完成時間：—月—日天氣:??7

作業(yè)12焦耳定律

i.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，跟通電時間成正比。

Q——熱量一一焦耳（J）；I—電流——安培（A）；

R----電阻----歐姆（Q）；t----通電時間----秒（s）

2.有關(guān)焦耳定律的注意事項(xiàng)

（1）Q不與I成正比，而是與F成正比。往公式里代數(shù)時要注意電流的代入：

Q=/2Rt=（lA）2><2QX5s=10J

（2）對于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（。=卬），這時以下公式均成立

2

2U

Q=Pt^I2Rt=UIt=—t

R

（3）對于非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求。時只能用。=尸放。

（4）利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。

防止電熱的例子：電視機(jī)外殼的散熱窗；計(jì)算機(jī)內(nèi)的散熱風(fēng)扇、電動機(jī)外殼的散熱片等。

wa鞏固提升練

1.（2022?湖南常德?中考真題）用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”。

以下說法中不正確的是（）

A.觀察溫度計(jì)的示數(shù)比較電流產(chǎn)生的熱量

B.該實(shí)驗(yàn)裝置可以探究通電時間一定時，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

C.該實(shí)驗(yàn)裝置還可以探究通電時間一定時，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系

D.甲、乙兩瓶中可以裝質(zhì)量相同的不同液體

【答案】D

【詳解】A.電流做功產(chǎn)生熱量，通過熱傳遞使液體的溫度升高，溫度計(jì)的示數(shù)增大，觀察溫度計(jì)的示數(shù)比

較電流產(chǎn)生的熱量，這里體現(xiàn)了轉(zhuǎn)換法，故A正確，A不符合題意；

B.該實(shí)驗(yàn)裝置兩電阻絲串聯(lián)，電流相同，通電時間相同，電阻不同，產(chǎn)熱不同，可以探究通電時間一定時，

導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故B正確，B不符合題意；

C.通過移動滑動變阻器，改變電路中的電阻，從而改變電路中的電流，觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化，比較電流

產(chǎn)生的熱量，所以該實(shí)驗(yàn)裝置還可以探究通電時間一定時，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故C正確，C

不符合題意；

D.質(zhì)量相同的不同液體，比熱容不同，吸熱能力不同，吸收相同的熱量溫度變化不同，無法通過溫度計(jì)的

示數(shù)的變化比較產(chǎn)熱的多少，故D不正確，D符合題意。

故選D。

2.（2023?四川巴中?統(tǒng)考中考真題）某興趣小組用如圖甲所示的裝置探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與哪些因

素有關(guān)”。實(shí)驗(yàn)中凡=5。，&=10。，分別密封在裝有等量空氣的相同瓶內(nèi)，細(xì)玻璃管內(nèi)有等高的相同液柱，

該實(shí)驗(yàn)探究的是電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。當(dāng)導(dǎo)體中的電流為1A時，通電10s,凡產(chǎn)生的熱量是—

J,凡與凡產(chǎn)生的熱量之比為o如圖乙所示玻璃管內(nèi)液柱的高低是由（選填“瓶內(nèi)的空氣”或“玻

璃管內(nèi)的液體”）熱脹冷縮導(dǎo)致的。

【答案】電阻1001：2瓶內(nèi)的空氣

【詳解】口］如圖甲所示，電流相同，電阻不同，根據(jù)控制變量法，該實(shí)驗(yàn)探究的是電流產(chǎn)生的熱量與的電

阻的關(guān)系。⑵［3］當(dāng)導(dǎo)體中的電流為1A時，通電10s,&產(chǎn)生的熱量是2=/2/V=（1A）2X10QX10S=100J,

凡與凡產(chǎn)生的熱量之比為?=胃=廣=*=彳，［4］如圖乙所示裝置，加熱時主要是對瓶內(nèi)的空氣進(jìn)

