第19讲电热探究电流的热效应实验探究探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系实验装置探究方法_________法、___________法设计方法通过液面高度的变化判断电阻产生热量的多少电阻串联的目的是控制_______和________相同将等大的电阻串联，然后再将第三个电阻与其中一个并联，目的是改变通过_______的大小结论在电流、通电时间相同的情况下，电阻越____，产生的热量越多在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越_____，产生的热量越多补充若该试验用温度计和液体来做实验，应选煤油，因为煤油的________较小；两烧瓶中煤油的和________要相同；通过观察温度计的_______来判断电热的多少【提示】电流通过用电器，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应.电流的热效应是电流的普遍现象.焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟_______成正比，跟______成正比，跟_____成正比基本公式Q=I2Rt（普遍适用）导出公式Q=W=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt（纯电阻使用）电热的利用和防止1.电热的利用——电热器原理电流的___效应组成主要结构：发热体优点清洁卫生，没有环境污染效率__________可以方便地控制和调节温度示例电饭煲、电烙铁、电烤箱2.电热危害及防止危害烧坏用电器加速绝缘材料的老化造成输送电能过程中电能损失防止安装______________安装散热片安装_____________9\n【提示】保险丝利用电热将自身烧断，从而保护电路中的导线不被烧坏，这里利用了“逆向思维”. 命题点1 电热的简单计算 (2022·巴中)如图所示的电路中，电源电压U＝3V，R1＝3Ω，R2＝2Ω.求：(1)只闭合S1时，通过R2的电流是多大？(2)只闭合S2时，通电20s的时间内电流通过R1产生的电热是多少？(3)开关通断情况发生变化，整个电路消耗的最小电功率Pmin和最大电功率Pmax之比是多少？点拨：(1)分析清楚电路结构，应用欧姆定律可以求出电流．(2)分析清楚电路结构，应用串联电路特点与欧姆定律可以求出电路电流，然后由焦耳定律可以求出电阻产生的热量．(3)分析清楚电路结构，求出最大与最小功率，然后求出其比值． 1．(2022·南充)已知R1∶R2＝3∶4，当电阻R1、R2串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1∶U2＝________；当电阻R1、R2并联在电路中时，在相同的时间内电流通过R1、R2所产生的热量之比Q1∶Q2＝________.2．(2022·广元)如图所示，灯L上标有“6V 3W”字样(不考虑温度对灯泡电阻的影响)，电阻R1＝20Ω.9\n(1)求灯泡的电阻；(2)当开关S1闭合，S2、S3都断开时，灯L正常发光，求电源电压；(3)开关S1、S2、S3都闭合，且滑片P在b端时，电流表的示数为2.4A，求滑动变阻器R2的最大阻值；(4)当开关S1断开，S2、S3都闭合，且滑片P在a、b间中点时，求1min内滑动变阻器产生的热量．命题点2 “档位型”电热器的计算 (2022·南充)小英家里有一个电吹风，该电吹风的工作原理如图甲所示，电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风．(1)小英将电吹风插头接入家庭电路中，当电吹风吹热风时，电风扇与电热丝的连接方式是________联．(2)小英在某次用该电吹风将头发吹干的全过程中，为了知道这次使用电吹风时总共消耗的电能，她把电吹风的实际功率随时间的变化关系用图乙记录了下来，请你帮她算一算，她这次吹干头发的全过程电吹风总共消耗的电能是________J.(3)该电吹风的电热丝在工作时电阻值是________Ω(保留两位小数)．(4)该电吹风使用几年后，发现其电热丝变细了，则电热丝的电阻值将________．点拨：(1)当电吹风机送出来的是热风时，说明电动机和电阻丝同时工作．(2)由图像得出吹热风和吹凉风时的功率和时间，然后根据W＝Pt分别计算出电吹风工作时吹热风和吹凉风时消耗的电能，求其和即可．(3)由图像可知电热丝和电动机的总功率，计算出电热丝工作时的功率，由R＝计算出电热丝工作时的电阻．(4)影响电阻的因素有材料、长度以及横截面积和温度，在其他条件一定时，导体的横截面积越小，导体的电阻越大． 9\n3．(2022·河南)如图是某款电热水龙头的电路原理图．R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水档之间的切换．当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是________(填“冷”“温”或“热”)水．若R2＝2R1，水龙头在温水档正常工作时电功率为2000W，则它在热水档正常工作1min消耗的电能为________J.4．(2022·广安)如图所示，是家用保温式电饭锅及其电路原理图，S是手动、温控一体开关，必须用外力按下才能闭合，但当锅底温度达到大约103℃以上时，会自动弹起断开进入保温状态．已知R2＝495Ω，电饭锅的额定加热功率为880W. 甲 乙(1)分析电路原理图或根据你的实际生活经验，如果不按下开关S，电饭锅________(填“能”或“不能”)煮熟饭．(2)当电饭锅处于正常加热状态时，电路中的电流是多大？(3)当电饭锅处于保温状态时，保温功率是多大？ 