)，部分?jǐn)?shù)據(jù)記錄如表格所示：實(shí)驗(yàn)序號變阻器電阻R/Ω電流表示數(shù)I/A①150.5②5(1)燈泡和變阻器的連接方式是______聯(lián)；(2)第一次實(shí)驗(yàn)中，電路消耗的總功率是______W，燈泡工作時的電阻是______Ω；(3)第二次實(shí)驗(yàn)中，電流表示數(shù)是______A，變阻器工作1min產(chǎn)生的熱量是______J?！敬鸢浮?1)并；(2)15；(3)10；(4)0.9；(5)108；【解析】(1)假如燈泡和變阻器串聯(lián)，電流表的示數(shù)小于I==0.2A由表中數(shù)據(jù)可知，當(dāng)變阻器的電阻為15Ω時，電流表的示數(shù)為0.5A，由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知燈泡和變阻器并聯(lián)，電流表測量干路中的電流。(2)第一次實(shí)驗(yàn)中，電路消耗的總功率P1=UI1=3V×0.5A=1.5W第一次實(shí)驗(yàn)中，通過變阻器的電流I變==0.2A由并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過燈泡的電流IL=I1I變=0.5A0.2A=0.3A燈泡的電阻RL==10Ω(3)第二次實(shí)驗(yàn)中，通過變阻器的電流通過燈泡的電流電流表示數(shù)變阻器工作1min產(chǎn)生的熱量。1.（2020·福建）下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（）A.電風(fēng)扇 B.電視機(jī) C.電熱水壺 D.電冰箱【答案】C【解析】【詳解】A．電風(fēng)扇工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)工作的，不符合題意；B．電視機(jī)工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為光能與聲能，不是利用電流熱效應(yīng)工作的，不符合題意；C．電熱水壺工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流熱效應(yīng)工作的，符合題意；D．電冰箱工作時主要是把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，不是利用電流熱效應(yīng)工作的，不符合題意。故選C。2.將規(guī)格都是“220V

100W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機(jī)和一把電烙鐵分別接入同一家庭電路中,通電時間相同，下列說法正確的是()A.三個用電器產(chǎn)生的熱量相同B.電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多C.電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多；D.電視機(jī)產(chǎn)生的熱量最多【答案】C【解析】因?yàn)閁=220V，所以三種用電器的實(shí)際功率：P=P額=100W；又因?yàn)閃=Pt；所以三種用電器消耗的電能相同；由于電視機(jī)將一部分電能轉(zhuǎn)化為光能，電風(fēng)扇中的電動機(jī)將電能大部分轉(zhuǎn)化機(jī)械能，電烙鐵將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。則產(chǎn)生熱量最多的是電烙鐵。3.如圖所示，是研究電流熱效應(yīng)的部分實(shí)驗(yàn)電路，甲電阻絲的阻值小于乙電阻絲的阻值。比較通電后兩根電阻絲各自兩端的電壓U甲、U乙以及它們在相同時間內(nèi)分別產(chǎn)生的熱量Q甲、Q乙的大小，下面關(guān)系中正確的是（?）A.

U甲=U乙B.

U甲<U乙C.

Q甲>Q乙D.