Qb1Rj&10122

行加熱，當(dāng)瓶內(nèi)空氣膨脹時，瓶內(nèi)氣壓升高，推動玻璃管內(nèi)液柱的高度變化，所以液柱的變化是由瓶內(nèi)的

空氣熱脹冷縮導(dǎo)致的。

3.（2023?云南?統(tǒng)考中考真題）實(shí)驗(yàn)小組在老師的指導(dǎo)下探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”。同

學(xué)們在燒瓶內(nèi)安裝一根電阻絲，裝入適量的煤油，插入一支溫度計(jì)，設(shè)計(jì)了如圖甲所示的電路。

甲乙

（1）用筆畫線代替導(dǎo)線，將圖甲的電路連接完整。要求滑動變阻器的滑片向右移動時，電流表示數(shù)變大，

且導(dǎo)線不交叉；

（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表指針未偏轉(zhuǎn)，經(jīng)檢查僅電阻絲R有故障，則電阻絲R（選填“短路”

或“開路”）。排除故障后進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)中通過觀察來比較相同時間內(nèi)不同電流產(chǎn)生熱量的多少；

（3）調(diào)節(jié)滑動變阻器改變電流的大小，經(jīng)過多次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：電阻絲阻值和通電時間一定時，電流/越大，

通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量。越多。小明猜想：當(dāng)電阻和通電時間一定時，?？赡芘c/成正比。隨后在老師幫助下,

實(shí)驗(yàn)小組測出了多組。與/的數(shù)據(jù)。請?zhí)岢鲆环N判斷小明猜想是否正確的方法：；

（4）同學(xué)們進(jìn)一步學(xué)習(xí)了解到：物理學(xué)家焦耳1840年就確定了當(dāng)電阻和通電時間一定時，電流產(chǎn)生的熱

量跟電流的二次方成正比的關(guān)系。生活中利用電熱工作的家用電器有（請舉一例）；

（5）若要探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，可選擇圖乙中（選填"A”或"B”）燒瓶中

的電阻與圖甲燒瓶中的電阻聯(lián)（選填“串”或“并”）進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（6）本實(shí)驗(yàn)應(yīng)用的研究方法有轉(zhuǎn)換法和—____法。

/M溫度計(jì)

【答案】⑴\（2）開路溫度計(jì)示數(shù)的變化（3）見解

—士

甲

析（4）電熱水壺（5）B串（6）控制變量

【詳解】（1）滑動變阻器的滑片向右移動時,電流表示數(shù)變大，則滑動變阻器接入電路的阻值變小，則滑

動變阻器應(yīng)接右下的接線柱，如圖所示：

溫度計(jì)「工睇.

甲

（2）閉合開關(guān)后，發(fā)現(xiàn)電流表指針未偏轉(zhuǎn)，說明電路沒有電流通過，經(jīng)檢查僅電阻絲R有故障，故電阻絲

R斷路，即開路。實(shí)驗(yàn)中通過移動滑片，使燒瓶中電阻絲通過的電流不同，產(chǎn)生的熱量不同，則燒瓶中的煤

油吸收的熱量不同，則溫度計(jì)示數(shù)的變化不同，故通過觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化來比較相同時間內(nèi)不同電流

產(chǎn)生熱量的多少。

(3)想驗(yàn)證猜想：“當(dāng)電阻和通電時間一定時，?？赡芘c/成正比。”是否正確，根據(jù)測出的多組。與/的

數(shù)據(jù)畫出對應(yīng)的。?/圖像，再根據(jù)圖像判斷猜想是否正確，若圖像是一條過原點(diǎn)的直線，則猜想正確；若

不是一條過原點(diǎn)的直線，則猜想不正確。

(4)生活中利用電熱工作的家用電器有電熱水壺等。

(5)要探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，則電阻應(yīng)不同，而通過導(dǎo)體的電流要相同，故應(yīng)將兩

電阻串聯(lián)，由圖甲可知，燒瓶中的電阻是20。，所以應(yīng)選擇電阻為30。的B燒瓶串聯(lián)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

