第4節(jié)焦耳定律

雙基過(guò)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(guò)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)

(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(guò)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(guò)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。

基礎(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（）

【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(lái)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(guò)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(jiàn)解析

【解析】(1)口］［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(guò)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。

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(guò)的電流和通電時(shí)間相同，因?yàn)?/p>

R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0=58-。)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(guò)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、

(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(guò)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(méi)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)口]在甲裝置中，將容器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)接到電源兩端，通過(guò)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。

⑵甲實(shí)驗(yàn)兩電阻絲串聯(lián)，則通過(guò)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]⑷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(guò)左邊容器中電阻的電流與通過(guò)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(guò)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]⑹電阻絲R3的分流使根據(jù)

Q=I-Rt

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?zhuān)匝b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(guò)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，由區(qū)可得通過(guò)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°=/次，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(guò)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：Q=12Rt

(2)單位：I——電流——安培(A)；R——電阻——?dú)W姆(Q)；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(guò)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(lái)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Ri和Rz的串聯(lián)電路中，電熱與電阻成正比，即Q］：2=R1：R2

(2)在只有R和Rz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(guò)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(guò)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。

【答案】?jī)?nèi)能焦耳

【解析】［1］電流通過(guò)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(chēng)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；

支=必

(2)串聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成,即24；

(3)并聯(lián)電路中，各部分電路的熱量與其電阻成，即24(各支路通電時(shí)間都相同)。

【答案】總熱量之和正比反比

【解析】(1)口］⑵由

Q=I-Rt=Ult

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°=片及得，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

Q=I"呼t

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”）o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。

【答案】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(lái)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)0放=6公/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(guò)兩條輸電線向乙地用戶(hù)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(hù)用電時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.用戶(hù)使用的用電器兩端電壓為U

U2

B.輸電線上消耗的電功率為「

C.當(dāng)用戶(hù)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(hù)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；

U2

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(hù)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(hù)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(shuō)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(guò)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

PJ

它們都在額定電壓下工作，電功率都是額定功率800W,由t得獷=汽,電功率相同，但是不知道

時(shí)間，無(wú)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，己知電飯鍋和洗衣機(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(guò)電飯鍋和洗衣機(jī)產(chǎn)生的熱量，誰(shuí)多誰(shuí)少，故D錯(cuò)誤。

故選B。

10.甲、乙兩電熱器通過(guò)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.1：2B.2：9C.2：1D.9：2

【答案】C

【解析】由題意可知

/甲：/乙=3:2

而"乙=2:3

&a:R乙=4:3

由2=『用可得，電流通過(guò)甲、乙兩個(gè)電熱器產(chǎn)生的熱量之比

為二謂％廂=(/甲)2><%'/甲=(3)2><4><2=2

Q乙一或R乙七一/乙生壇一233一1

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(kāi)，防止觸電和漏電。

3.常見(jiàn)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(méi)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(guò)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(guò)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。

基礎(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(guò)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(lèi)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(lèi)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(guò)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)

o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？O

【答案】多翼狀散熱片散熱窗利用電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱來(lái)驅(qū)潮

【解析】口］［2］電流通過(guò)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(lái)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。

考點(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(guò)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(guò)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(guò)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(shuō)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(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

③圖乙實(shí)驗(yàn)過(guò)程中右邊透明容器中電阻絲阻值應(yīng)該等于10Q

④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.①②B.②③C.②④D.③④

【答案】C

【解析】①u(mài)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(guò)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(guò)程中右邊兩個(gè)電阻絲并聯(lián)，右邊容器中的電阻通過(guò)的電流與左邊電阻絲通過(guò)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5。，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(wú)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

內(nèi)均裝有質(zhì)量相等的煤油，電阻絲RI、R2、R3浸沒(méi)在煤油中，其中R1=R3=6。、R2=3QO閉合開(kāi)關(guān)前，

記錄下煤油的初溫度t0；接通電源，同時(shí)閉合開(kāi)關(guān)SI、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RI、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：。

日電初溫度末溫

號(hào)阻流I/At0/℃度/℃

R

1.02030

1

dR1.02024

2

R

e1.52044

3

【答案】5:2電流①②只閉合開(kāi)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)Q=cm&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；

⑵由題可知，R1=R3=6Q,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=60、R2=3Q,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(kāi)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(guò)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AT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

0.40.92.53.6

溫度AT/℃——

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(guò)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(guò)程中熱量的散失。

(2)[2]水的質(zhì)量相同，水溫變化AT與吸熱的多少成正比，水溫變化AT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(guò)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=(3放

則

cmAT=I2Rt

所以

變形可得

△T；x/4zO.4℃X(O.4A)2

=1.6℃

(0.2A)2

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

TT2

^—t=UIt；在非純電阻電路中，電功大于電熱，即W>Q；止匕時(shí)，計(jì)算電功只

Q=W=Pt=IRt=R

TTZ

能用W==而電熱只能用。=/2R/,千萬(wàn)不能再用w=—^或。=—t。

RR

(2)對(duì)于通過(guò)斷開(kāi)或閉合開(kāi)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(huà)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(guò)程的相應(yīng)數(shù)據(jù)，如表1、表2。已知水的密度為L(zhǎng)°xl°lg/m3,比熱容