Q甲<Q乙【答案】C【解析】由于兩電阻絲串聯(lián)，流過它們的電流I相等，通電時間t相等，由題意知：R甲<R乙，由U=IR知：U甲<U乙；由Q=I2Rt知：Q甲<Q乙.4.（2020·聊城）下表是小明家電飯煲銘牌的部分信息，小明家電能表的示數(shù)如圖所示。把電飯煲接在家庭電路中使用時，下列說法錯誤的是（）A.電飯煲是利用電流的熱效應(yīng)工作的B.電飯煲在中擋正常工作時電熱絲阻值比低擋正常工作時小C.電飯煲在高擋正常工作10min，消耗的電能是1.08×104JD.若家中只接入電飯煲，在高擋正常工作10min，電能表示數(shù)將變成7328.6kW·h【答案】D【解析】A．電飯煲是利用電流的熱效應(yīng)工作的，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故A正確，不符合題意；B．由R=可知，電壓不變，P越大，R越小，中擋時的電功率大于低擋時的功率，電壓不變，所以在中擋正常工作時電熱絲阻值比低擋正常工作時小，故B正確，不符合題意；C．電飯煲在高擋正常工作10min，消耗的電能W=Pt=1800W×10×60s=1.08×104J故C正確，不符合題意；D．若家中只接入電飯煲，在高擋正常工作10min，消耗的電能W=Pt=1.8kW×h=0.3kW·h電能表示數(shù)將變成7325.6kW·h+0.3kW·h=7325.9kW·h故D錯誤，符合題意。故選D。5.（2020·眉山）如圖所示，電源電壓不變，電阻R為定值電阻，下列說法正確的是（）①要使電路中消耗的總功率減小，給R并聯(lián)一個較大阻值的電阻②要使電路中消耗的總功率稍稍增大一點(diǎn)，給R并聯(lián)一個較大阻值的電阻③如果給R并聯(lián)一個等值電阻，此電路在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為原來的二分之一④如果給R串聯(lián)一個標(biāo)有“6V2W”的燈泡，燈泡恰好能正常發(fā)光。若換上一個“6V3W”的燈泡與R串聯(lián)，則此燈泡消耗的實(shí)際功率一定小于3WA．①② B．②④ C．①③ D．③④【答案】B【解析】由電路圖可知，電路為定值電阻R的簡單電路。①②電源電壓一定，由P＝UI＝可知，要使電路中消耗的總功率減小，應(yīng)增大電路中的總電阻，因串聯(lián)電路中總電阻大于任何一個分電阻、并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個分電阻，所以，應(yīng)給R串聯(lián)一個電阻，故①錯誤；同理可知，要使電路中消耗的總功率稍稍增大一點(diǎn)，應(yīng)使電路中的總電阻稍稍減小一些，應(yīng)給R并聯(lián)一個較大阻值的電阻，故②正確；③如果給R并聯(lián)一個等值電阻，電路的總電阻變?yōu)樵瓉淼囊话?，由Q＝W＝UIt＝t可知，此電路在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為原來的2倍，故③錯誤；④如果給R串聯(lián)一個標(biāo)有“6V2W”的燈泡，燈泡恰好能正常發(fā)光（其電壓恰好為6V），若換上一個“6V3W”的燈泡與R串聯(lián)，由P＝UI＝的變形式R＝可知，“6V3W”的燈泡電阻較小，由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，“6V3W”燈泡兩端分得的電壓變小，即小于6V，此燈泡消耗的實(shí)際功率一定小于其額定功率3W，故④正確。綜上可知，②④正確。故選：B。6.（2020·龍東）如圖，燈L標(biāo)有“4V2W”，R＝20Ω，閉合開關(guān)S時，燈L正常發(fā)光（燈絲的電阻不受溫度影響），電流表示數(shù)為A，通電1min電路中產(chǎn)生的熱量為J。【答案】0.7；168?！窘馕觥坑蓤D知R與L并聯(lián)，電流表測干路電流，燈L正常發(fā)光，所以U＝UR＝UL＝4V，由P＝UI可得通過燈泡的電流：IL＝＝＝0.5A，由歐姆定律可得通過R的電流：IR＝＝＝0.2A，由并聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可得電流表示數(shù)：I＝IL+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A；通電1min電路中產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝UIt＝4V×0.7A×60s＝168J。故答案為：0.7；168。7.（2020·青海）如圖所示的電路中，電阻R1的阻值為4Ω，當(dāng)開關(guān)閉合后，電壓表V1的示數(shù)為2V，V2的示數(shù)為1V，電源兩端的電壓為______V，通過電阻R1的電流為______A，電阻R2的阻值為______Ω，電阻R2在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是______J?！