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苏科版九年级全册电热器 电流的热效应第一课时教学设计及反思
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这是一份苏科版九年级全册电热器 电流的热效应第一课时教学设计及反思，共29页。教案主要包含了知识梳理，易混淆点，典例分析，真题操练等内容，欢迎下载使用。
专项十五 电功和电热
3 电热器 电流的热效应
第1讲 焦耳定律
【知识梳理】
1． 电流的热效应：电流通过导体时 转化为 ，这种现象叫做电流的热效应。
2． 焦耳定律：电流通过导体产生的 ，与 正比，与导体的 成正比，与通电 成正比。
3． 焦耳定律公式： 。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
4． 当电流通过导体做的 (电功)全部用来产生 (电热)，则有 ，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。
【易混淆点】
一、 电流的热效应
1． 电流的热效应：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。
2． 两类用电器：
① 纯电阻用电器：电流通过时将电能全部转化为内能的用电器。如电饭煲、电炉、电熨斗、电烙铁、电取暖器、电热水器等单纯用来发热的用电器。
② 非纯电阻用电器：电流通过时只有部分电能转化为内能的用电器。如电风扇、电动机、电脑、电视机等，这类用电器除部分电能转化为内能外，大部分电能会转化成其他形式的能。
二、 影响电流产生热量的因素
1． 实验方法：控制变量法和转换法。
2． 结论
① 在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
② 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
③ 在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
知识点一：电流热效应
【典例分析】
1. 下列措施中，属于利用电流热效应的是 ( )
A．电视机的后盖有很多孔 B．电饭锅的发热板装在底部
C．与空调器相连的导线很粗 D．电脑的主机中安装微型风扇
【真题操练】
2. (2020·宿迁)图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是( )
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显；
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系；
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少；
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
知识点二：探究电流热效应的因素
【典例分析】
3. 如图是探究“电流通过导体时产生的热跟什么因素”有关的实验装置，两个透明的容器中密封着等质量的空气。关于这一实验，下列说法正确的是 ( )
A．该实验装置探究的是电流产生的热与电阻的关系
B．该装置用U形管中液体热胀冷缩来反应电阻放热的多少
C．若容器外电阻断路，则相同时间内，与没断比，左侧U形管中液面高度差小
D．若将左侧容器中电阻换成10Ω电阻后，可探究电流产生的热与电阻的关系
【真题操练】
4. 从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，在输送功率一定的情况下，根据焦耳定律，就要尽可能地减小输电线中的______，因此在目前技术水平下要采电高电压输电。如图是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，中间的支架是导体，相当于增大了导线的______，从而______(选填“增大”或“减小”)了导线的电阻，以达到减少输电线上电能损失的目的。超导材料的出现，为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
知识点三：焦耳定律计算
【典例分析】
5. 如图所示电路，电源电压不变，R1为发热电阻，阻值10Ω．R2为定值电阻，阻值为20Ω．R为滑动变阻器（A、B为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流表的示数为0.3A，电源电压U=______V．当滑片P移到B点时，发热电阻R1在1分钟内产生的热量为______J。
【真题操练】
6. (2020·沈阳)康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，、均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为，保温功率为。[，]求：
(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量；
(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间；
(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值。
知识点四：电动机问题
【典例分析】
7. 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入220V的家庭电路中正常工作，若通电时间相同，则下列说法正确的是 ( )
A．电冰箱产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多
C．三者产生的热量一样多 D．三者消耗的电能一样多
【真题操练】
8. (2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω。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。
知识点五：电流热效应实验
【典例分析】
9. (2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是( )
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”；
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 ；
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢；
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【真题操练】
10. 小明和小红利用如图12所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。
(1)实验中，小明和小红发现___________烧瓶中温度计的示数升高快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越_______，产生的热量越多。
(2)小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成_______相等的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的_________相等。通过实验观察，发现装有________(选填“水”或“煤油”)的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大。
1. 下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是( )
A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．家里使用电热水壶烧水
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服
D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
2. 江都城北的毛先生购买了一只电热水器，使用时发现通电不长时间，其电源线很热，甚至能闻出很浓的橡胶的焦味，于是毛先生决定用他学过的物理知识向消费者协会投诉，他可从下面哪个方面的鉴定提出投诉 ( )
A．电压太高 B．导线太短
C．导线太粗 D．导线太细
3. 用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”。电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1
A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
4. (2020·山东青岛市·中考真题)甲、乙两个电热器的电阻之比为，通电相同时间产生的热量之比为，则通过甲、乙的电流之比为( )
A． B． C． D．
5. (2020·吉林中考真题)如图是某电热水壶铭牌上的部分信息。该电热水壶在额定电压下工作100s，消耗的电能是_____ J； 它是利用电流的_____效应工作的。
6. (2020·四川成都市·九年级一模)某款迷你电炖盅有加热和保温两个档，加热档的功率为100W，如图是其简化的电路图，已知，电炖盅的旋钮开关处于图示位置时是______档，电炖盅在保温挡工作10min产生的热量是______J。
7. 如图所示，小明设计了一个电吹风的电路图，电热丝R通电后会发热，电动机通电后能吹风。当S1、S2都闭合时，吹_____(冷/热)风；断开S1后，电动机两端电压___ __(增大/不变/减少)。
8. 如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。本实验是根据________(选填“气体”、“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少，已知R1=10Ω，R3=6Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2=________Ω．若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则可研究电流产生的热量与________的关系。
9. 一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。
额定电压
电炖锅档位
额定功率/W
200V
低温
200
中温
400
高温
600
（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；
（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压；
（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。
10. 物理兴趣小组的同学“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。将一段电阻丝装在透明、密闭的容器中，橡胶管将密闭容器和装有红色液体的U形玻璃管相连，如图所示。请你回答下列问题：
(1)在实验中，密闭容器内的空气质量应该_____(选填“相等”或“不相等”)，观察U开玻璃管中液面度差的目的是：_____；
(2)如图(甲)所示，密闭容器内的电阻分别为5Ω和10Ω，实验探究的是电流通过导体产生的热量_____的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是_____；如图(乙)所示，密闭容器内的电阻均为5Ω，另有一个5Ω电阻在容器外部，与其中一个容器内的电阻并联，实验探究的是电流通过导体产生的热量与_____的关系；根据本次实验现象可得到的实验结论是 。
1. (2020·湖南株洲市·中考真题)如图所示，长度、横截面积一样，材料不同的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为R1=2Ω，R2=4Ω，在它们表面涂上厚度一样的蜡。现在闭合开关给它们通电，过一段时间后，我们观察到( )
A．R1上的蜡熔化得快 B．R2上的蜡熔化得快
C．R1、R2上的蜡熔化得一样快 D．无法比较
2. (2020·山东青岛市·九年级一模)甲、乙两电热器电阻之比为4∶5，电流之比为2∶1，则相同时间内产生热量之比为( )
A．5∶8 B．16∶5 C．8∶5 D．5∶2
3. 如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,通电一段时间, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多;
(2)通过观察乙图中的实验现象,可知 (选填“c”或“d”)容器中电阻丝的阻值大。
4. (2020·辽宁鞍山市·中考真题)某品牌电热水壶上标有“220V 1400W”的字样，小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热，这是因为导线的电阻比发热体的电阻______。在额定电压下，电热水壶烧水3min，这段时间内电热水壶发热体产生的热量是______J。若发热体产生的热量全部被水吸收，能将______kg的水从20°C升高到100°C(c水=4.2×103J/(kg·°C))
5. 一种家用电熨斗的现格为“220V 1100W”在额定电压下、这种电熨斗工作时的电流是______A。正常工作1min产生的热量是______J。
6. (2020·山东临沂市·九年级二模)如图甲所示为灯泡和电动机的串联电路，电源电压为5V，电流表示数为0.3A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，灯泡的I﹣U图象如图乙所示。则此时灯泡的电阻为______Ω(计算结果保留到小数点后一位)；通电1min电动机线圈放出的热量为______J。
7. 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U形管相连，接入电路。
(1)组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器；
(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 大小是否有关的装置；
(3)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 ；
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用乒乓球显示音叉的振动
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
(4)由图乙，电流表的示数为 A，在这种情况下，甲图中右侧容器中定值电阻在10s 内产生的热量是___ ___；
(5)某实验小组发现通电一段时间后，甲图中左侧U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 。