(6)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量受電流的大小、電阻、通電時間的影響，則應(yīng)該應(yīng)用控制變量法進(jìn)行探究。

4.(2023?江蘇南通?統(tǒng)考中考真題)如圖所示，燈泡L標(biāo)有“6V3W”的字樣，定值電阻R=10。，滑動變阻器

凡的最大阻值為20。，閉合開關(guān)S。將開關(guān)Si撥至2,滑片P移至a端，燈泡正常發(fā)光。

(1)求燈泡正常發(fā)光時的電流；

(2)滑片P移至b端，開關(guān)Si撥至1,求定值電阻R工作lOmin產(chǎn)生的熱量；

(3)接著將開關(guān)S撥回2,電流表示數(shù)為0.24A,求此時燈泡的功率。

【答案】(1)0.5A(2)240J(3)0.288W

叢3W

【詳解】(1)由P=UI可得，燈泡正常發(fā)光時的電流為/額=券=M=0-5A；

U額6V

(2)閉合開關(guān)S,將開關(guān)S撥至2,滑片P移至。端時，定值電阻R被短路，滑動變阻器接入電路中的電

阻為零，電路中只有燈泡L工作，由燈泡正常發(fā)光，可知電源電壓為

U=U后6V

滑片P移至6端，開關(guān)S撥至1,滑動變阻器接入電路的阻值為最大阻值，燈泡L被短路，電阻R與滑動

變阻器R/串聯(lián)，根據(jù)。=尸及可得，定值電阻R工作lOmin產(chǎn)生的熱量

,U,6V,

Q=I2Rt=(--------)2Rt=(--------------x10。x10x60s=240J

R+Rt10Q+20Q

(3)接著將開關(guān)S撥回2,燈泡L與滑動變阻器R/串聯(lián)，電流表測量電路中的電流，由U=/R可得，滑動

變阻器兩端的電壓為

U產(chǎn)/實(shí)用=0.24Ax20Q=4.8V

由串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，燈泡L兩端的實(shí)際電壓為

U后U-U\=6V-4.8V=1.2V

此時燈泡的功率為

產(chǎn)實(shí)=U實(shí)/實(shí)=1.2VxO.24A=0.288W

答：（1）燈泡正常發(fā)光時的電流為0.5A；

（2）滑片P移至b端，開關(guān)Si撥至1,定值電阻R工作10min產(chǎn)生的熱量為240J；

（3）接著將開關(guān)S撥回2,電流表示數(shù)為0.24A,此時燈泡的功率為0.288W。

W能力培優(yōu)練

1.（2021?四川自貢?統(tǒng)考中考真題）如圖所示是“探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)”的實(shí)

驗(yàn)裝置。兩個透明容器中密封著等量的空氣，下列說法錯誤的是（）

5QMMIOQJII5QIIMM5。

甲乙

A.U形管液面高度變化是因?yàn)槿萜髦袣怏w熱脹冷縮的緣故

B.通電后透明容器中氣體的內(nèi)能增大是通過做功的方式改變的

C.圖甲中，通電一段時間后左右兩邊容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量之比是1：2

D.圖乙所示的裝置可以用來探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少跟電流大小的關(guān)系

【答案】B

【詳解】A.電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但容器中空氣的溫度變化導(dǎo)致容器中空氣體積的

變化，即可以通過液面高度差的變化來反映，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法，故A正確；不符合題意；B.電流通

過電阻絲時，電流會做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使得電阻絲的內(nèi)能變大，空氣會吸收電阻絲的熱量，這是通

過熱傳遞的方式改變內(nèi)能的，故B錯誤；符合題意；C.甲實(shí)驗(yàn)，兩個電阻絲是串聯(lián)的，電流和通電時間相

同，右側(cè)容器電阻的阻值是左側(cè)容器電阻的阻值的2倍，由焦耳定律。=尸放可知，右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量是左

側(cè)電阻產(chǎn)生熱量的2倍，即左右兩邊容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量之比是1：2,故C正確，不符合題意；D.在