敬鸢浮?；0.5；2；30；【解析】由電路圖可知，兩電阻串聯(lián)，電壓表V1測R1兩端的電壓，電壓表V2測R2兩端的電壓。因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，電源的電壓為：U=U1+U2=2V+1V=3V通過R1的電流：因串聯(lián)電路中各處的電流相等，則：I2=I1=0.5A電阻R2的阻值：R2在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q2=I22R2t=(0.5A)2×2Ω×60s=30J8.（2020·樂山）如圖所示，在兩個透明容器中密封著等量的空氣，U型管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。將容器中的電阻絲R1、R2串聯(lián)在電路中，且R1=2R2=20Ω，電源電壓U=6V。閉合開關(guān)后，甲管中液面比乙管中液面上升得______（選填“慢”、“快”或“相同”），當(dāng)滑動變阻器滑片P移至最右端時，在1分鐘內(nèi)電流通過電阻絲R1產(chǎn)生的熱量Q=______J?！敬鸢浮靠?；48；【解析】兩電阻串聯(lián)，電流相等，R1=2R2，由焦耳定律Q=I2Rt得，電阻大的在相同電流、相同時間產(chǎn)生的熱量多，升高的溫度快，故甲管中液面比乙管中液面上升得快。當(dāng)滑動變阻器滑片P移至最右端時，滑動變阻器接入電路的電阻為零，R1、R2串聯(lián)，此時電路中的電流為1分鐘內(nèi)電流通過電阻絲R1產(chǎn)生的熱量。9.（2020·揚(yáng)州）某型號的電烤箱有“高溫”和“低溫”兩檔。電路如圖所示，開關(guān)S接時，是“高溫”檔；當(dāng)開關(guān)S分別接“1”和“2”時，電流表的示數(shù)為5A和1A；則電阻R0＝Ω、R＝Ω．電烤箱處于“高溫”檔工作10min產(chǎn)生的熱量為J?！敬鸢浮?；44；176；6.6×105?！窘馕觥浚?）當(dāng)S接1時，只有電阻R0接入電路中，總電阻為R0；當(dāng)S接2時，此時為串聯(lián)電路，總電阻為R+R0；根據(jù)P＝可知，在電源電壓不變的情況下，總電阻越小，功率越大，為高溫檔，所以開關(guān)S接1時，是“高溫”檔；（2）當(dāng)開關(guān)S接“1”時電流表的示數(shù)為5A，此時只有電阻R0接入電路中，根據(jù)歐姆定律可得R0的電阻為：R0＝＝＝44Ω；當(dāng)開關(guān)S接“2”時電流表的示數(shù)為1A，此時R、R0串聯(lián)，根據(jù)歐姆定律可得總電阻為：R'＝＝＝220Ω；則R的阻值為：R＝R'﹣R0＝220Ω﹣44Ω＝176Ω；（3）電烤箱處于“高溫”檔工作10min產(chǎn)生的熱量為：Q＝W＝UI1t＝220V×5A×600s＝6.6×105J。故答案為：1；44；176；6.6×105。10.（2020·南通）洗發(fā)后，小麗站在鏡前使用電吹風(fēng)吹頭發(fā)?(1)她發(fā)現(xiàn)鏡面起霧，霧的形成是_____現(xiàn)象，該過程要_____熱量，擦干鏡子后，小麗看到鏡子中自己等大的_____像?(2)電吹風(fēng)簡化電路如圖，旋轉(zhuǎn)扇形開關(guān)S，實(shí)現(xiàn)斷開?冷風(fēng)熱風(fēng)的轉(zhuǎn)換，已知吹冷風(fēng)時的功率為100W，R=48.4Ω，若家中只有電吹風(fēng)工作，她用冷風(fēng)?熱風(fēng)擋交替使用5mim，標(biāo)有“1200imp/kW?h”的電能表指示燈閃爍90次，則電吹風(fēng)消耗_____J的電能，使用熱風(fēng)擋的時間為_____min?【答案】(1).液化(2).放(3).虛(4).2.7×105(5).4【解析】(1)空氣中的熱的水蒸氣遇到冷的鏡面液化為液態(tài)的小水滴附著在鏡面上形成霧，此過程放熱。平面鏡成的像是反射光線的反向延長線會聚于一點(diǎn)形成的，所以，擦干鏡子后，小麗看到鏡子中自己等大的虛像?(2)根據(jù)題意知道，電路消耗1kW?h電能，指示燈閃爍1200次，工作指示燈閃爍了90次消耗的電能由知道，電熱絲的功率即吹熱風(fēng)時的功率P熱=100W+1000W=1100W設(shè)熱風(fēng)檔時間為t1，則冷風(fēng)檔時間為t2=300st1由知道，P熱t(yī)1+P冷（300st1）=2.7×105J解得使用熱風(fēng)檔時間t1=240s=4min。11.（2020·長沙）在如圖所示的電路中，電源電壓可以調(diào)節(jié)，調(diào)節(jié)電源電壓為4V，閉合開關(guān)S，電流表A、A1的示數(shù)分別為1.2A和0.8A。