命题点 探究电热的影响因素探究电热的影响因素是中考考查的重点，在中考中往往从以下几个方面展开考查：(1)被加热物质材料的选择：一般选择加热煤油或空气，因为它们的比热容小，效果明显且安全；(2)被加热物质的要求：初温和质量相同的同种物质；(3)实验研究方法的考查：转换法，实验中通过温度计的示数或U形管两边液面的高度变化反映产生电热的多少；(4)控制变量法的考查；(5)实验结论的得出等． (2022·衡阳)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝(R1＜R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变．(1)实验中通过____________________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．9\n(2)甲装置可探究电流产生的热量与________的关系，电路中将两金属丝串联的目的是________________．(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与________的关系．(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与________气球(填气球字母标号)相通的电阻丝产生的热量最多．点拨：选用的不同阻值的电阻丝，是为了研究电流产生的热量与导体电阻之间的关系，应控制流过导体的电流相同(通过将两导体串联实现)及通电时间相同(将开关接在干路来控制)．(5)开关接在干路，是为了控制____________相同．(6)甲图中闭合开关后，观察到R2对应气球膨胀得更明显，这表明：_______________________________________________________________________________________________________________________________________.(7)小明同学做了一次实验，便得出结论，这样恰当吗？________.因为________________________．(8)电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的．由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要________(填“长”或“短”)一些．一、选择题1．(2022·泸州)粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电一段时间将水加热至沸腾．若将电阻丝对折并联后放入同样一壶水中，通电到将水加热至沸腾．所需时间与第一次的通电时间相比(电源电压恒定，不计一切热损失)．下列判断正确的是 （）A．相等B．增加C．减少D．无法确定2．(2022·自贡)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．(2022·潍坊)下列图中所示的家用电器，利用电流的热效应工作的是（）,A.电暖气) ,B.洗衣机) ,C.电风扇) ,D.电视机)4．(2022·乐山)如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝(R1＜R2＜R3)分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是（）A．a B．b C．c D．三个相同5．(2022·武汉)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（）9\nA．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的6．(2022·常州)严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴．一只靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三档旋钮开关(金属片M可分别拨至a、b、c处)，电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点．这只电热靴的低温档为6W，则其中温档和高温档分别为（）A．8W，12WB．8W，24WC．12W，18WD．12W，24W7．(2022·宿迁)电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为（）A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B．导线的绝缘皮隔热C．导线散热比电阻丝快D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少二、填空题8．(2022·资阳)把一个标有“220V 500W”的电热杯接在电源上使其正常工作，在通电3min的时间内，该电热杯产生的热量为________J.9．(2022·成都)如图所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置．已知R甲＝5Ω，R乙＝10Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝________联在电路．若电路中的电流为0.3A，则甲电阻丝在1min内产生的热量为________J.10．(2022·雅安)额定功率为1500W的电热水壶，内装1L、初温为20℃的水，若接通电源后，正常工作4min水被烧开(温度为100℃)．这个过程中水吸收的热量为________J，消耗了________J的电能．[水的密度为1.0×103kg/m3，比热容为4.2×103J/(kg·℃)]11．(2022·南充)一根阻值为50Ω的电阻丝，两端加上100V的电压时，通电1min所产生的热量为________J，电阻丝消耗的电功率为________W.12．