1. (2020·吉林省第二实验学校九年级其他模拟)在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是因为导线连接的位置( )
A．电阻小 B．电阻大
C．电流小 D．功率小
2. 用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是 ( )
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少
3. (2020·山东烟台市·中考真题)如图甲所示，电源电压保持不变，电阻R2＝10Ω，闭合开关S，电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同，如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A．电流表A的示数为0.6A
B．电阻R1的阻值为10Ω
C．电阻R2的电功率为9W
D．10s内电阻R1产生的热量为36J
4. 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，产生的热量最多的是 ( )
A．电冰箱 B．电风扇
C．电热毯 D．一样多
5. (2020·辽宁盘锦市·中考真题)如图所示的电路中，R的阻值为10Ω，闭合开关，电流表指针正常偏转，则电源的右端是极；滑动变阻器的滑片向左移动，电流表示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)，当电流表示数为0.2A时，通电10s，R产生的热量是______J。
6. 一根电阻丝的电阻是10Ω，通过2A的电流时，1min内产生的热量是 J．它在工作时的能量转化是 。
7. (2020·广西贺州市·九年级一模)如图甲是小灯泡L的U-I图象，将此灯接入图乙的电路中(电源电压不变)，闭合开关S1后，灯L的实际功率为2W；再闭合开关S2后，电流表示数变化了0.2A，则电阻R的阻值是______Ω，此时1min内电路产生的热量是______J。
8. 如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“2.5V 0.75W”的字样，R1、R2为定值电阻，其中R1=25Ω，R2=50Ω，当S1、S2都断开时，小灯泡正常发光，电源电压是______V；当S1闭合，S2断开时，电流表的示数是______A；当S1、S2都闭合时，R2通电1分钟消耗的电能为______J(不考虑温度对电阻的影响)。
9. 为了“探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”，小伟采用了如图所示的实验装置，两个封闭的玻璃瓶内装满煤油，用插有细玻璃管的橡皮塞封闭玻璃瓶，煤油中的电阻丝通过橡皮塞上的接线柱与电路相连，已知电阻 RA
(1)为使通过电阻RA、RB的电流相等，实验中RA、RB应采用 (填“串联”或 “并联”)。
(2)实验中通过观察 即可比较两导体产生的热量，这种实验方法称为 (填“转换法”或“等效替代法”)。
(3)小伟继续完成本实验，最终可得出结论：在通电时间相同，电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越_____ _(填“多”或“少”)
【知识梳理】
5． 电流的热效应：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。
6． 焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
7． 焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
8． 当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。
【易混淆点】
三、 电流的热效应
3． 电流的热效应：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。
4． 两类用电器：
③ 纯电阻用电器：电流通过时将电能全部转化为内能的用电器。如电饭煲、电炉、电熨斗、电烙铁、电取暖器、电热水器等单纯用来发热的用电器。
④ 非纯电阻用电器：电流通过时只有部分电能转化为内能的用电器。如电风扇、电动机、电脑、电视机等，这类用电器除部分电能转化为内能外，大部分电能会转化成其他形式的能。
四、 影响电流产生热量的因素
3． 实验方法：控制变量法和转换法。
4． 结论
④ 在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
⑤ 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
⑥ 在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
知识点一：电流热效应
【典例分析】
11. 下列措施中，属于利用电流热效应的是 ( )
A．电视机的后盖有很多孔 B．电饭锅的发热板装在底部
C．与空调器相连的导线很粗 D．电脑的主机中安装微型风扇
【答案】B
【解析】
A. 电视机的后盖有许多散热片，属于防止电热的危害，故A错误；B. 电饭锅的发热板利用的是电流的热效应，故B正确；C. 空调与导线是串联的，通过的电流及通电时间相同，导线很粗，电阻很小，由焦耳定律知，当电流和通电时间相同时，电阻小的产生的热量小，导线很粗属于防止电热的危害，故C错误；D. 电脑主机箱里的小风扇具有散热的作用，属于防止电热的危害，故D错误．故选B.
点睛：所谓电流的热效应，即导体中通的电流时，其电流所做的功几乎全部转化为电热，即该用电器主要用于发热的．据此对下面的各个选项逐次分析即可．
【真题操练】
12. (2020·宿迁)图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是( )
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显；
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系；
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少；
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
【答案】D。
【荆州】A、在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确；
B、由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故B正确；
C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法为转换法，故C正确；
D、比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的装置相同，故D错误。故选：D。
知识点二：探究电流热效应的因素
【典例分析】
13. 如图是探究“电流通过导体时产生的热跟什么因素”有关的实验装置，两个透明的容器中密封着等质量的空气。关于这一实验，下列说法正确的是 ( )
A．该实验装置探究的是电流产生的热与电阻的关系
B．该装置用U形管中液体热胀冷缩来反应电阻放热的多少
C．若容器外电阻断路，则相同时间内，与没断比，左侧U形管中液面高度差小
D．若将左侧容器中电阻换成10Ω电阻后，可探究电流产生的热与电阻的关系
【答案】C
【解析】
A．根据控制变量法可知，探究电流产生的热量与电阻关系时，需要控制电流、通电时间相同，电阻不同，而图中的两个电阻都是相同的，故无法完成探究，故A错误。
B．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管中液面高度差的变化来反映，不是利用液体的热胀冷缩，故B错误。
C．容器外电阻发生断路前，左侧的电阻为5Ω，右侧的总电阻为2.5Ω，则电路的总电阻为7.5Ω；容器外电阻发生断路后，电路中只有两个电阻串联，则总电阻为10Ω；容器外电阻发生断路后，整个电路的总电阻增大了，根据欧姆定律可知，电路中的总电流减小了，在电阻、通电时间不变时，电流减小，则产生的热量变少，所以左侧U形管中液面高度差变小，故C正确。
D．探究电流产生的热量与电阻关系时，需要控制电流、通电时间相同，电阻不同，若将左侧容器中电阻换成10Ω电阻后，根据并联电路电流的特点可知，此时通过两个电阻的电流是不同的，不能探究电流产生的热与电阻的关系，故D错误。
故选C。
【真题操练】
14. 从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，在输送功率一定的情况下，根据焦耳定律，就要尽可能地减小输电线中的______，因此在目前技术水平下要采电高电压输电。如图是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，中间的支架是导体，相当于增大了导线的______，从而______(选填“增大”或“减小”)了导线的电阻，以达到减少输电线上电能损失的目的。超导材料的出现，为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
【答案】电流 横截面积 减小
【解析】
[1]根据焦耳定律可知，输电线的电阻不变时，可以减小输电线中的电流，从而减小能量损失。
[2][3]利用这个装置将四根导线并联起来，中间的支架是导体，相当于增大了导线的横截面积；在长度和材料相同情况下，横截面积越大，电阻越小，所以这情况下可以减小导线的电阻，以达到减少输电线上电能损失的目的。
知识点三：焦耳定律计算
【典例分析】
15. 如图所示电路，电源电压不变，R1为发热电阻，阻值10Ω．R2为定值电阻，阻值为20Ω．R为滑动变阻器（A、B为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流表的示数为0.3A，电源电压U=______V．当滑片P移到B点时，发热电阻R1在1分钟内产生的热量为______J。
【答案】6；216。
【解析】由图知，闭合开关S，当滑片P移动到A端时，R1和R2并联，电流表测量通过R2的电流。
因为I=，所以电源电压为U=I2R2=0.3A×20Ω=6V；
滑片P移动过程中，R1两端电压不变，阻值不变，
所以1分钟内产生的热量为。
【真题操练】
16. (2020·沈阳)康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，、均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为，保温功率为。[，]求：
(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量；
(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间；
(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值。
【答案】(1)1.26×105J；(2)126s；(3)1051.6Ω。
【解析】(1)水的质量为：
水需要吸收的热量为：
(2)由于不计热量损失，所以电水壶的加热挡消耗的电能为：
由得，电水壶加热过程需要的时间为：
(3)当旋钮开关接2时，只有接入电路，此时为加热状态，
由，得
已知家庭电路的电压是，所以R2的阻值为：
当旋钮开关接1时，与串联，此时为保温状态，电路中的总电阻为：
根据欧姆定律及串联电路电流、电压规律得R1的阻值为：
。
知识点四：电动机问题
【典例分析】
17. 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入220V的家庭电路中正常工作，若通电时间相同，则下列说法正确的是 ( )
A．电冰箱产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多
C．三者产生的热量一样多 D．三者消耗的电能一样多
【答案】D；
【解析】∵接在家庭电路中，U=220V， ∴三种用电器的实际功率： P实=P额=180W； 又∵W=Pt，用电器工作时间t相等， ∴三种用电器消耗的电能相同，故D正确； ∵电冰箱与电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小，电热毯工作时电热丝产生热量，把电能全部转化为热量， ∴产生热量最多的是电热毯，故ABC不正确；
【真题操练】
18. (2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω。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；1.5。
【解析】消耗的电能为W＝Pt＝3W×60s＝180J；
电路中线圈的电流为；
电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q＝I2Rt＝(0.5A)2×0.1Ω×60s＝1.5J。
故答案为：180；1.5。
知识点五：电流热效应实验
【典例分析】
19. (2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是( )
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”；
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 ；
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢；
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】C。
【解析】A、图中两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，AB错误；
C、根据Q＝I2Rt，因R1＜R2．故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升比乙慢，C正确；
D、闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P向右移动，D错误。故选C。
【真题操练】
20. 小明和小红利用如图12所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。
(1)实验中，小明和小红发现___________烧瓶中温度计的示数升高快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越_______，产生的热量越多。
(2)小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成_______相等的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的_________相等。通过实验观察，发现装有________(选填“水”或“煤油”)的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大。
【答案】乙 大 质量 电阻 煤油
【解析】