（1）求此時通過電阻R2的電流；（2）求電阻R2的阻值；（3）重新調(diào)節(jié)電源電壓后，閉合開關(guān)S，電流表A1的示數(shù)為1.2A，求1min內(nèi)電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮浚?）此時通過電阻R2的電流為0.4A；（2）電阻R2的阻值為10Ω；（3）1min內(nèi)電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量為216J?！窘馕觥拷猓河呻娐穲D可知，R1與R2并聯(lián)，電流表A測干路電流，電流表A1測R1支路的電流。（1）因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，所以，此時通過電阻R2的電流I2＝I﹣I1＝1.2A﹣0.8A＝0.4A；（2）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R2的阻值R2＝＝＝10Ω；（3）電阻R1的阻值R1＝＝＝5Ω，重新調(diào)節(jié)電源電壓后，閉合開關(guān)S，電流表A1的示數(shù)為1.2A，則電源的電壓U′＝I1′R1＝1.2A×5Ω＝6V，1min內(nèi)電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量：Q2＝W2＝t＝×60s＝216J。答：（1）此時通過電阻R2的電流為0.4A；（2）電阻R2的阻值為10Ω；（3）1min內(nèi)電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量為216J。12.如圖所示，物理實(shí)驗(yàn)小組探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。兩個透明容器中封閉著等量的空氣，且都有一段電阻絲。將透明容器與U形管相連，接入電路。（1）組裝之前，U形管內(nèi)注入適量紅墨水，U形管（選填“屬于”或“不屬于”）連通器。（2）圖甲是探究在通電時間相同和相同的情況下，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與大小是否有關(guān)的裝置。（3）實(shí)驗(yàn)中通過觀察的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問題時都會用到這種方法，下列研究實(shí)例采用研究方法與此相同的是。A．探究電流與電壓、電阻的關(guān)系B．用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布C．研究光的傳播時，引入“光線”D．?dāng)U散現(xiàn)象表明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動（4）由圖乙所示，電流表的示數(shù)為A，在這種情況下，右側(cè)容器中定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是J。（5）某實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)通電一段時間后，其中一個U形管中的液面高度幾乎不變，發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是?！敬鸢浮?1)屬于；(2)電流；電阻；(3)U形管液面高度；BD；(4)2；200；(5)透明容器密閉性不好(透明容器漏氣、對應(yīng)電阻絲短路)?！窘馕觥?1)由圖知，U形管內(nèi)注入適量紅墨水，上端開口，下端相連通，所以屬于連通器；(2)由圖知，阻值不同的電熱絲串聯(lián)在兩個密閉容器中，通過的電流和通電時間都相同，所以探究的是電流產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系；(3)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過液面高度差的變化來反映。采用的是轉(zhuǎn)換法；A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系，采用的是控制變量法；B.用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布，采用的是轉(zhuǎn)換法；C.研究光的傳播時，引入“光線”，采用的是模型法；D.擴(kuò)散現(xiàn)象表明分子在不停地做無規(guī)則運(yùn)動，采用的是轉(zhuǎn)換法。