15.3 电热器 电流的热效应-2020-2021学年九年级下册物理精讲精练（苏科版）

第15章　电功和电热 15.3　电热器 电流的热效应 目录 1 2 2 3 8 一、电热器 （1）电流的热效应：导体中有电流通过时会发热，将电能转化为内能的现象。 （2）电热器：主要利用电流的热效应工作的装置。 （3）常见的电热器：电水壶、电热毯、电暖器、电熨斗、电烤箱等。 【重点提示】 ①注电流的热效应时电流通过导体时电能转化成内能的现象。 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=；Q=UIt。 （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单位相同均是焦耳（J）； ②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. ①②⑥ B. ①②⑤ C. ③④⑥ D. 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。