為4.2x103j/（kg.°C）

表1

儲(chǔ)水式熱水器

型號(hào)：DSZF電器類(lèi)別：1

額定電壓：額定功率：

220V?2000W

額定頻率：額定容量：

50Hz60L

表2

記錄水溫

時(shí)間(℃)

8:0044

8:1048

8:3057

小華分析以上數(shù)據(jù)，得出水溫從44℃上升到57℃的過(guò)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

【答案】3.276xlO63.6xlO691%

【解析】⑴由題意得，水的質(zhì)量

33-33

根=/?7KV=1.0xl0kg/mx60xl0m=60kg

根據(jù)0s=s（，2F）得，水吸收的熱量

6

%=c水加/2—0）=6（1^10337（k鯽）x=3.276（10O-r）x

⑵水溫從44℃上升到57℃的過(guò)程中，所用時(shí)間

方=%2-％=8：30-8:00=30min=1800s

熱水器消耗的電能

W=Pt=2000WX1800s=3.6xlO6J

［3］熱水器的效率為

3,276xlJ

7=^-xl00%=fxl00%=91%

W3.6X106J

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(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)S2,燈泡L正常發(fā)光；閉合開(kāi)關(guān)SI、S2,電流表示數(shù)為1.5A,則

電源電壓為V；閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)S2,通電30s定值電阻R產(chǎn)生的熱量是J=

【解析】［1］閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)S2,燈泡L和定值電阻串聯(lián)，燈泡L正常發(fā)光，根據(jù)P=S可知電路

電流

UL12V

根據(jù)歐姆定律可知定值電阻兩端的電壓

UR=IR=1AXR

根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知電源電壓

U=UL+UR=12V+lAx7?

閉合開(kāi)關(guān)SI、S2,電路為定值電阻的簡(jiǎn)單電路，電流表示數(shù)為L(zhǎng)5A,則電源電壓為

U=I'R=1.5AxR②

聯(lián)立①②可知，U=36V,R=24QO

[2]閉合開(kāi)關(guān)S1,斷開(kāi)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

Q=I2Rt=（1A）2?24Qx30s=720J

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(wèn)題，首先應(yīng)結(jié)合電功的普適式及導(dǎo)出式、歐姆定律、開(kāi)關(guān)的閉合、斷

開(kāi)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(kāi)關(guān)組成的簡(jiǎn)易電飯鍋。接通電源，手動(dòng)開(kāi)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(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，且無(wú)法自動(dòng)閉合；接通電源，溫控開(kāi)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(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)。通過(guò)兩個(gè)開(kāi)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(kāi)關(guān)，電熱絲才能開(kāi)始工作

B.當(dāng)手動(dòng)開(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)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(guò)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(kāi)關(guān)S1與按鈕開(kāi)關(guān)S2是并聯(lián)的，如圖所示

---------o220Vo--------

R~"

~~II_U

電熱絲要工作，只需閉合開(kāi)關(guān)S1或者開(kāi)關(guān)S2,當(dāng)鍋內(nèi)溫度低于60℃時(shí)，溫控開(kāi)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(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)時(shí)，鍋內(nèi)溫度達(dá)到103℃,鍋內(nèi)溫度高于85℃,溫控開(kāi)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(kāi)關(guān)自動(dòng)斷開(kāi)，且無(wú)法自動(dòng)閉合，而溫控開(kāi)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(guò)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(kāi)關(guān)，S0為調(diào)擋開(kāi)關(guān)，轉(zhuǎn)動(dòng)S0可將開(kāi)關(guān)調(diào)至1、2、3位置。RI、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?！臼澄锏谋葻崛萑?.0X103J/(kg「C)】

【答案】(1)500W；(2)30%

【解析】解：(1)當(dāng)S閉合，S0接1時(shí)，RI、R2、R3串聯(lián)，處于低溫?fù)?；?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R

可知，電阻為

[/2_(220V)2

=48.4。

4="=旦=可一_1000W

電煎鍋的中擋電功率

U2(220V)2

心==500W

&+居48.4Q+48.4Q

(2)食物吸收的熱量

Q!R=cmAt=4.0xl03J/(kg-℃)x50xl03kgx(139℃4℃)=2.7xl04J

消耗的電能

W=P中t=500Wx3x60s=9xl04J

電煎鍋加熱食物的效率

x100%=27>JxI。。％=30%

W9X104J

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

2

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p=上U-計(jì)算加熱電阻正常工作時(shí)的

R

電功率。

(2)利用Q=W=P/可計(jì)算加熱電阻正常工作時(shí)產(chǎn)生的熱量，而液體吸收的熱量％效率

*X100%、結(jié)合密度公式夕=￡及變形進(jìn)行計(jì)算。

(3)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的電路不屬于純電阻電路，計(jì)算電熱和消耗的電能都只能用對(duì)應(yīng)的公式，即

W=Pt=UIt,Q=『Rt,此時(shí)Q/W。

例8(2022?福建?中考真題)如圖是某晾衣機(jī)的工作電路圖，電源電壓U=220V,其中R是發(fā)熱電阻。

當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合、S2斷開(kāi)時(shí)，晾衣機(jī)開(kāi)啟風(fēng)干功能，其額定功率P1=44W；當(dāng)開(kāi)關(guān)SI、S2均閉合時(shí)，晾衣

機(jī)開(kāi)