(1)[1][2]由Q=I2Rt可知，串联电路中的导体产生的热量与电阻成正比，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，产生的热量少；乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，产生的热量多。所以，实验中，乙烧瓶中温度计的示数升高快。
(2)[3]要比较水和煤油比热容的大小，应控制两种液体的质量和初温相同，以及加热的仪器相同，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成质量相等的水。
[4]为了保证相同时间内放出相同的热量，应将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的电阻相等。
[5]由Δt =可知，质量和初温都相同的水和煤油，相同时间内吸收的热量相同，由于水的比热容较大，装有水的烧瓶中温度计的示数变化较慢，装有煤油的烧瓶中温度计的示数变化较快。
11. 下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是( )
A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．家里使用电热水壶烧水
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服
D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
【答案】D
【解析】ABC、用电热孵化器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服，都是将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故ABC不符合题意；
D、电脑温度过高时，风扇会及时启动，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。
12. 江都城北的毛先生购买了一只电热水器，使用时发现通电不长时间，其电源线很热，甚至能闻出很浓的橡胶的焦味，于是毛先生决定用他学过的物理知识向消费者协会投诉，他可从下面哪个方面的鉴定提出投诉 ( )
A．电压太高 B．导线太短
C．导线太粗 D．导线太细
【答案】D；
【解析】根据焦耳定律Q=I2RT，当导线中的电流一定、通电时间一定时，引起电热过多的原因是电阻太大； 材料、长度、横截面积、温度都影响电阻，由生活经验可知，商家不能通过长度、温度作弊的，只能从材料、横截面积方面，所以应该是导线太细导致电阻过大的原因。
13. 用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”。电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1
A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
【答案】C；
【解析】(1)由“6V 3W”知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W； 灯泡正常发光时的电流为：I额= P额 /U额 = 3W /6V =0.5A， 答：灯泡正常发光时的电流是0.5A。 (2)灯泡灯丝电阻为RL= U 额2 /P额 = (6V)2 / 3W =12Ω， 当电流表的示数为0.4A时，灯泡两端的电压为： UL1=I1×RL=0.4A×12Ω=4.8V， 电压表的示数为：U/R0=U-UL1=18V-4.8V=13.2V， 答：当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数是13.2V。 (3)滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表示数应等于15V， 此时灯泡两端电压为：UL2=18V-15V=3V， 此时电路中的电流为I2= UL2 /RL = 3V /12Ω =0.25A， 滑动变阻器接入电路的最大阻值为： Rm= Um/ I2 = 15V /0.25A =60Ω， 由(1)知灯泡正常发光时的电流I额=0.5A， 电流表量程是IA=0.6A， 流过电路的最大电流Im=0.5A，此时电路中的总电阻为： R总= U /Im = 18V /0.5A =36Ω， 则滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ra=R总-RL=36Ω-12Ω=24Ω，；
14. (2020·山东青岛市·中考真题)甲、乙两个电热器的电阻之比为，通电相同时间产生的热量之比为，则通过甲、乙的电流之比为( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】
甲、乙两个电热器通电相同时间产生的热量之比为，根据Q=I2Rt有
已知甲、乙两个电热器的电阻之比为，则
即通过甲、乙的电流之比为
故ABD错误，C正确。故选C。
15. (2020·吉林中考真题)如图是某电热水壶铭牌上的部分信息。该电热水壶在额定电压下工作100s，消耗的电能是_____ J； 它是利用电流的_____效应工作的。
【答案】1.5× 105 热
【解析】
[1]由题意可知，该电热水壶正常工作，它在100s时间内消耗的电能
[2]电热水壶工作时，将电能转化为内能，它是利用电流热效应工作的。
16. (2020·四川成都市·九年级一模)某款迷你电炖盅有加热和保温两个档，加热档的功率为100W，如图是其简化的电路图，已知，电炖盅的旋钮开关处于图示位置时是______档，电炖盅在保温挡工作10min产生的热量是______J。
【答案】保温
【解析】
[1]由图可知，开关处于图示位置时，、串联，电路的总电阻最大，电源电压一定，由知，此时电路的总功率最小，为保温挡。
[2]当旋钮开关旋转后，电路为的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，为加热档。由可得R2的阻值
所以保温挡工作时产生热量
17. 如图所示，小明设计了一个电吹风的电路图，电热丝R通电后会发热，电动机通电后能吹风。当S1、S2都闭合时，吹_____(冷/热)风；断开S1后，电动机两端电压___ __(增大/不变/减少)。
【答案】热 不变
【解析】[1]当S1、S2都闭合时，电阻丝和电动机均工作，电阻器把电能转化为内能，故吹热风。
[2]电阻丝和电动机是并联在电路中，不论电阻丝是否工作，电动机两端的电压都等于电源电压，故断开S1后，电动机两端的电压不变。
18. 如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。本实验是根据________(选填“气体”、“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少，已知R1=10Ω，R3=6Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2=________Ω．若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则可研究电流产生的热量与________的关系。
【答案】气体；10；电阻。
【解析】该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过U形管液面高度差的变化来反映；
为了研究电流产生的热量与电流的关系，需要控制电阻和通电时间相同，通过的电流不同，所以R1、R2的阻值应该是相同的，即R2=10Ω；
若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则该整体与R1串联在电路中，通过的电流和通电时间相同，但容器内总电阻与R1电阻不同，所以可以探究电热与电阻大小的关系。
19. 一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。
额定电压
电炖锅档位
额定功率/W
200V
低温
200
中温
400
高温
600
（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；
（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压；
（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。
【答案】见解析
【解析】（1）由表中数据可知，高温的功率P高=600W，由P=UI可得，在高温档工作时，电路中的电流：；
（2）由可得，电炖锅的电阻：，
电炖锅在高档工作时，电能表转盘在在121s内转了20r，
则电炖锅消耗的电能：，
实际功率为：，
由可得，电路的实际电压：
（3）高温档消耗的电能W高=p高t高=600W×6×60s=2.16×105J，则水升高1℃消耗的电能2.16×105J/20=1.08×104J，
低温档消耗的电能W低=P低t低=200W×9×60s=1.08×105J，
则水升高1℃消耗的电能为1.08×105J/8=1.35×104J，
因为1.08×104J＜1.35×104J，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。
20. 物理兴趣小组的同学“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。将一段电阻丝装在透明、密闭的容器中，橡胶管将密闭容器和装有红色液体的U形玻璃管相连，如图所示。请你回答下列问题：
(1)在实验中，密闭容器内的空气质量应该_____(选填“相等”或“不相等”)，观察U开玻璃管中液面度差的目的是：_____；
(2)如图(甲)所示，密闭容器内的电阻分别为5Ω和10Ω，实验探究的是电流通过导体产生的热量_____的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是_____；如图(乙)所示，密闭容器内的电阻均为5Ω，另有一个5Ω电阻在容器外部，与其中一个容器内的电阻并联，实验探究的是电流通过导体产生的热量与_____的关系；根据本次实验现象可得到的实验结论是 。
【答案】相等 来显示甲、乙容器内空气温度的变化 与电阻 在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多 电流 在时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多
【解析】
(1)[1][2]为了便于利用控制变量法和转换法对各个猜想进行探究，在实验前，应该使U形管中的左右两管液面相平，即两边产生的压强相等，这样应在容器内封闭质量相等的空气；实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法。
(2)[3][4]图甲中，密闭容器内的电阻分别为5Ω和10Ω，电阻串联，通电时间和电流相同，电阻不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系；由实验现象可得到的实验结论是：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
[5][6]图乙中，电阻相同，通电时间相同，电流不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系；根据本次实验现象可得到的实验结论是：在时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。
8. (2020·湖南株洲市·中考真题)如图所示，长度、横截面积一样，材料不同的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为R1=2Ω，R2=4Ω，在它们表面涂上厚度一样的蜡。现在闭合开关给它们通电，过一段时间后，我们观察到( )
A．R1上的蜡熔化得快 B．R2上的蜡熔化得快
C．R1、R2上的蜡熔化得一样快 D．无法比较
【答案】B
【解析】
由电路图可知，两个电阻串联，通过的电流相同；由焦耳定律可知电阻发热为
通电相同时间后，电阻越大则发热量越大，即R2上的蜡熔化得快；故B符合题意。
故选B。
9. (2020·山东青岛市·九年级一模)甲、乙两电热器电阻之比为4∶5，电流之比为2∶1，则相同时间内产生热量之比为( )
A．5∶8 B．16∶5 C．8∶5 D．5∶2
【答案】B
【解析】
由Q=I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比
故选B。
10. 如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,通电一段时间, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多;
(2)通过观察乙图中的实验现象,可知 (选填“c”或“d”)容器中电阻丝的阻值大。
【答案】(1)电流(大小) a (2)d；
【解析】(１)由甲图可知，电阻均为 ５ Ω，ｂ 容器上方的 电阻丝与容器中的电阻丝并联后又与 ａ 容器中的电阻丝 串联，所以，通过 ａ 容器中电阻丝的电流 Ｉａ等于通过 ｂ 容 器电阻丝的电流 Ｉｂ的两倍，所以该装置是探究在电阻一定 时，电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系。 根据焦 耳定律可知通电一段时间，ａ 容器中电流产生的热量较 多。 (２)由乙图可知，右侧的 Ｕ 形管液面高度差大，说明 ｄ 容器产生的热量多，因为 ｃ、ｄ 两容器中的电阻丝串联， 根据焦耳定律可知，在电流相同时，产生的热量跟电阻成 正比，所以 ｄ 容器中的电阻丝阻值大。
11. (2020·辽宁鞍山市·中考真题)某品牌电热水壶上标有“220V 1400W”的字样，小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热，这是因为导线的电阻比发热体的电阻______。在额定电压下，电热水壶烧水3min，这段时间内电热水壶发热体产生的热量是______J。若发热体产生的热量全部被水吸收，能将______kg的水从20°C升高到100°C(c水=4.2×103J/(kg·°C))
【答案】小 2.52×105 0.75
【解析】
[1]热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及时间相等，但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多，由焦耳定律可知，热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多，所以电热丝很热，但与之相连的电线却不怎么热。
[2]在额定电压下，烧开一壶水用时3min，这段时间内电热水壶发热体产生的热量
[3]根据公式得，加热水的质量
12. 一种家用电熨斗的现格为“220V 1100W”在额定电压下、这种电熨斗工作时的电流是______A。正常工作1min产生的热量是______J。
【答案】5A；6.6×104J
【解析】
[1]在额定电压下、这种电熨斗工作时的电流
=5A
[2]正常工作1min产生的热量
Q=W=Pt=1100W×60s=6.6×104J