(2022·巴中)两电阻R1＝6Ω，R2＝9Ω，当它们串联接在电源电压为3V的电路两端，通过它们的电流I＝________A，加在R1、R2两端的电压之比U1∶U2＝________；当R1、R2并联接在原电路中，通过R1、R2的电流之比I1∶I2＝________，通过R1、R2的发热之比Q1∶Q2＝________.9\n13．(2022·聊城)如图是研究“电流通过导体产生的热量和什么因素有关”的实验，通电一段时间后，由现象可判断电阻________产生的热量较多．在此实验中用到的物理科学方法是________(写出一种即可)．14．(2022·黑龙江)如图是某电热水壶加热和保温电路原理图，R1＝44Ω，R2＝440Ω，当开关S1断开，S2闭合，电热水壶处于________状态；该电热水壶的加热功率是________W.三、实验探究题15．(2022·临沂)如图所示，甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝，瓶中插入温度计a、b.(1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加入质量、初温都相同的煤油．闭合开关一段时间，可以通过温度计________情况，判断电阻丝产生热量的多少．此方案是探究________和时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量与________大小的关系．(2)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝的阻值R甲________R乙时，可以比较不同物质的吸热能量．若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是c甲________c乙．四、计算题16．(2022·雅安)如图所示，灯L标有“6V 3W”字样，电源电压恒为6V，定值电阻R＝6Ω，设灯L的阻值不随温度变化而变化．求：(1)灯L正常发光时的电阻是多少？(2)只闭合S1、S3时，电阻R在60s内产生的热量是多少？9\n(3)要使整个电路消耗的电功率最小(且电路电流不为0)，各开关的闭合情况应如何？此时的最小电功率为多少？17．(2022·巴中)如图所示是一种家用电烤箱内部结构电路简图，它有高、中、低三个档位，已知R1＝120Ω，R2＝240Ω，求：(1)闭合S1、S3，断开S2时，电烤箱处于什么档位？电路中的电流是多大？(2)闭合S3，断开S1、S2时，通电一分钟电路中电流产生的热量是多大？(3)当电烤箱处于低温档时，它消耗的电功率是多大？(结果保留一位小数)第19讲 电热考点解读考点1 转换 控制变量 电流 通电时间 电流 大 大 比热容 初温 质量 示数考点2 电流的二次方 导体的电阻 通电时间考点3 1.热 高 散热风扇 散热窗各个击破例1 (1)由图示电路图可知，只闭合S1时，只有电阻R2接入电路，通过电阻R2的电流I＝＝＝1.59\nA．(2)由图示电路图可知，只闭合S2时，两电阻串联，此时电路电流I′＝＝＝0.6A．电阻R1通电t＝20s产生的热量：Q＝I′2R1t＝(0.6A)2×3Ω×20s＝21.6J．(3)当闭合S1、S3，断开S2时，R1、R2并联，电路总电阻最小，总功率最大：Pmax＝＝＝＝7.5W．当只闭合S2时，R1、R2串联，电路消耗的总功率最小：Pmin＝＝＝＝1.8W．Pmin∶Pmax＝1.8W∶7.5W＝6∶25. 例2 (1)并 (2)1.02×105 (3)69.14 (4)变大题组训练 1.3∶4 4∶3 2.(1)由题意知：灯泡的额定电压UL＝6V，额定功率PL＝3W，灯泡电阻RL＝＝＝12Ω.(2)灯泡正常发光，电路电流I＝＝＝0.5A．电阻R1与灯泡L串联，电源电压U＝I(R1＋RL)＝0.5A×(20Ω＋12Ω)＝16V．(3)电路电流IA＝2.4A，电阻R1与R2并联，由欧姆定律得：流过电阻R1的电流I1＝＝＝0.8A流过电阻R2的电流I2＝IA－I1＝2.4A－0.8A＝1.6A．电阻R2的电阻值R2＝＝＝10Ω.(4)滑片P在a、b间中点，滑动变阻器接入电路的电阻值R′2＝＝＝5Ω.在t＝1min＝60s内，滑动变阻器产生的热量Q＝t＝×60s＝3072J． 3.温 1.8×105 4.(1)不能 (2)当电饭锅处于正常加热状态时，电路中的电流I加＝＝＝4A．(3)电阻R1＝＝＝55Ω，电饭锅保温时，电路中的电流I保＝＝＝0.4A，保温功率P保＝UI保＝220V×0.4A＝88W实验突破例 (1)气球膨胀程度的大小 (2)电阻 控制电流相等 (3)电流 (4)C拓展训练 (5)通电时间 (6)在电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多 (7)不恰当 需多次实验避免偶然性 (8)长整合集训1．C 2.C 3.A 4.C 5.C 6.A 7.D 8.9×104 9.串 27 10.3.36×105 3.6×105 11.1.2×104 200 12.0.2 2∶3 3∶2 3∶2 13.R2 转换法 14.保温 1100 15.(1)升高 电流 电阻 (2)＝ 小于 16.(1)由P＝得灯正常发光时的电阻：R＝＝＝12Ω.(2)当闭合S1、S3时，灯L与电阻R并联接在电源两端，IR＝＝＝1A．Q＝IRt＝(1A)2×6Ω×60s＝360J．(3)当断开S1、S3，闭合S2时，灯L与电阻R串联，整个电路消耗的电功率最小：R总＝RL＋R＝12Ω＋6Ω＝18Ω.Imin＝＝＝A．Pmin＝UImin＝6V×A＝2W． 17.(1)闭合S1、S3，断开S2时，R1与R2并联，电路中总电阻最小，根据P＝可知，电功率最大即为高温档状态：由I＝得I＝＋＝＋＝2.75A．(2)闭合S3，断开S1、S2时，电路为R1的简单电路，由Q＝t得Q＝×60s＝24200J．(3)闭合S2，断开S1、S3时，R1与R2串联，此时电烤箱处于低温档，由P总＝得P总＝≈134.4W.9