乙裝置中，一個5。的電阻與兩個5c的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，右邊兩個電阻

的總電流和通過左邊電阻的電流相等，左邊容器中通過電阻的電流大于右邊容器中通過電阻的電流，這是

研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故D正確，不符合題意。故選B。

2.（2023?遼寧本溪?統(tǒng)考中考真題）小明為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，利用阻值相等的電阻

絲Ri、&、R3,設(shè)計(jì)了如圖甲所示電路，將電阻絲瓜和（填“R”或“&”）分別放在如圖乙所示的兩

個相同裝置中，實(shí)驗(yàn)通過U形管中反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少；通過實(shí)驗(yàn)分析可知，當(dāng)電阻和通電

時間相同時，通過電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越o

甲乙

【答案】Ri液面高度差多

【詳解】口］為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，應(yīng)采用控制變量法，控制電阻和通電時間相同，

電流不同，故應(yīng)選用穴3和R1進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，因?yàn)樵陔娐分衋2起到給夫3分流的作用，使R和Ri的電流不同。

⑵實(shí)驗(yàn)中采用兩個相同的U形管，產(chǎn)生的熱量越多，U形管液面的高度差就越大，實(shí)驗(yàn)通過U形管中液面

高度差來反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。

［3］電流的熱效應(yīng)與電阻有關(guān)，在電阻和通電時間一定時，流過電阻的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。

3.（2023?江蘇無錫?統(tǒng)考中考真題）如圖所示，是超市常用的塑料袋封口夾電路原理圖，電源電壓為5V,電

熱絲R阻值為1O。閉合開關(guān)S,電熱絲溫度升高，利用電流的效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高溫封口，3s內(nèi)產(chǎn)生

的熱量為J,若使用時總把塑料袋燙壞，可以（選填“增大”或“減小”）電熱絲的

【詳解】口］塑料袋封口夾是當(dāng)電熱絲有電流通過時，電熱絲能發(fā)出熱量，所以利用電流的熱效應(yīng)實(shí)現(xiàn)高溫

封口的。

⑵電源電壓為5V,電熱絲R阻值為1Q,則3s內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=2if=Q）_x3s=75J；

R1Q

［3］使用時總把塑料袋燙壞，即產(chǎn)生熱量過多，則需要減小電熱絲的功率，由尸=:可知，電壓一定時，增

大電阻，可以減小電熱絲的功率。

4.（2023?山東棗莊?統(tǒng)考中考真題）在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中。某興趣

小組猜想：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時間有關(guān)，于是他們利用

甲、乙、丙三個裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)探究，如圖所示，三個裝置的透明容器中各有一段電阻絲，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。

（1）要探究電熱與電阻的關(guān)系。應(yīng)選用組合，并將它們接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（2）選用乙、丙組合，串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在通電時間相同的情況下，發(fā)現(xiàn)乙裝置U型管中液面

高度變化大，由此可得到的結(jié)論是：在電阻相同、通電時間相同的情況下，=

（3）實(shí)驗(yàn)中通過觀察U型管中液面高度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.探究平面鏡成像的特點(diǎn)

【答案】（1）甲、乙串聯(lián)（2）通過導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多（3）B

【詳解】（1）要研究電熱與電阻的關(guān)系，需要控制通過電阻的電流與通電時間相同，而電阻的阻值不同，

因此選用甲和乙組合，將它們串聯(lián)接到電源兩端進(jìn)行實(shí)驗(yàn)。

（2）乙和丙，由于串聯(lián)在電路中，可知通過電路乙中5。電阻的電流大于通過丙中5。電阻的電流，當(dāng)在

通電時間相同的情況下，發(fā)現(xiàn)乙裝置U形管中液面高度變化大，可知?dú)鈮翰钤酱?，溫度差越大，熱量越?