13. (2020·山东临沂市·九年级二模)如图甲所示为灯泡和电动机的串联电路，电源电压为5V，电流表示数为0.3A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，灯泡的I﹣U图象如图乙所示。则此时灯泡的电阻为______Ω(计算结果保留到小数点后一位)；通电1min电动机线圈放出的热量为______J。
【答案】6.7 2.7
【解析】
[1]该电路为串联电路，串联电路中，电流处处相等；电流表示数为0.3A时，根据图象可知，灯泡两端的电压为2V；根据欧姆定律可知，灯泡的电阻为
[2]通电1min电动机线圈放出的热量为
14. 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U形管相连，接入电路。
(1)组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器；
(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 大小是否有关的装置；
(3)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 ；
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用乒乓球显示音叉的振动
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
(4)由图乙，电流表的示数为 A，在这种情况下，甲图中右侧容器中定值电阻在10s 内产生的热量是___ ___；
(5)某实验小组发现通电一段时间后，甲图中左侧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】属于 电流 电阻 U形管中液面高度差 BD 2 200 电阻断路(或容器漏气)
【解析】
(1)[1]组装之前，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器。
(2)[2][3]由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是在通电时间相同和电流相同的情况下，电流产生热量与电阻的关系。
(3)[4]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映．采用的是转换法。
[5]A．探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B．用乒乓球显示音叉的振动，采用的是转换法；
C．研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。
故研究方法与此相同的是BD。
(4)[6]由图知，电流表选择的是0~3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A。
[7]右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q＝I2Rt＝(2A)2×5Ω×10s＝200J
(5)[8]某实验小组发现通电一段时间后，甲图中左侧U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是电阻断路(或容器漏气)。
10. (2020·吉林省第二实验学校九年级其他模拟)在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是因为导线连接的位置( )
A．电阻小 B．电阻大
C．电流小 D．功率小
【答案】B
【解析】
在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等根据Q=I2Rt，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾．故B符合题意。
故选B。
11. 用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是 ( )
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少
【答案】C
【解析】
A．由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B．由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2
故R2放出的热量多，温度计示数升的高，故B错误；
C．通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确；
D．在电流和通电时间一定时，发热丝产生的热量与电阻成正比，电阻越大，产生的热量越多，故D错误。
12. (2020·山东烟台市·中考真题)如图甲所示，电源电压保持不变，电阻R2＝10Ω，闭合开关S，电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同，如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A．电流表A的示数为0.6A
B．电阻R1的阻值为10Ω
C．电阻R2的电功率为9W
D．10s内电阻R1产生的热量为36J
【答案】A
【解析】
从电路中可看出V2示数较大，电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同，两表所选量程不同，V2应是大量程，示数为7.5V，V1应是小量程，示数为1.5V。
R2的电压为电路中的电流为
电阻R1的阻值为电阻R2的电功率
10s内电阻R1产生的热量为
故选A。
13. 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，产生的热量最多的是 ( )
A．电冰箱 B．电风扇
C．电热毯 D．一样多
【答案】C；
【解析】∵接在家庭电路中，U=220V， ∴三种用电器的实际功率： P实=P额=180W； 又∵W=Pt，用电器工作时间t相等， ∴三种用电器消耗的电能相同； ∵电冰箱与电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小， 电热毯工作时电热丝产生热量，把电能全部转化为热量； ∴产生热量最多的是电热毯；
14. (2020·辽宁盘锦市·中考真题)如图所示的电路中，R的阻值为10Ω，闭合开关，电流表指针正常偏转，则电源的右端是极；滑动变阻器的滑片向左移动，电流表示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)，当电流表示数为0.2A时，通电10s，R产生的热量是______J。
【答案】变大 4J
【解析】
[1]当滑动变阻器向左滑动的时候，接入电路的阻值变小，根据欧姆定律可得，电路中的电流变大。
[2]根据焦耳定律可得R产生的热量为
15. 一根电阻丝的电阻是10Ω，通过2A的电流时，1min内产生的热量是 J．它在工作时的能量转化是 。
【答案】2.4×103；电能转化为内能；
【解析】电阻丝产生的热量： Q=I2Rt=(2A)2×10Ω×60s=2.4×103J； 电阻丝消耗了电能，产生了内能，故是电能转化为内能；
16. (2020·广西贺州市·九年级一模)如图甲是小灯泡L的U-I图象，将此灯接入图乙的电路中(电源电压不变)，闭合开关S1后，灯L的实际功率为2W；再闭合开关S2后，电流表示数变化了0.2A，则电阻R的阻值是______Ω，此时1min内电路产生的热量是______J。
【答案】20 168
【解析】
[1]闭合开关S1后，灯L的实际功率为2W，由甲图可知，电源电压为4V，此时通过灯泡的电流为0.5A；再闭合开关S2后，灯与电阻并联，灯与电阻互不影响，电流表示数要变大，电流表示数变化了0.2A，所以可求出电阻R的阻值是
[2]此时总电流为所以此时1min内电路产生的热量是
17. 如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“2.5V 0.75W”的字样，R1、R2为定值电阻，其中R1=25Ω，R2=50Ω，当S1、S2都断开时，小灯泡正常发光，电源电压是______V；当S1闭合，S2断开时，电流表的示数是______A；当S1、S2都闭合时，R2通电1分钟消耗的电能为______J(不考虑温度对电阻的影响)。
【答案】10 0.4 120
【解析】
[1]当S1、S2都断开时，电路中是灯泡与R1的串联电路，小灯泡正常发光，电路中的电流为
电源电压为
[2]当S1闭合，S2断开时，灯泡被短路，电路中只有R1，电流表的示数为
[3]当S1、S2都闭合时，灯泡被短路，R1和R2并联，加在R2两端的电压等于电源电压，R2通电1分钟消耗的电能为
18. 为了“探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”，小伟采用了如图所示的实验装置，两个封闭的玻璃瓶内装满煤油，用插有细玻璃管的橡皮塞封闭玻璃瓶，煤油中的电阻丝通过橡皮塞上的接线柱与电路相连，已知电阻 RA
(1)为使通过电阻RA、RB的电流相等，实验中RA、RB应采用 (填“串联”或 “并联”)。
(2)实验中通过观察 即可比较两导体产生的热量，这种实验方法称为 (填“转换法”或“等效替代法”)。
(3)小伟继续完成本实验，最终可得出结论：在通电时间相同，电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越_____ _(填“多”或“少”)
【答案】串联 温度计示数的变化 转换法 多
【解析】
(1)[1]串联电路中电流处处相等，则为使通过电阻RA、RB的电流相等，实验中RA、RB应采用串联。
(2)[2][3]温度计示数的变化反应了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少，所以实验中采用转换法，通过温度计示数的变化来反映电阻丝放出热量的多少。
(3)[4]继续完成本实验可得出结论：在通电时间相同，电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。
专项十五 电功和电热
3 电热器 电流的热效应
第1讲 焦耳定律
【知识梳理】
1． 电流的热效应：电流通过导体时 转化为 ，这种现象叫做电流的热效应。
2． 焦耳定律：电流通过导体产生的 ，与 正比，与导体的 成正比，与通电 成正比。
3． 焦耳定律公式： 。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
4． 当电流通过导体做的 (电功)全部用来产生 (电热)，则有 ，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。
【易混淆点】
一、 电流的热效应
1． 电流的热效应：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。
2． 两类用电器：
① 纯电阻用电器：电流通过时将电能全部转化为内能的用电器。如电饭煲、电炉、电熨斗、电烙铁、电取暖器、电热水器等单纯用来发热的用电器。
② 非纯电阻用电器：电流通过时只有部分电能转化为内能的用电器。如电风扇、电动机、电脑、电视机等，这类用电器除部分电能转化为内能外，大部分电能会转化成其他形式的能。
二、 影响电流产生热量的因素
1． 实验方法：控制变量法和转换法。
2． 结论
① 在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
② 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
③ 在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
知识点一：电流热效应
【典例分析】
1. 下列措施中，属于利用电流热效应的是 ( )
A．电视机的后盖有很多孔 B．电饭锅的发热板装在底部
C．与空调器相连的导线很粗 D．电脑的主机中安装微型风扇
【真题操练】
2. (2020·宿迁)图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是( )
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显；
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系；
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少；
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
知识点二：探究电流热效应的因素
【典例分析】
3. 如图是探究“电流通过导体时产生的热跟什么因素”有关的实验装置，两个透明的容器中密封着等质量的空气。关于这一实验，下列说法正确的是 ( )
A．该实验装置探究的是电流产生的热与电阻的关系
B．该装置用U形管中液体热胀冷缩来反应电阻放热的多少
C．若容器外电阻断路，则相同时间内，与没断比，左侧U形管中液面高度差小
D．若将左侧容器中电阻换成10Ω电阻后，可探究电流产生的热与电阻的关系
【真题操练】
4. 从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，在输送功率一定的情况下，根据焦耳定律，就要尽可能地减小输电线中的______，因此在目前技术水平下要采电高电压输电。如图是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，中间的支架是导体，相当于增大了导线的______，从而______(选填“增大”或“减小”)了导线的电阻，以达到减少输电线上电能损失的目的。超导材料的出现，为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
知识点三：焦耳定律计算
【典例分析】
5. 如图所示电路，电源电压不变，R1为发热电阻，阻值10Ω．R2为定值电阻，阻值为20Ω．R为滑动变阻器（A、B为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流表的示数为0.3A，电源电压U=______V．当滑片P移到B点时，发热电阻R1在1分钟内产生的热量为______J。
【真题操练】
6. (2020·沈阳)康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，、均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为，保温功率为。[，]求：
(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量；
(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间；
(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值。
知识点四：电动机问题
【典例分析】
7. 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入220V的家庭电路中正常工作，若通电时间相同，则下列说法正确的是 ( )
