专题153电热器电流的热效应（原卷版）

第15章电功和电热15.3电热器电流的热效应目录TOC\o"13"\h\z\u ②微波炉和电磁炉，没有将电能直接转化成内能，所以利用的不是电流的热效应。二、影响电流热效应的因素（1）实验方法：控制变量法和转换法①控制变量法：研究电热与多个因素中某一个因素的关系时，往往需要控制其他因素相同。②转换法：通过观察管中液面升高的多少来比较电阻产生热量的多少。（2）实验结论：A.电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。B.在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。C.在通电时间和电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。三、焦耳定律（1）内容：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，与通电的时间成正比。这个规律叫焦耳定律。（2）公式：Q=I2Rt。（I通过的电流、R电阻的阻值、t通电时间）对于纯电阻电路有：Q=U2（3）单位：电热、电功与电能单位相同，都是焦耳（J）。（4）焦耳定律与热量计算公式的异同点：名称不同之处相同之处揭示的规律不同能量转化形式不同计算公式不同=1\*GB3①单位相同均是焦耳（J）；=2\*GB3②研究的方法相同（控制变量法）焦耳定律通电导体产生的热量与导体的电阻、导体中的电流与通电时间的关系电能转化为内能，能的形式发生改变Q=I2Rt热量计算公式物体吸收或放出热量的多少与物质的比热容、物体的质量和升高或降低的温度的关系能的形式不变，只是内能的转移Q=cm△t（5）电功与电热的区别与联系：对于纯电阻电路，工作时将电能几乎全部转化为内能，此时W=Q，对于非纯电阻电路，工作时仅有少量的电能转化为内能，所以W＞Q。焦耳定律的应用——电热器档位问题焦耳定律是计算电路中电热的基本定律，其应用在许多用电器中，其档位问题是热门考查方向和手段。在解决此类问题时，要清楚档位高，其功率也越大，而家庭电路中的电压都为22V，因此电流越大，功率也就越大，或则组合后电阻越小，功率也越大。因此在含有多个档位的电路中，通常对开关进行组合，对电阻进行排序就可以判断出高档或低档的等效电路图。【例1】（2020·十堰）如图甲为某电饭锅的简化电路原理图，R1和R2为加热电阻，且阻值保持不变，R1=44Ω，S为靠近加热盘的感温开关，1、2是开关连接的触点，加热盘温度达到103°C时，S自动切换到保温状态。某次煮饭时，仅将电饭锅接入220V的电路，按下开关S与触点1连接，工作了10min，S自动切换到保温状态，保温时图乙所示电能表的转盘在1min内转过5转。求：(1)加热状态时，电饭锅消耗的电能。(2)R2的阻值。(3)用电高峰时，实际电压只有额定电压80%，电饭锅加热状态的实际功率。【常考1】电流的热效应【例1】（2020·吉林）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。【例2】下列现象或装置,利用了电流热效应的是()①电视机后盖有许多小孔②电动机外壳上装散热片③长期不用的电视机隔段时间通电一次去潮湿

④白炽灯

⑤电脑机箱里装有小风扇

⑥电暧手宝。A.①②⑥B.①②⑤C.③④⑥D.②③⑥【常考2】影响电流热效应的因素【例3】（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【例4】（2020·黄石）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。【常考3】焦耳定律的计算【例5】（2020·青岛）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.【例6】（2020·南京）一个密封盒的表面可见两个接线柱、一个灯泡和一个可调变阻器的旋钮。盒内只有灯泡和变阻器两个用电器，小明想探究它们的连接方式，连接了如图所示的电路（电源电压恒为3V），做了两次实验，部分数据记录如表格所示：实验序号变阻器电阻R/Ω电流表示数I/A①150.5②5(1)灯泡和变阻器的连接方式是______联；(2)第一次实验中，电路消耗的总功率是______W，灯泡工作时的电阻是______Ω；(3)第二次实验中，电流表示数是______A，变阻器工作1min产生的热量是______J。1.（2020·福建）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A.电风扇 B.电视机 C.电热水壶 D.电冰箱2.将规格都是“220V

100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中,通电时间相同，下列说法正确的是()A.三个用电器产生的热量相同B.电风扇产生的热量最多C.电烙铁产生的热量最多；D.电视机产生的热量最多3.如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）A.

U甲=U乙B.

U甲<U乙C.

Q甲>Q乙D.