可以得出的結(jié)論是：通過導(dǎo)體的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。

（3）A.實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，這用到了轉(zhuǎn)化法，而探究電

流與電壓、電阻的關(guān)系時，用到的方法是控制變量法，故A不符合題意；B.用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布

時，磁體周圍磁場的強(qiáng)弱轉(zhuǎn)化為吸引鐵屑的多少，故B符合題意；C.研究光的傳播時，引入“光線”，這是

模型法，故C不符合題意；D.探究平面鏡成像的特點(diǎn)，用到的是替代法，故D不符合題意。故選B。

5.（2023?黑龍江大慶?統(tǒng)考中考真題）圖甲為某品牌飲水機(jī)及其銘牌，圖乙為其內(nèi)部簡化電路圖，該飲水機(jī)

有加熱和保溫兩個擋位。Ri、&均為電熱絲，當(dāng)熱水箱中水溫降至70℃時通過自動開關(guān)S2切換到加熱擋，

當(dāng)溫度達(dá)到100℃時自動切換到保溫?fù)?，飲水機(jī)始終在額定電壓下工作，已知c水=4.2x103j/（kg/C）。求：

（1）電熱絲員的阻值；

（2）熱水箱中的水由70℃加熱到100℃所吸收的熱量；

（3）飲水機(jī)處于保溫?fù)豕ぷ?2s時間內(nèi)電熱絲R產(chǎn)生的熱量。

甲乙

【答案】(1)440Q；(2)1,26X105J;(3)2000J

TJ2

【詳解】(1)由圖乙可知,當(dāng)開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2接b時，電路中只有&,由P=J可知，飲水機(jī)處于加

R

JR.。

熱狀態(tài)，則&的阻值為國

4熱H00W

TT2

當(dāng)開關(guān)S1閉合，開關(guān)S2接〃時，以和及串聯(lián)，總電阻最大，由P二J可知，飲水機(jī)處于保溫狀態(tài)，則此

R

22

時電路的總電阻為R總=4+鳥=U丁=(三720導(dǎo)V)=484C

展溫i0°w

則電熱絲R/的阻值為禺=R總-&=4840-440=440。

(2)根據(jù)4=。帆4可得，熱水箱中的水由70℃加熱到100℃所吸收的熱量為

35

Q&=cm(t-r0)=4.2x10J/(kg-℃)x1kgx(100℃-70℃)=1.26xlOJ

(3)當(dāng)飲水機(jī)處于保溫?fù)豕ぷ鲿r，由歐姆定律可得，電路中電流為

,I__U____2_2_0_V_—_5_AA

-^-484Q-il

根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)和Q可得，飲水機(jī)處于保溫?fù)豕ぷ?2s時間內(nèi)電熱絲R產(chǎn)生的熱量為

。=/女尸('A)2x4400x22s=2000J

答：(1)電熱絲4的阻值為440。；

(2)熱水箱中的水由70℃加熱到100℃所吸收的熱量為1.26xl()5j；

(3)飲水機(jī)處于保溫?fù)豕ぷ?2s時間內(nèi)電熱絲R產(chǎn)生的熱量為2000J。

W3拓展突破練

1.(2023.江蘇泰州.統(tǒng)考中考真題)小華將電阻絲&和＞6)分別浸沒在質(zhì)量和初溫均相同的煤油中，

按如圖所示接入電路，開關(guān)閉合后，通過兩電阻絲的相等，根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)的變化可比較電阻絲產(chǎn)生

的多少，通電一段時間，發(fā)現(xiàn)甲瓶中溫度計(jì)的示數(shù)上升。

【詳解】口］如圖所示，兩電阻絲串聯(lián)，通過的電流相等。

⑵電阻絲通電后產(chǎn)生熱量，熱量被煤油吸收，導(dǎo)致煤油溫度升高，所以可根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)的變化比較電阻

絲產(chǎn)生熱量的多少。

［3］如圖所示，兩電阻絲串聯(lián)，通過的電流相等，通電時間相同，且Ri>&,通電一段時間后，根據(jù)焦耳定律

可知，電阻絲以產(chǎn)生的熱量多，由于瓶內(nèi)的煤油質(zhì)量、初溫相同，不考慮熱量損失，甲瓶中溫度計(jì)的示數(shù)