A．电冰箱产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多
C．三者产生的热量一样多 D．三者消耗的电能一样多
【真题操练】
8. (2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω。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。
知识点五：电流热效应实验
【典例分析】
9. (2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是( )
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”；
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 ；
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢；
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【真题操练】
10. 小明和小红利用如图12所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。
(1)实验中，小明和小红发现___________烧瓶中温度计的示数升高快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越_______，产生的热量越多。
(2)小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成_______相等的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的_________相等。通过实验观察，发现装有________(选填“水”或“煤油”)的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大。
1. 下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是( )
A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．家里使用电热水壶烧水
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服
D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
2. 江都城北的毛先生购买了一只电热水器，使用时发现通电不长时间，其电源线很热，甚至能闻出很浓的橡胶的焦味，于是毛先生决定用他学过的物理知识向消费者协会投诉，他可从下面哪个方面的鉴定提出投诉 ( )
A．电压太高 B．导线太短
C．导线太粗 D．导线太细
3. 用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”。电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1
A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
4. (2020·山东青岛市·中考真题)甲、乙两个电热器的电阻之比为，通电相同时间产生的热量之比为，则通过甲、乙的电流之比为( )
A． B． C． D．
5. (2020·吉林中考真题)如图是某电热水壶铭牌上的部分信息。该电热水壶在额定电压下工作100s，消耗的电能是_____ J； 它是利用电流的_____效应工作的。
6. (2020·四川成都市·九年级一模)某款迷你电炖盅有加热和保温两个档，加热档的功率为100W，如图是其简化的电路图，已知，电炖盅的旋钮开关处于图示位置时是______档，电炖盅在保温挡工作10min产生的热量是______J。
7. 如图所示，小明设计了一个电吹风的电路图，电热丝R通电后会发热，电动机通电后能吹风。当S1、S2都闭合时，吹_____(冷/热)风；断开S1后，电动机两端电压___ __(增大/不变/减少)。
8. 如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。本实验是根据________(选填“气体”、“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少，已知R1=10Ω，R3=6Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2=________Ω．若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则可研究电流产生的热量与________的关系。
9. 一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。
额定电压
电炖锅档位
额定功率/W
200V
低温
200
中温
400
高温
600
（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；
（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压；
（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。
10. 物理兴趣小组的同学“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。将一段电阻丝装在透明、密闭的容器中，橡胶管将密闭容器和装有红色液体的U形玻璃管相连，如图所示。请你回答下列问题：
(1)在实验中，密闭容器内的空气质量应该_____(选填“相等”或“不相等”)，观察U开玻璃管中液面度差的目的是：_____；
(2)如图(甲)所示，密闭容器内的电阻分别为5Ω和10Ω，实验探究的是电流通过导体产生的热量_____的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是_____；如图(乙)所示，密闭容器内的电阻均为5Ω，另有一个5Ω电阻在容器外部，与其中一个容器内的电阻并联，实验探究的是电流通过导体产生的热量与_____的关系；根据本次实验现象可得到的实验结论是 。
1. (2020·湖南株洲市·中考真题)如图所示，长度、横截面积一样，材料不同的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为R1=2Ω，R2=4Ω，在它们表面涂上厚度一样的蜡。现在闭合开关给它们通电，过一段时间后，我们观察到( )
A．R1上的蜡熔化得快 B．R2上的蜡熔化得快
C．R1、R2上的蜡熔化得一样快 D．无法比较
2. (2020·山东青岛市·九年级一模)甲、乙两电热器电阻之比为4∶5，电流之比为2∶1，则相同时间内产生热量之比为( )
A．5∶8 B．16∶5 C．8∶5 D．5∶2
3. 如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,通电一段时间, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多;
(2)通过观察乙图中的实验现象,可知 (选填“c”或“d”)容器中电阻丝的阻值大。
4. (2020·辽宁鞍山市·中考真题)某品牌电热水壶上标有“220V 1400W”的字样，小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热，这是因为导线的电阻比发热体的电阻______。在额定电压下，电热水壶烧水3min，这段时间内电热水壶发热体产生的热量是______J。若发热体产生的热量全部被水吸收，能将______kg的水从20°C升高到100°C(c水=4.2×103J/(kg·°C))
5. 一种家用电熨斗的现格为“220V 1100W”在额定电压下、这种电熨斗工作时的电流是______A。正常工作1min产生的热量是______J。
6. (2020·山东临沂市·九年级二模)如图甲所示为灯泡和电动机的串联电路，电源电压为5V，电流表示数为0.3A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，灯泡的I﹣U图象如图乙所示。则此时灯泡的电阻为______Ω(计算结果保留到小数点后一位)；通电1min电动机线圈放出的热量为______J。
7. 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U形管相连，接入电路。
(1)组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器；
(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 大小是否有关的装置；
(3)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 ；
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用乒乓球显示音叉的振动
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
(4)由图乙，电流表的示数为 A，在这种情况下，甲图中右侧容器中定值电阻在10s 内产生的热量是___ ___；
(5)某实验小组发现通电一段时间后，甲图中左侧U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是 。
1. (2020·吉林省第二实验学校九年级其他模拟)在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是因为导线连接的位置( )
A．电阻小 B．电阻大
C．电流小 D．功率小
2. 用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是 ( )
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少
3. (2020·山东烟台市·中考真题)如图甲所示，电源电压保持不变，电阻R2＝10Ω，闭合开关S，电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同，如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A．电流表A的示数为0.6A
B．电阻R1的阻值为10Ω
C．电阻R2的电功率为9W
D．10s内电阻R1产生的热量为36J
4. 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，产生的热量最多的是 ( )
A．电冰箱 B．电风扇
C．电热毯 D．一样多
5. (2020·辽宁盘锦市·中考真题)如图所示的电路中，R的阻值为10Ω，闭合开关，电流表指针正常偏转，则电源的右端是极；滑动变阻器的滑片向左移动，电流表示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)，当电流表示数为0.2A时，通电10s，R产生的热量是______J。
6. 一根电阻丝的电阻是10Ω，通过2A的电流时，1min内产生的热量是 J．它在工作时的能量转化是 。
7. (2020·广西贺州市·九年级一模)如图甲是小灯泡L的U-I图象，将此灯接入图乙的电路中(电源电压不变)，闭合开关S1后，灯L的实际功率为2W；再闭合开关S2后，电流表示数变化了0.2A，则电阻R的阻值是______Ω，此时1min内电路产生的热量是______J。
8. 如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“2.5V 0.75W”的字样，R1、R2为定值电阻，其中R1=25Ω，R2=50Ω，当S1、S2都断开时，小灯泡正常发光，电源电压是______V；当S1闭合，S2断开时，电流表的示数是______A；当S1、S2都闭合时，R2通电1分钟消耗的电能为______J(不考虑温度对电阻的影响)。
9. 为了“探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”，小伟采用了如图所示的实验装置，两个封闭的玻璃瓶内装满煤油，用插有细玻璃管的橡皮塞封闭玻璃瓶，煤油中的电阻丝通过橡皮塞上的接线柱与电路相连，已知电阻 RA
(1)为使通过电阻RA、RB的电流相等，实验中RA、RB应采用 (填“串联”或 “并联”)。
(2)实验中通过观察 即可比较两导体产生的热量，这种实验方法称为 (填“转换法”或“等效替代法”)。
(3)小伟继续完成本实验，最终可得出结论：在通电时间相同，电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越_____ _(填“多”或“少”)
【知识梳理】
5． 电流的热效应：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。
6． 焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
7． 焦耳定律公式：Q=I2Rt。式中单位Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。
8． 当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q，如电热器、纯电阻就是这样的。
【易混淆点】
三、 电流的热效应
3． 电流的热效应：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。
4． 两类用电器：
③ 纯电阻用电器：电流通过时将电能全部转化为内能的用电器。如电饭煲、电炉、电熨斗、电烙铁、电取暖器、电热水器等单纯用来发热的用电器。
④ 非纯电阻用电器：电流通过时只有部分电能转化为内能的用电器。如电风扇、电动机、电脑、电视机等，这类用电器除部分电能转化为内能外，大部分电能会转化成其他形式的能。
四、 影响电流产生热量的因素
3． 实验方法：控制变量法和转换法。
4． 结论
④ 在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
⑤ 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
⑥ 在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。
知识点一：电流热效应
【典例分析】
11. 下列措施中，属于利用电流热效应的是 ( )
A．电视机的后盖有很多孔 B．电饭锅的发热板装在底部
C．与空调器相连的导线很粗 D．电脑的主机中安装微型风扇
【答案】B
【解析】
A. 电视机的后盖有许多散热片，属于防止电热的危害，故A错误；B. 电饭锅的发热板利用的是电流的热效应，故B正确；C. 空调与导线是串联的，通过的电流及通电时间相同，导线很粗，电阻很小，由焦耳定律知，当电流和通电时间相同时，电阻小的产生的热量小，导线很粗属于防止电热的危害，故C错误；D. 电脑主机箱里的小风扇具有散热的作用，属于防止电热的危害，故D错误．故选B.