故選BD；(4)由圖知，電流表選擇的是0～3A量程，對應(yīng)的分度值是0.1A，電流表示數(shù)為2A；右側(cè)容器中定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×10s=200J；(5)由Q=I2Rt可知,電阻絲R1和R2在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量不同，則U形玻璃管中應(yīng)該出現(xiàn)液面高度差；而其中一個U形玻璃管中液面高度幾乎不變，說明與此相連的空氣盒有可能漏氣，也可能是對應(yīng)的容器內(nèi)的電熱絲短路。1.以下說法正確的是()A.焦耳定律反映了電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的規(guī)律B.電熱器、變阻器都是根據(jù)電流的熱效應(yīng)制成的C.功率大的用電器一定比功率小的用電器做的功多D.兩個燈泡串聯(lián)使用時，電阻大的燈泡產(chǎn)生的熱量多【答案】D【解析】A.焦耳定律的內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方、導(dǎo)體電阻的大小及通電時間成正比，反應(yīng)的是電流產(chǎn)生熱量時的規(guī)律，故A正確；B.變阻器是通過改變接入電路中的電阻絲的長度來改變電阻的，不是電流的熱效應(yīng)，故B錯；C.功率大的用電器，說明做功快，但不一定做功多，故C錯；D.兩個燈泡串聯(lián),通過的電流相等,通電時間相等,由焦耳定律Q=I2Rt可知，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比，故D正確。2.如圖所示，有兩根長短、粗細(xì)相同但不同的材料制成的電阻絲，R1>R2，將a、b接入電路中時，通過足夠大的電流，火柴棒甲、乙的情況是（?）A.甲先點(diǎn)燃B.乙先點(diǎn)燃C.同時被點(diǎn)燃D.無法判斷【答案】A【解析】根據(jù)圖示可知，兩電阻串聯(lián)，因此通過它們的電流相等；又∵R1>R2，I1=I2，t1=t2∴由Q=I2Rt可知，Q1>Q2，所以電阻R1的溫度高，故甲先被點(diǎn)燃。3.把一個標(biāo)有“10V3W”的小燈泡和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為12V的電源上（如圖所示），小燈泡恰能正常工作。該電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量是（）A．60J B．36J C．30J D．6J【答案】D【解析】（1）由P＝UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流：IL＝＝＝0.3A；（2）因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，且小燈泡正常發(fā)光，所以，R兩端的電壓：UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，因串聯(lián)電路中各處的電流相等，該電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。4.（2020·眉山）如圖所示，電源電壓不變，電阻R為定值電阻，下列說法正確的是（）①要使電路中消耗的總功率減小，給R并聯(lián)一個較大阻值的電阻②要使電路中消耗的總功率稍稍增大一點(diǎn)，給R并聯(lián)一個較大阻值的電阻③如果給R并聯(lián)一個等值電阻，此電路在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為原來的二分之一④如果給R串聯(lián)一個標(biāo)有“6V2W”的燈泡，燈泡恰好能正常發(fā)光。若換上一個“6V3W”的燈泡與R串聯(lián)，則此燈泡消耗的實(shí)際功率一定小于3WA．①② B．②④ C．①③ D．③④【答案】B【解析】由電路圖可知，電路為定值電阻R的簡單電路。①②電源電壓一定，由P＝UI＝可知，要使電路中消耗的總功率減小，應(yīng)增大電路中的總電阻，因串聯(lián)電路中總電阻大于任何一個分電阻、并聯(lián)電路的總電阻小于任何一個分電阻，所以，應(yīng)給R串聯(lián)一個電阻，故①錯誤；同理可知，要使電路中消耗的總功率稍稍增大一點(diǎn)，應(yīng)使電路中的總電阻稍稍減小一些，應(yīng)給R并聯(lián)一個較大阻值的電阻，故②正確；③如果給R并聯(lián)一個等值電阻，電路的總電阻變?yōu)樵瓉淼囊话?