上升高。

2.（2023?黑龍江哈爾濱?統(tǒng)考中考真題）如圖所示，電源電壓3V,4=凡=5。，先閉合開關(guān)和，再閉合開

美電流表示數(shù)將（選填“變大”或“變小”）；當(dāng)M閉合，S?斷開時，通電10s,電流通過用產(chǎn)生的熱

【詳解】［1］先閉合開關(guān)加，再閉合開關(guān)S2,電路中電阻由和4串聯(lián)變?yōu)橹挥薪尤腚娐罚娐分须娮?/p>

變小，由/=二可得，電流表示數(shù)變大。

⑵當(dāng)即閉合，S?斷開時，由K和4串聯(lián)，通過的電流

I=U=3V=o.3A

4十k50+50

通電10s,電流通過與產(chǎn)生的熱量

Q=廣尺"=（OJA）?x5Qx10s=4.5J

3.（2023?北京?統(tǒng)考中考真題）小京用如圖所示的電路探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻是否有關(guān),

其中兩個燒瓶完全相同，瓶內(nèi)裝有質(zhì)量和初溫相同的煤油、相同的溫度計(jì)A和B、阻值不等的電阻絲叢和

7?2O

（1）該實(shí)驗(yàn)采用串聯(lián)電路可以控制相同和相同；

（2）閉合開關(guān)一段時間，兩支溫度計(jì)示數(shù)的變化量不相等，實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：o

【答案】（1）電流通電時間（2）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻有關(guān)

【詳解】（1）該實(shí)驗(yàn)采用串聯(lián)電路，兩電阻絲的電流與通電時間相同。

（2）閉合開關(guān)一段時間，兩支溫度計(jì)示數(shù)的變化量不相等，說明當(dāng)電流與通電時間相同時，不同電阻的電

阻絲產(chǎn)生的熱量不同，可得電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。

4.（2022?湖北宜昌?中考真題）小杰和小芳在探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，在兩個透

明容器中密封等量的空氣，各放置一段電阻絲，并連接一個裝水的U形管，通過U形管中水面的高度差來

判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好，電源電壓為6V。

甲乙

（1）小杰根據(jù)圖甲觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時間和電阻相同時，,電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。

（2）小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，下列能支持她猜想的現(xiàn)象是（）

A.正常工作時，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮

B.接線板上接入的用電器越多，導(dǎo)線越容易發(fā)熱

C.電熨斗工作時發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱

（3）為了驗(yàn)證猜想，小芳選用了5。和100。的電阻絲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，如圖乙所示，請你用筆畫線把電路連接

完整。閉合開關(guān),她發(fā)現(xiàn)較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯，原因是,請你提出改進(jìn)辦法:

【答案】（1）電流越大電路中電流太?。ɑ蛘唠娮?/p>

太大或者電壓太低）將100。的電阻絲換為阻值更小的電阻絲（或增大電源電壓）

【詳解】(1)[1]由圖甲可知，兩容器內(nèi)的電阻大小相等，右側(cè)兩根電阻絲并聯(lián)，然后與左側(cè)的電阻絲串聯(lián),

根據(jù)串聯(lián)電路和并聯(lián)電路特點(diǎn)可知，左側(cè)容器內(nèi)的電阻絲的電流大于右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的電流，在通電時

間相同的情況下，左側(cè)U形管內(nèi)液體的高度差大于右側(cè)，說明左側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量多，所以可以得出：

在通電時間和電阻相同時，電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。

(2)[2]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，要控制電流和通電時間相同。

pS4W

A.正常工作時，“36V54亞”的燈泡的電流為/====1.5人，“12丫6亞”的燈泡的電流為

7U736V；7

p'6W

r=^7=^=O.5A,電流不同，故A不符合題意；B.接線板上接入的用電器越多，總功率越大，在電壓

不變時，根據(jù)歐姆定律可知，電流越大，沒有控制電流相同，故B不符合題意；C.電熨斗工作時，內(nèi)部的

電熱絲和與之相連的導(dǎo)線串聯(lián)，電流和工作時間相同，由于電熱絲的電阻遠(yuǎn)大于導(dǎo)線電阻，電熱絲產(chǎn)生的

熱量遠(yuǎn)大于導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量，說明電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，故C符合題意。故選C。

