專題153電熱器電流的熱效應(yīng)（原卷版）

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。【例1】（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?！境？?】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?！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【?？?】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【例4】（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?！境？?】焦耳定律的計算【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.【例6】（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。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·h5.（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．③④6.（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。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。8.（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。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。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?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。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。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．6J4.（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．③④5.（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?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。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_____?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)。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