点睛：所谓电流的热效应，即导体中通的电流时，其电流所做的功几乎全部转化为电热，即该用电器主要用于发热的．据此对下面的各个选项逐次分析即可．
【真题操练】
12. (2020·宿迁)图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是( )
A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显；
B．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系；
C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少；
D．若要比较水和煤油的比热容大小，只需将一个烧瓶内的煤油换成等质量的水即可
【答案】D。
【荆州】A、在液体质量相同、吸收热量相同的情况下，比热容小的物质温度要升高的多，所以用比热容小的液体可以使实验现象更明显，故A正确；
B、由图可知，该电路为串联电路，通过两个电阻的电流和通电时间是相同的，电阻不同，所以该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻大小的关系，故B正确；
C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法为转换法，故C正确；
D、比较水和煤油的比热容大小时，需要用相同的加热器加热质量相同的不同液体，使它们在相同的时间内吸收相同的热量，所以需要控制两个电阻的装置相同，故D错误。故选：D。
知识点二：探究电流热效应的因素
【典例分析】
13. 如图是探究“电流通过导体时产生的热跟什么因素”有关的实验装置，两个透明的容器中密封着等质量的空气。关于这一实验，下列说法正确的是 ( )
A．该实验装置探究的是电流产生的热与电阻的关系
B．该装置用U形管中液体热胀冷缩来反应电阻放热的多少
C．若容器外电阻断路，则相同时间内，与没断比，左侧U形管中液面高度差小
D．若将左侧容器中电阻换成10Ω电阻后，可探究电流产生的热与电阻的关系
【答案】C
【解析】
A．根据控制变量法可知，探究电流产生的热量与电阻关系时，需要控制电流、通电时间相同，电阻不同，而图中的两个电阻都是相同的，故无法完成探究，故A错误。
B．电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但气体温度的变化可以通过U形管中液面高度差的变化来反映，不是利用液体的热胀冷缩，故B错误。
C．容器外电阻发生断路前，左侧的电阻为5Ω，右侧的总电阻为2.5Ω，则电路的总电阻为7.5Ω；容器外电阻发生断路后，电路中只有两个电阻串联，则总电阻为10Ω；容器外电阻发生断路后，整个电路的总电阻增大了，根据欧姆定律可知，电路中的总电流减小了，在电阻、通电时间不变时，电流减小，则产生的热量变少，所以左侧U形管中液面高度差变小，故C正确。
D．探究电流产生的热量与电阻关系时，需要控制电流、通电时间相同，电阻不同，若将左侧容器中电阻换成10Ω电阻后，根据并联电路电流的特点可知，此时通过两个电阻的电流是不同的，不能探究电流产生的热与电阻的关系，故D错误。
故选C。
【真题操练】
14. 从发电站到用电地区，通常都有一段相当长的距离。为减少远距离输电中的电能损失，在输送功率一定的情况下，根据焦耳定律，就要尽可能地减小输电线中的______，因此在目前技术水平下要采电高电压输电。如图是四根高压输电线上的一个装置，利用这个装置将四根导线并联起来，中间的支架是导体，相当于增大了导线的______，从而______(选填“增大”或“减小”)了导线的电阻，以达到减少输电线上电能损失的目的。超导材料的出现，为我们将来利用其零电阻特性实现远距离大功率输电提供了可能。
【答案】电流 横截面积 减小
【解析】
[1]根据焦耳定律可知，输电线的电阻不变时，可以减小输电线中的电流，从而减小能量损失。
[2][3]利用这个装置将四根导线并联起来，中间的支架是导体，相当于增大了导线的横截面积；在长度和材料相同情况下，横截面积越大，电阻越小，所以这情况下可以减小导线的电阻，以达到减少输电线上电能损失的目的。
知识点三：焦耳定律计算
【典例分析】
15. 如图所示电路，电源电压不变，R1为发热电阻，阻值10Ω．R2为定值电阻，阻值为20Ω．R为滑动变阻器（A、B为其两个端点）。闭合开关S，当滑片P移动到A端时，电流表的示数为0.3A，电源电压U=______V．当滑片P移到B点时，发热电阻R1在1分钟内产生的热量为______J。
【答案】6；216。
【解析】由图知，闭合开关S，当滑片P移动到A端时，R1和R2并联，电流表测量通过R2的电流。
因为I=，所以电源电压为U=I2R2=0.3A×20Ω=6V；
滑片P移动过程中，R1两端电压不变，阻值不变，
所以1分钟内产生的热量为。
【真题操练】
16. (2020·沈阳)康康家有一台家用电水壶如图甲，他发现电水壶有加热和保温两种功能。如图乙所示是其内部电路的简图，、均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换。电水壶加热功率为，保温功率为。[，]求：
(1)把的水从40℃加热到100℃，水需要吸收的热量；
(2)不计热量损失，使用电水壶的加热挡完成问题(1)中的加热过程需要的时间；
(3)忽略温度对电阻阻值的影响，加热电阻的阻值。
【答案】(1)1.26×105J；(2)126s；(3)1051.6Ω。
【解析】(1)水的质量为：
水需要吸收的热量为：
(2)由于不计热量损失，所以电水壶的加热挡消耗的电能为：
由得，电水壶加热过程需要的时间为：
(3)当旋钮开关接2时，只有接入电路，此时为加热状态，
由，得
已知家庭电路的电压是，所以R2的阻值为：
当旋钮开关接1时，与串联，此时为保温状态，电路中的总电阻为：
根据欧姆定律及串联电路电流、电压规律得R1的阻值为：
。
知识点四：电动机问题
【典例分析】
17. 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入220V的家庭电路中正常工作，若通电时间相同，则下列说法正确的是 ( )
A．电冰箱产生的热量最多 B．电风扇产生的热量最多
C．三者产生的热量一样多 D．三者消耗的电能一样多
【答案】D；
【解析】∵接在家庭电路中，U=220V， ∴三种用电器的实际功率： P实=P额=180W； 又∵W=Pt，用电器工作时间t相等， ∴三种用电器消耗的电能相同，故D正确； ∵电冰箱与电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小，电热毯工作时电热丝产生热量，把电能全部转化为热量， ∴产生热量最多的是电热毯，故ABC不正确；
【真题操练】
18. (2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω。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；1.5。
【解析】消耗的电能为W＝Pt＝3W×60s＝180J；
电路中线圈的电流为；
电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q＝I2Rt＝(0.5A)2×0.1Ω×60s＝1.5J。
故答案为：180；1.5。
知识点五：电流热效应实验
【典例分析】
19. (2020·江苏省扬州市仪征市中考一模)如图为探究“焦耳定律”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1＜R2。下列说法正确的是( )
A．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”；
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流 ；
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢；
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
【答案】C。
【解析】A、图中两电阻串联，通过的电流和通电时间相等，而电阻不同，故可研究电流产生的热量与电阻的关系，AB错误；
C、根据Q＝I2Rt，因R1＜R2．故右边容器中电阻丝产生的热量多，由转换法，甲管中液面上升比乙慢，C正确；
D、闭合开关后，要使电流增大，由欧姆定律，要减小电路的电阻，故应将滑动变阻器滑片P向右移动，D错误。故选C。
【真题操练】
20. 小明和小红利用如图12所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。质量相等的两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。
(1)实验中，小明和小红发现___________烧瓶中温度计的示数升高快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越_______，产生的热量越多。
(2)小明提议利用该装置改成“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成_______相等的水；将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的_________相等。通过实验观察，发现装有________(选填“水”或“煤油”)的烧瓶中温度计的示数变化较大，说明水比热容较大。
【答案】乙 大 质量 电阻 煤油
【解析】
(1)[1][2]由Q=I2Rt可知，串联电路中的导体产生的热量与电阻成正比，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，产生的热量少；乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，产生的热量多。所以，实验中，乙烧瓶中温度计的示数升高快。
(2)[3]要比较水和煤油比热容的大小，应控制两种液体的质量和初温相同，以及加热的仪器相同，则他们应将其中一烧瓶中的煤油换成质量相等的水。
[4]为了保证相同时间内放出相同的热量，应将甲烧瓶中的铜丝换成镍铬合金丝，并且与乙烧瓶中的镍铬合金丝的电阻相等。
[5]由Δt =可知，质量和初温都相同的水和煤油，相同时间内吸收的热量相同，由于水的比热容较大，装有水的烧瓶中温度计的示数变化较慢，装有煤油的烧瓶中温度计的示数变化较快。
11. 下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是( )
A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B．家里使用电热水壶烧水
C．小明妈妈用电熨斗熨衣服
D．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温
【答案】D
【解析】ABC、用电热孵化器孵小鸡、使用电热水壶烧水、用电熨斗熨衣服，都是将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故ABC不符合题意；
D、电脑温度过高时，风扇会及时启动，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。
12. 江都城北的毛先生购买了一只电热水器，使用时发现通电不长时间，其电源线很热，甚至能闻出很浓的橡胶的焦味，于是毛先生决定用他学过的物理知识向消费者协会投诉，他可从下面哪个方面的鉴定提出投诉 ( )