(3)[3]要探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，在電阻不同時，要控制電流和通電時間相同，應(yīng)該把電源、

開關(guān)和兩段電阻絲串聯(lián)起來，如圖所示

[4][5]較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯，可能是電路的電流太小，導(dǎo)致電阻絲產(chǎn)生的熱量較少，根

據(jù)歐姆定律，可以把其中較大的100。的電阻換成一個阻值更小的電阻絲(不能為5Q),也可以增大電源

電壓。

5.(2022?江蘇淮安?統(tǒng)考中考真題)如圖所示，電水壺簡化電路圖中，Ri和&為發(fā)熱電阻，Si為總開關(guān),

S2為溫度開關(guān)，有1、2兩個觸點(diǎn)，控制壺的“加熱”和“保溫”兩擋，表中數(shù)據(jù)為電水壺的部分工作參數(shù)。

水壺容量1L

額定電壓220V

加熱功率1100W

電熱絲Ri阻值176Q

(1)S1閉合,S2接1時,電水壺處于____擋;

(2)電熱絲&的阻值是多少？電水壺的保溫功率是多少？

(3)電水壺中裝進(jìn)1L水正常工作，用溫度計(jì)測得水溫隨時間變化圖像，則加熱2~4min內(nèi)水吸收熱量是

3

多少？這段時間內(nèi)電水壺加熱效率〃是多少？取"水=lxl()3kg/m3,c7K=4.2xlOJ/(kg-°C)