，由Q＝W＝UIt＝t可知，此電路在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為原來的2倍，故③錯誤；④如果給R串聯(lián)一個標(biāo)有“6V2W”的燈泡，燈泡恰好能正常發(fā)光（其電壓恰好為6V），若換上一個“6V3W”的燈泡與R串聯(lián)，由P＝UI＝的變形式R＝可知，“6V3W”的燈泡電阻較小，由串聯(lián)電路的分壓特點(diǎn)可知，“6V3W”燈泡兩端分得的電壓變小，即小于6V，此燈泡消耗的實(shí)際功率一定小于其額定功率3W，故④正確。綜上可知，②④正確。故選：B。5.（2019·無錫）如圖所示，在接線柱間接入熔絲和銅絲，熔絲電阻大于銅絲。接通電源，閉合開關(guān)S，依次閉合各小燈泡支路的開關(guān)，可以看到電流表的示數(shù)逐漸增大；再閉合電爐絲支路的開關(guān)時，會發(fā)現(xiàn)熔絲被熔斷。下列說法正確的是（）①實(shí)驗(yàn)說明電路超負(fù)荷運(yùn)行會引起安全事故②實(shí)驗(yàn)中通過熔絲的電流大于銅絲③通電相同的時間，熔絲所產(chǎn)生的熱量多于銅絲④隨著支路開關(guān)依次閉合，熔絲最終熔斷說明電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流強(qiáng)度有關(guān)A．只有①② B．只有①③④ C．只有②③④ D．①②③④都正確【答案】B【解析】①由圖知，小燈泡和電爐絲是并聯(lián)的，并聯(lián)電路干路電流等于各支路電流之和，所以同時工作的用電器越多，干路電流越大，干路導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量越多，達(dá)到一定程度，會引起熔絲熔斷，甚至引發(fā)安全事故。故①正確；②串聯(lián)電路電流處處相等，熔絲和銅絲是串聯(lián)在干路中的，所以通過熔絲的電流等于通過銅絲的電流。故②錯誤；③已知熔絲電阻大于銅絲,通過的電流相同,由焦耳定律Q=I2Rt知，在相同時間，熔絲產(chǎn)生的熱量多。故③正確；④并聯(lián)電路中，干路電流等于各支路電流之和，隨著支路開關(guān)依次閉合，干路電流逐漸增大，熔絲最終熔斷，說明電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流強(qiáng)度有關(guān)。故④正確。6.（2020·鎮(zhèn)江）額定電壓為220V的家用電暖器正常工作時，通過內(nèi)部電熱絲的電流為5A，則電熱絲正常工作時的電阻為_____Ω，工作10min產(chǎn)生的熱量為_____J。電熱絲通電后變得很燙，而連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，這是由于導(dǎo)線電阻遠(yuǎn)_____（選填“大于”或“小于）電熱絲電阻的緣故?【答案】(1).44(2).66105(3).小于【解析】[1][2]額定電壓為220V的家用電暖器正常工作時，通過內(nèi)部電熱絲的電流為5A，根據(jù)歐姆定律可知電熱絲正常工作時的電阻為工作10min產(chǎn)生的熱量為[3]根據(jù)焦耳定律：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，跟通電的時間成正比。電熱絲與連接的導(dǎo)線串聯(lián)，電流大小和通電時間相同，電熱絲通電后變得很燙，而連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，這是由于導(dǎo)線電阻遠(yuǎn)小于電熱絲電阻的緣故?7.（2020·衡陽）如圖所示電路中，電源電壓為6V，電阻R1的阻值為2Ω，滑動變阻器R2上標(biāo)有“10Ω3A”字樣，小燈泡L上標(biāo)有“12V6W”字樣，電流表所選量程為0～3A。（1）當(dāng)開關(guān)S、S1和S2都閉合時，R2的滑片置于最右端，電流表的示數(shù)為0.9A，小燈泡L在5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是J。（2）當(dāng)S閉合，S1和S2都斷開時，為了確保電流表測量更準(zhǔn)確，本實(shí)驗(yàn)中要求電流表指針要達(dá)到滿偏刻度的（即示數(shù)不小于最大量程的），則R2接入電路的最大阻值是Ω?！敬鸢浮浚?）540；（2）4?！窘馕觥浚?）