A．电压太高 B．导线太短
C．导线太粗 D．导线太细
【答案】D；
【解析】根据焦耳定律Q=I2RT，当导线中的电流一定、通电时间一定时，引起电热过多的原因是电阻太大； 材料、长度、横截面积、温度都影响电阻，由生活经验可知，商家不能通过长度、温度作弊的，只能从材料、横截面积方面，所以应该是导线太细导致电阻过大的原因。
13. 用如图的装置“探究影响电流热效应的因素”。电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1
A.该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B.闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C.实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
【答案】C；
【解析】(1)由“6V 3W”知，灯泡额定电压是6V，额定功率是3W； 灯泡正常发光时的电流为：I额= P额 /U额 = 3W /6V =0.5A， 答：灯泡正常发光时的电流是0.5A。 (2)灯泡灯丝电阻为RL= U 额2 /P额 = (6V)2 / 3W =12Ω， 当电流表的示数为0.4A时，灯泡两端的电压为： UL1=I1×RL=0.4A×12Ω=4.8V， 电压表的示数为：U/R0=U-UL1=18V-4.8V=13.2V， 答：当电流表的示数为0.4A时，电压表的示数是13.2V。 (3)滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电压表示数应等于15V， 此时灯泡两端电压为：UL2=18V-15V=3V， 此时电路中的电流为I2= UL2 /RL = 3V /12Ω =0.25A， 滑动变阻器接入电路的最大阻值为： Rm= Um/ I2 = 15V /0.25A =60Ω， 由(1)知灯泡正常发光时的电流I额=0.5A， 电流表量程是IA=0.6A， 流过电路的最大电流Im=0.5A，此时电路中的总电阻为： R总= U /Im = 18V /0.5A =36Ω， 则滑动变阻器接入电路的最小阻值为 Ra=R总-RL=36Ω-12Ω=24Ω，；
14. (2020·山东青岛市·中考真题)甲、乙两个电热器的电阻之比为，通电相同时间产生的热量之比为，则通过甲、乙的电流之比为( )
A． B． C． D．
【答案】C
【解析】
甲、乙两个电热器通电相同时间产生的热量之比为，根据Q=I2Rt有
已知甲、乙两个电热器的电阻之比为，则
即通过甲、乙的电流之比为
故ABD错误，C正确。故选C。
15. (2020·吉林中考真题)如图是某电热水壶铭牌上的部分信息。该电热水壶在额定电压下工作100s，消耗的电能是_____ J； 它是利用电流的_____效应工作的。
【答案】1.5× 105 热
【解析】
[1]由题意可知，该电热水壶正常工作，它在100s时间内消耗的电能
[2]电热水壶工作时，将电能转化为内能，它是利用电流热效应工作的。
16. (2020·四川成都市·九年级一模)某款迷你电炖盅有加热和保温两个档，加热档的功率为100W，如图是其简化的电路图，已知，电炖盅的旋钮开关处于图示位置时是______档，电炖盅在保温挡工作10min产生的热量是______J。
【答案】保温
【解析】
[1]由图可知，开关处于图示位置时，、串联，电路的总电阻最大，电源电压一定，由知，此时电路的总功率最小，为保温挡。
[2]当旋钮开关旋转后，电路为的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，为加热档。由可得R2的阻值
所以保温挡工作时产生热量
17. 如图所示，小明设计了一个电吹风的电路图，电热丝R通电后会发热，电动机通电后能吹风。当S1、S2都闭合时，吹_____(冷/热)风；断开S1后，电动机两端电压___ __(增大/不变/减少)。
【答案】热 不变
【解析】[1]当S1、S2都闭合时，电阻丝和电动机均工作，电阻器把电能转化为内能，故吹热风。
[2]电阻丝和电动机是并联在电路中，不论电阻丝是否工作，电动机两端的电压都等于电源电压，故断开S1后，电动机两端的电压不变。
18. 如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。本实验是根据________(选填“气体”、“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少，已知R1=10Ω，R3=6Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2=________Ω．若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则可研究电流产生的热量与________的关系。
【答案】气体；10；电阻。
【解析】该实验装置是利用容器中空气的热胀冷缩来反应放热的多少，产生热量的多少不能直接观察，通过U形管液面高度差的变化来反映；
为了研究电流产生的热量与电流的关系，需要控制电阻和通电时间相同，通过的电流不同，所以R1、R2的阻值应该是相同的，即R2=10Ω；
若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则该整体与R1串联在电路中，通过的电流和通电时间相同，但容器内总电阻与R1电阻不同，所以可以探究电热与电阻大小的关系。
19. 一新款节能电炖锅如图甲，有关技术参数如表（设电炖锅不同挡位的电阻和加热效率均不变）。
额定电压
电炖锅档位
额定功率/W
200V
低温
200
中温
400
高温
600
（1）求电炖锅在高温挡正常工作时的电流（计算结果保留一位小数）；
（2）在用电高峰期，关掉家里的其他用电器，只让处于中温挡状态的电炖锅工作，观察到标有“1800r/（kW•h）”的电能表转盘在12ls内转了20圈，求此时的实际电压；
（3）电炖锅正常工作时，用低温挡和高温挡分别给质量相同的冷水加热，待水温达到50℃时开始计时，绘制的水温随时间变化的图象如图乙所示。结合所给信息，通过计算，分析比较用高温挡还是用低温挡更节能。
【答案】见解析
【解析】（1）由表中数据可知，高温的功率P高=600W，由P=UI可得，在高温档工作时，电路中的电流：；
（2）由可得，电炖锅的电阻：，
电炖锅在高档工作时，电能表转盘在在121s内转了20r，
则电炖锅消耗的电能：，
实际功率为：，
由可得，电路的实际电压：
（3）高温档消耗的电能W高=p高t高=600W×6×60s=2.16×105J，则水升高1℃消耗的电能2.16×105J/20=1.08×104J，
低温档消耗的电能W低=P低t低=200W×9×60s=1.08×105J，
则水升高1℃消耗的电能为1.08×105J/8=1.35×104J，
因为1.08×104J＜1.35×104J，且两档加热水的质量相同，所以加热等质量的水升高1℃，高温档比低温档消耗电能少，用高温档节能。
20. 物理兴趣小组的同学“探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关”的实验。将一段电阻丝装在透明、密闭的容器中，橡胶管将密闭容器和装有红色液体的U形玻璃管相连，如图所示。请你回答下列问题：
(1)在实验中，密闭容器内的空气质量应该_____(选填“相等”或“不相等”)，观察U开玻璃管中液面度差的目的是：_____；
(2)如图(甲)所示，密闭容器内的电阻分别为5Ω和10Ω，实验探究的是电流通过导体产生的热量_____的关系，根据本次实验现象可得到的实验结论是_____；如图(乙)所示，密闭容器内的电阻均为5Ω，另有一个5Ω电阻在容器外部，与其中一个容器内的电阻并联，实验探究的是电流通过导体产生的热量与_____的关系；根据本次实验现象可得到的实验结论是 。
【答案】相等 来显示甲、乙容器内空气温度的变化 与电阻 在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多 电流 在时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多
【解析】
(1)[1][2]为了便于利用控制变量法和转换法对各个猜想进行探究，在实验前，应该使U形管中的左右两管液面相平，即两边产生的压强相等，这样应在容器内封闭质量相等的空气；实验中是通过观察“U”形管中液面的高度差来显示甲、乙容器内空气温度的变化。像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫转换法。
(2)[3][4]图甲中，密闭容器内的电阻分别为5Ω和10Ω，电阻串联，通电时间和电流相同，电阻不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系；由实验现象可得到的实验结论是：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
[5][6]图乙中，电阻相同，通电时间相同，电流不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系；根据本次实验现象可得到的实验结论是：在时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多。
8. (2020·湖南株洲市·中考真题)如图所示，长度、横截面积一样，材料不同的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为R1=2Ω，R2=4Ω，在它们表面涂上厚度一样的蜡。现在闭合开关给它们通电，过一段时间后，我们观察到( )
A．R1上的蜡熔化得快 B．R2上的蜡熔化得快
C．R1、R2上的蜡熔化得一样快 D．无法比较
【答案】B
【解析】
由电路图可知，两个电阻串联，通过的电流相同；由焦耳定律可知电阻发热为
通电相同时间后，电阻越大则发热量越大，即R2上的蜡熔化得快；故B符合题意。
故选B。
9. (2020·山东青岛市·九年级一模)甲、乙两电热器电阻之比为4∶5，电流之比为2∶1，则相同时间内产生热量之比为( )
A．5∶8 B．16∶5 C．8∶5 D．5∶2
【答案】B
【解析】
由Q=I2Rt可得，在相同时间内产生的热量之比
故选B。
10. 如图是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。
(1)甲图所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与 的关系,通电一段时间, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多;
(2)通过观察乙图中的实验现象,可知 (选填“c”或“d”)容器中电阻丝的阻值大。
【答案】(1)电流(大小) a (2)d；
【解析】(１)由甲图可知，电阻均为 ５ Ω，ｂ 容器上方的 电阻丝与容器中的电阻丝并联后又与 ａ 容器中的电阻丝 串联，所以，通过 ａ 容器中电阻丝的电流 Ｉａ等于通过 ｂ 容 器电阻丝的电流 Ｉｂ的两倍，所以该装置是探究在电阻一定 时，电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系。 根据焦 耳定律可知通电一段时间，ａ 容器中电流产生的热量较 多。 (２)由乙图可知，右侧的 Ｕ 形管液面高度差大，说明 ｄ 容器产生的热量多，因为 ｃ、ｄ 两容器中的电阻丝串联， 根据焦耳定律可知，在电流相同时，产生的热量跟电阻成 正比，所以 ｄ 容器中的电阻丝阻值大。