Q甲<Q乙4.（2020·聊城）下表是小明家电饭煲铭牌的部分信息，小明家电能表的示数如图所示。把电饭煲接在家庭电路中使用时，下列说法错误的是（）A.电饭煲是利用电流的热效应工作的B.电饭煲在中挡正常工作时电热丝阻值比低挡正常工作时小C.电饭煲在高挡正常工作10min，消耗的电能是1.08×104JD.若家中只接入电饭煲，在高挡正常工作10min，电能表示数将变成7328.6kW·h5.（2020·眉山）如图所示，电源电压不变，电阻R为定值电阻，下列说法正确的是（）①要使电路中消耗的总功率减小，给R并联一个较大阻值的电阻②要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点，给R并联一个较大阻值的电阻③如果给R并联一个等值电阻，此电路在相同的时间内产生的热量为原来的二分之一④如果给R串联一个标有“6V2W”的灯泡，灯泡恰好能正常发光。若换上一个“6V3W”的灯泡与R串联，则此灯泡消耗的实际功率一定小于3WA．①② B．②④ C．①③ D．③④6.（2020·龙东）如图，灯L标有“4V2W”，R＝20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），电流表示数为A，通电1min电路中产生的热量为J。7.（2020·青海）如图所示的电路中，电阻R1的阻值为4Ω，当开关闭合后，电压表V1的示数为2V，V2的示数为1V，电源两端的电压为______V，通过电阻R1的电流为______A，电阻R2的阻值为______Ω，电阻R2在1min内产生的热量是______J。8.（2020·乐山）如图所示，在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=2R2=20Ω，电源电压U=6V。闭合开关后，甲管中液面比乙管中液面上升得______（选填“慢”、“快”或“相同”），当滑动变阻器滑片P移至最右端时，在1分钟内电流通过电阻丝R1产生的热量Q=______J。9.（2020·扬州）某型号的电烤箱有“高温”和“低温”两档。电路如图所示，开关S接时，是“高温”档；当开关S分别接“1”和“2”时，电流表的示数为5A和1A；则电阻R0＝Ω、R＝Ω．电烤箱处于“高温”档工作10min产生的热量为J。10.（2020·南通）洗发后，小丽站在镜前使用电吹风吹头发｡(1)她发现镜面起雾，雾的形成是_____现象，该过程要_____热量，擦干镜子后，小丽看到镜子中自己等大的_____像｡(2)电吹风简化电路如图，旋转扇形开关S，实现断开､冷风热风的转换，已知吹冷风时的功率为100W，R=48.4Ω，若家中只有电吹风工作，她用冷风､热风挡交替使用5mim，标有“1200imp/kW･h”的电能表指示灯闪烁90次，则电吹风消耗_____J的电能，使用热风挡的时间为_____min｡11.（2020·长沙）在如图所示的电路中，电源电压可以调节，调节电源电压为4V，闭合开关S，电流表A、A1的示数分别为1.2A和0.8A。（1）求此时通过电阻R2的电流；（2）求电阻R2的阻值；（3）重新调节电源电压后，闭合开关S，电流表A1的示数为1.2A，求1min内电流通过电阻R2产生的热量。12.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．用铁屑显示磁体周围磁场分布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）由图乙所示，电流表的示数为A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是J。（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个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.以下说法正确的是()A.焦耳定律反映了电能转化为内能的规律B.电热器、变阻器都是根据电流的热效应制成的C.功率大的用电器一定比功率小的用电器做的功多D.两个灯泡串联使用时，电阻大的灯泡产生的热量多2.如图所示，有两根长短、粗细相同但不同的材料制成的电阻丝，R1>R2，将a、b接入电路中时，通过足够大的电流，火柴棒甲、乙的情况是（ ）A.甲先点燃B.乙先点燃C.同时被点燃D.无法判断3.把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（）A．60J B．36J C．30J D．6J4.（2020·眉山）如图所示，电源电压不变，电阻R为定值电阻，下列说法正确的是（）①要使电路中消耗的总功率减小，给R并联一个较大阻值的电阻②要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点，给R并联一个较大阻值的电阻③如果给R并联一个等值电阻，此电路在相同的时间内产生的热量为原来的二分之一④如果给R串联一个标有“6V2W”的灯泡，灯泡恰好能正常发光。若换上一个“6V3W”的灯泡与R串联，则此灯泡消耗的实际功率一定小于3WA．①② B．②④ C．①③ D．③④5.（2019·无锡）如图所示，在接线柱间接入熔丝和铜丝，熔丝电阻大于铜丝。接通电源，闭合开关S，依次闭合各小灯泡支路的开关，可以看到电流表的示数逐渐增大；再闭合电炉丝支路的开关时，会发现熔丝被熔断。下列说法正确的是（）①实验说明电路超负荷运行会引起安全事故②实验中通过熔丝的电流大于铜丝③通电相同的时间，熔丝所产生的热量多于铜丝④随着支路开关依次闭合，熔丝最终熔断说明电流通过导体产生的热量与电流强度有关A．只有①② B．只有①③④ C．只有②③④ D．①②③④都正确6.（2020·镇江）额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5A，则电热丝正常工作时的电阻为_____Ω，工作10min产生的热量为_____J。电热丝通电后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，这是由于导线电阻远_____（选填“大于”或“小于）电热丝电阻的缘故｡7.（2020·衡阳）如图所示电路中，电源电压为6V，电阻R1的阻值为2Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω3A”字样，小灯泡L上标有“12V6W”字样，电流表所选量程为0～3A。（1）当开关S、S1和S2都闭合时，R2的滑片置于最右端，电流表的示数为0.9A，小灯泡L在5min内产生的热量是J。（2）当S闭合，S1和S2都断开时，为了确保电流表测量更准确，本实验中要求电流表指针要达到满偏刻度的（即示数不小于最大量程的），则R2接入电路的最大阻值是Ω。8.（2020·镇江）某电烤箱内部简化电路如图1所示，R1和R2为长度和材料均相同的电热丝，铭牌上的部分参数如图2所示，该电烤箱处于低温挡时，正常工作12min所消耗的电能为_____kW·h，R2的阻值为_____Ω，R1的横截面积比R2的_____｡9.（2020·泰州）如图所示是小明“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，在甲、乙两瓶中装入质量和初温均相同的煤油，R1、R2采用如图连接方式的目的是__________。闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计的示数较高，由此说明通电导体产生的热量与__________有关。小华用相同装置（煤油质量也相等）同时进行实验，细心的小红看到小明和小华两组电阻丝阻值相等的烧瓶中，小华这一组的煤油升温比小明的快，比较发现：小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据这一现象，小红__________（选填“能”或“不能”）初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。10（2020·十堰）如图所示，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。现用该装置探究电热与电流的关系，则乙容器中的电阻丝R2=_____Ω，通电一定时间，观察到____（选填“甲”或“乙”）容器U形管的液面高度差较大，R1与R2产生的热