當(dāng)開關(guān)S1，S2，S都閉合時，R1被短路，電路為燈L、R2的并聯(lián)電路，電流表測量干路中電流，R2的滑片置于最右端，連入電阻R2最大＝10Ω，滑動變阻器兩端的電壓等于電源電壓，通過滑動變阻器的電流：I2＝＝＝0.6A，通過燈的電流：IL＝I﹣I2＝0.9A﹣0.6A＝0.3A，燈兩端的電壓等于電源電壓，小燈泡L在5min內(nèi)產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝UILt＝6V×0.3A×5×60s＝540J；（2）當(dāng)開關(guān)S1、S2都斷開，S閉合時，電阻R1與R2串聯(lián)；為了確保測量準(zhǔn)確，電流表指針要達(dá)到滿偏刻度的，電流表所選量程為0～3A，所以最小電流Imin＝×3A＝1A，由歐姆定律可得電阻R1兩端的電壓：U1＝IminR1＝1A×2Ω＝2V；因?yàn)榇?lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，所以滑動變阻器R2兩端的電壓：U2＝U﹣U1＝6V﹣2V＝4V，由歐姆定律可得R2接入電路的最大阻值：R2max＝＝＝4Ω。故答案為：（1）540；（2）4。8.（2020·鎮(zhèn)江）某電烤箱內(nèi)部簡化電路如圖1所示，R1和R2為長度和材料均相同的電熱絲，銘牌上的部分參數(shù)如圖2所示，該電烤箱處于低溫?fù)鯐r，正常工作12min所消耗的電能為_____kW·h，R2的阻值為_____Ω，R1的橫截面積比R2的_____?【答案】(1).0.1(2).48.4(3).小【解析】[1]該電烤箱處于低溫?fù)鯐r，功率為500W，則正常工作12min所消耗的電能為[2]根據(jù)功率計(jì)算公式可知當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2斷開時處于低溫狀態(tài)，則R1的電阻為可知當(dāng)開關(guān)S1閉合、S2閉合時處于高溫狀態(tài)，此時代入可得R2的電阻為[3]由題意，R1和R2為長度和材料均相同的電熱絲，電阻與橫截面積成反比，由R1阻值為R2阻值的2倍可知，R1的橫截面積比R2的小。9.（2020·泰州）如圖所示是小明“探究影響電流熱效應(yīng)的因素”的實(shí)驗(yàn)裝置，在甲、乙兩瓶中裝入質(zhì)量和初溫均相同的煤油，R1、R2采用如圖連接方式的目的是__________。閉合開關(guān)一段時間后，乙瓶中溫度計(jì)的示數(shù)較高，由此說明通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與__________有關(guān)。小華用相同裝置（煤油質(zhì)量也相等）同時進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，細(xì)心的小紅看到小明和小華兩組電阻絲阻值相等的燒瓶中，小華這一組的煤油升溫比小明的快，比較發(fā)現(xiàn)：小華的滑動變阻器接入電路的阻值較小，根據(jù)這一現(xiàn)象，小紅__________（選填“能”或“不能”）初步判斷出通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過導(dǎo)體的電流有關(guān)?！敬鸢浮靠刂齐娏骱屯姇r間相同；電阻；能；【解析】由圖可知，兩電阻串聯(lián)，目的是控制R1和R2中的電流相同，而且還可以控制通電時間相同。乙瓶中溫度計(jì)的示數(shù)較高，可知在電流與通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多；說明通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的大小有關(guān)。由題意可知，小華和小明用相同的裝置做實(shí)驗(yàn)，可知加熱的電阻阻值相同；但小華的滑動變阻器接入電路的阻值較小，由歐姆定律可知，小華做實(shí)驗(yàn)時電路中的電流較大，此時小華這一組的煤油升溫比小明的快，說明在通電時間和電阻大小相同的情況下，通過導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越大，即小紅可以初步判斷出通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過導(dǎo)體的電流有關(guān)。10（2020·十堰）如圖所示，甲、乙兩個透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化?，F(xiàn)用該裝置探究電熱與電流的關(guān)系，則乙容器中的電阻絲R2=_____Ω，通電一定時間，觀察到____（選填“甲”或“乙”）容器U形管的液面高度差較大，R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為_______?！敬鸢浮?；甲；4：1；【解析】探究電熱與電流的關(guān)系時采用控制變量法，控制甲、乙兩個透明容器中電阻一致而流經(jīng)的電流不一致，故乙容器中的電阻絲R2=R1=5Ω。U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，熱量變化越大則液面高度的變化也越大，根據(jù)電阻發(fā)熱公式可知，通電相同時間后，由于流