11. (2020·辽宁鞍山市·中考真题)某品牌电热水壶上标有“220V 1400W”的字样，小明发现烧水过程中电热水壶的发热体部分很快变热，但连接的导线却不怎么热，这是因为导线的电阻比发热体的电阻______。在额定电压下，电热水壶烧水3min，这段时间内电热水壶发热体产生的热量是______J。若发热体产生的热量全部被水吸收，能将______kg的水从20°C升高到100°C(c水=4.2×103J/(kg·°C))
【答案】小 2.52×105 0.75
【解析】
[1]热水壶的发热体与电线串联，通过它们的电流及时间相等，但热水壶的发热体的电阻比电线的电阻大得多，由焦耳定律可知，热水壶的发热体比电线产生的热量就多得多，所以电热丝很热，但与之相连的电线却不怎么热。
[2]在额定电压下，烧开一壶水用时3min，这段时间内电热水壶发热体产生的热量
[3]根据公式得，加热水的质量
12. 一种家用电熨斗的现格为“220V 1100W”在额定电压下、这种电熨斗工作时的电流是______A。正常工作1min产生的热量是______J。
【答案】5A；6.6×104J
【解析】
[1]在额定电压下、这种电熨斗工作时的电流
=5A
[2]正常工作1min产生的热量
Q=W=Pt=1100W×60s=6.6×104J
13. (2020·山东临沂市·九年级二模)如图甲所示为灯泡和电动机的串联电路，电源电压为5V，电流表示数为0.3A，电动机线圈的电阻为0.5Ω，灯泡的I﹣U图象如图乙所示。则此时灯泡的电阻为______Ω(计算结果保留到小数点后一位)；通电1min电动机线圈放出的热量为______J。
【答案】6.7 2.7
【解析】
[1]该电路为串联电路，串联电路中，电流处处相等；电流表示数为0.3A时，根据图象可知，灯泡两端的电压为2V；根据欧姆定律可知，灯泡的电阻为
[2]通电1min电动机线圈放出的热量为
14. 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U形管相连，接入电路。
(1)组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 (选填“属于”或“不属于”)连通器；
(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 大小是否有关的装置；
(3)实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用研究方法与此相同的是 ；
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用乒乓球显示音叉的振动
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
(4)由图乙，电流表的示数为 A，在这种情况下，甲图中右侧容器中定值电阻在10s 内产生的热量是___ ___；
(5)某实验小组发现通电一段时间后，甲图中左侧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】属于 电流 电阻 U形管中液面高度差 BD 2 200 电阻断路(或容器漏气)
【解析】
(1)[1]组装之前，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器。
(2)[2][3]由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是在通电时间相同和电流相同的情况下，电流产生热量与电阻的关系。
(3)[4]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过U形管液面高度差的变化来反映．采用的是转换法。
[5]A．探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B．用乒乓球显示音叉的振动，采用的是转换法；
C．研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。
故研究方法与此相同的是BD。
(4)[6]由图知，电流表选择的是0~3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A。
[7]右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q＝I2Rt＝(2A)2×5Ω×10s＝200J
(5)[8]某实验小组发现通电一段时间后，甲图中左侧U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是电阻断路(或容器漏气)。
10. (2020·吉林省第二实验学校九年级其他模拟)在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是因为导线连接的位置( )
A．电阻小 B．电阻大
C．电流小 D．功率小
【答案】B
【解析】
在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等根据Q=I2Rt，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾．故B符合题意。
故选B。
11. 用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是 ( )
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大产生的热量越少
【答案】C
【解析】
A．由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误；
B．由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2
故R2放出的热量多，温度计示数升的高，故B错误；
C．通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法，故C正确；
D．在电流和通电时间一定时，发热丝产生的热量与电阻成正比，电阻越大，产生的热量越多，故D错误。
12. (2020·山东烟台市·中考真题)如图甲所示，电源电压保持不变，电阻R2＝10Ω，闭合开关S，电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同，如图乙所示。则下列说法正确的是( )
A．电流表A的示数为0.6A
B．电阻R1的阻值为10Ω
C．电阻R2的电功率为9W
D．10s内电阻R1产生的热量为36J
【答案】A
【解析】
从电路中可看出V2示数较大，电压表V1、V2的指针偏转情况完全相同，两表所选量程不同，V2应是大量程，示数为7.5V，V1应是小量程，示数为1.5V。
R2的电压为电路中的电流为
电阻R1的阻值为电阻R2的电功率
10s内电阻R1产生的热量为
故选A。
13. 将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，产生的热量最多的是 ( )
A．电冰箱 B．电风扇
C．电热毯 D．一样多
【答案】C；
【解析】∵接在家庭电路中，U=220V， ∴三种用电器的实际功率： P实=P额=180W； 又∵W=Pt，用电器工作时间t相等， ∴三种用电器消耗的电能相同； ∵电冰箱与电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小， 电热毯工作时电热丝产生热量，把电能全部转化为热量； ∴产生热量最多的是电热毯；
14. (2020·辽宁盘锦市·中考真题)如图所示的电路中，R的阻值为10Ω，闭合开关，电流表指针正常偏转，则电源的右端是极；滑动变阻器的滑片向左移动，电流表示数______(填“变大”、“变小”或“不变”)，当电流表示数为0.2A时，通电10s，R产生的热量是______J。
【答案】变大 4J
【解析】
[1]当滑动变阻器向左滑动的时候，接入电路的阻值变小，根据欧姆定律可得，电路中的电流变大。
[2]根据焦耳定律可得R产生的热量为
15. 一根电阻丝的电阻是10Ω，通过2A的电流时，1min内产生的热量是 J．它在工作时的能量转化是 。
【答案】2.4×103；电能转化为内能；
【解析】电阻丝产生的热量： Q=I2Rt=(2A)2×10Ω×60s=2.4×103J； 电阻丝消耗了电能，产生了内能，故是电能转化为内能；
16. (2020·广西贺州市·九年级一模)如图甲是小灯泡L的U-I图象，将此灯接入图乙的电路中(电源电压不变)，闭合开关S1后，灯L的实际功率为2W；再闭合开关S2后，电流表示数变化了0.2A，则电阻R的阻值是______Ω，此时1min内电路产生的热量是______J。
【答案】20 168
【解析】
[1]闭合开关S1后，灯L的实际功率为2W，由甲图可知，电源电压为4V，此时通过灯泡的电流为0.5A；再闭合开关S2后，灯与电阻并联，灯与电阻互不影响，电流表示数要变大，电流表示数变化了0.2A，所以可求出电阻R的阻值是
[2]此时总电流为所以此时1min内电路产生的热量是
17. 如图所示，电源电压恒定不变，小灯泡L标有“2.5V 0.75W”的字样，R1、R2为定值电阻，其中R1=25Ω，R2=50Ω，当S1、S2都断开时，小灯泡正常发光，电源电压是______V；当S1闭合，S2断开时，电流表的示数是______A；当S1、S2都闭合时，R2通电1分钟消耗的电能为______J(不考虑温度对电阻的影响)。
【答案】10 0.4 120
【解析】
[1]当S1、S2都断开时，电路中是灯泡与R1的串联电路，小灯泡正常发光，电路中的电流为
电源电压为
[2]当S1闭合，S2断开时，灯泡被短路，电路中只有R1，电流表的示数为
[3]当S1、S2都闭合时，灯泡被短路，R1和R2并联，加在R2两端的电压等于电源电压，R2通电1分钟消耗的电能为
18. 为了“探究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”，小伟采用了如图所示的实验装置，两个封闭的玻璃瓶内装满煤油，用插有细玻璃管的橡皮塞封闭玻璃瓶，煤油中的电阻丝通过橡皮塞上的接线柱与电路相连，已知电阻 RA
(1)为使通过电阻RA、RB的电流相等，实验中RA、RB应采用 (填“串联”或 “并联”)。
(2)实验中通过观察 即可比较两导体产生的热量，这种实验方法称为 (填“转换法”或“等效替代法”)。
(3)小伟继续完成本实验，最终可得出结论：在通电时间相同，电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越_____ _(填“多”或“少”)
【答案】串联 温度计示数的变化 转换法 多
【解析】
(1)[1]串联电路中电流处处相等，则为使通过电阻RA、RB的电流相等，实验中RA、RB应采用串联。
(2)[2][3]温度计示数的变化反应了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的多少，所以实验中采用转换法，通过温度计示数的变化来反映电阻丝放出热量的多少。
(3)[4]继续完成本实验可得出结论：在通电时间相同，电流相等的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多。
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