(4)電水壺4~6min內(nèi)的加熱效率為〃2,根據(jù)圖像可判斷〃i〃2(選填或“二”)。

;溫度QC

°246810時間/min

【答案】(1)力口熱(2)44Q220W(3)8.4x104J63.6%(4)>

【詳解】(1)口］由圖可知，當(dāng)Si閉合，S2接1時，電路為&的簡單電路；當(dāng)Si閉合，S2接2時，電路為

1/2

R1、我2串聯(lián)的電路，總電阻為R1+&；因此根據(jù)P=-可得，S1閉合，S2接1時，電熱壺處于加熱檔。

R

U2

(2)由(1)可知，當(dāng)S1閉合，S2接1時，電路為夫2的簡單電路，此時電熱壺處于加熱擋，根據(jù)尸=—

VJ-(220V)2

可得，電熱絲&的阻值為&=弁=W=44C,當(dāng)Si閉合，S2接2時，電路為Ri、&串聯(lián)的電路,

%11(J(JW

總電阻為R爐次什&=176。+44c=220。，此時電熱壺處于保溫?fù)?，所以電水壺的保溫功率?/p>

展溫=?="^^=220W；

(3)電水壺中裝進(jìn)1L水正常工作，即水的體積為丫行l(wèi)L=ldm3=lxl0-3m3,根據(jù)公式m=?/可得，水的質(zhì)量

為機(jī)=2/小1.0xl()3kg/m3xlxl0-3m3=lkg,由圖可知，加熱2~4min內(nèi)，即加熱2min,水的溫度從50℃升高

到70℃,所以這段時間內(nèi)水吸收的熱量為。畋尸cm(t-to)=4.2xl03J/(kg-℃)xlkgx(70℃-50℃)=8.4xlO4J

根據(jù)公式W=Pf可得，這段時間電熱水壺做的功為W=P100Wx2x60s=l.32x105J,因?yàn)殡娐肥羌冸娮桦?/p>

路，所以可得。折W=1.32xl05j,故可得，這段時間內(nèi)電水壺加熱效率為

〃=舞乂100%=怖墨黑■xlOO%Q63.6%；(4)［6］由圖可知，加熱4~6min內(nèi)，即加熱2min,由此可得，

。放1.32X10J

力口熱2~4min和力口熱4~6min,電熱絲釋放的熱量相同，而加熱4~6min內(nèi)，水的溫度從70℃升高到約85℃,

根據(jù)。吸=cm(t-to)可得，。吸1>Q吸2,再根據(jù)〃=^^100%可得，

W3仿真考場練

1.(2020.江蘇宿遷?統(tǒng)考中考真題)圖是探究“影響電流熱效應(yīng)因素”的實(shí)驗(yàn)裝置，將R/、R?兩電阻絲密封在

兩只完全相同的燒瓶內(nèi)，且已>上,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

【詳解】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)溫度要升高得多，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。

2.（2023?黑龍江綏化?統(tǒng)考中考真題）如圖是某電加熱器的工作電路圖，電加熱器有“高溫”和“低溫”兩擋，

其中RI=44Q,7?2=176QO當(dāng)開關(guān)SI閉合，S2時是高溫?fù)酢Ｔ撾娂訜崞鞯蜏負(fù)跽９ぷ?min產(chǎn)生

的熱量是Jo

RiR2

【答案】閉合66000

【詳解】口］由圖知道，當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2斷開時，R1、七串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)知道，此時電路

中的總電阻最大，由尸=”知道，電路中的總功率最小，電加熱器處于低溫?fù)?；?dāng)開關(guān)Sl、S2都閉合時,

R

只有以工作，電路中的電阻阻值最小，總功率最大，電加熱器處于高溫?fù)酢?/p>

⑵低溫?fù)醯墓β仕?—=220W,由尸=?知道，該電加熱器低溫?fù)跽９ぷ?min產(chǎn)

4

生的熱量Q=W=P/st=220Wx5x60s=6.6xlOJ?

3.（2022?江蘇無錫?統(tǒng)考中考真題）用如圖所示的裝置探究影響電流熱效應(yīng)的因素，三個相同的錐形瓶內(nèi)均

、

裝有質(zhì)量相等的煤油，電阻絲R/、R?以浸沒在煤油中，其中R=R3=6。、R2=3QO閉合開關(guān)前，記錄下

煤油的初溫度依接通電源，同時閉合開關(guān)Si、S2,記錄下電流/,通電相同時間，記錄下煤油的末溫度，

結(jié)果如表所示，則R/、&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）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)生的熱量與通電時間的關(guān)系，應(yīng)進(jìn)行的探究是：o

序號電阻電流〃A初溫度tore末溫度/℃

Ri1.02030

②R21.02024

③R31.52044

【答案】5:2電流①②只閉合開關(guān)S2,改變通電時間，觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化量

【詳解】［1］因?yàn)槿齻€相同的錐形瓶內(nèi)均裝有質(zhì)量相等的煤油，根據(jù)Q=cmAt可得，吸收的熱量與溫度變化

量成正比，品所在錐形瓶內(nèi)的液體溫度升高30℃-20℃=10℃,七所在錐形瓶內(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，RI=R3=6￡1,兩個電阻阻值相同，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)。⑶根據(jù)題目可知4=64&=30,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)生的熱量與通電時間的關(guān)系。

4.（2021?江蘇常州?統(tǒng)考中考真題）小組同學(xué)選擇阻值不變的電阻絲，探究“電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量（簡

稱電熱）與通電時間、電流、電阻的關(guān)系

丙

(1)為探究電熱與通電時間、電流的關(guān)系，在錐形瓶內(nèi)裝入適量煤油，設(shè)計(jì)電路如圖甲所示，開關(guān)閉合前,

滑動變阻器的滑片P應(yīng)置于(A/B)端；

(a)閉合開關(guān)S,調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片P,直至電流表示數(shù)為0.5A,通電5分鐘、溫度計(jì)的示數(shù)升高了

5℃；

(b)保持滑動變阻器滑片P的位置不變，通