第13讲 焦耳定律 辅导讲义 2024-2025学年人教版物理九年级上学期

第13讲_焦耳定律 辅导讲义（学生版） 主讲内容 焦耳定律 第13讲_焦耳定律 [学生版] 课前小测 1 (2024北京市门头沟区中考二模) 如图所示电源电压6 V保持不变，电压表量程为0—3 V，电流表量程为0—0.6 A，定值电阻R1的阻值为10 Ω，滑动变阻器R2上标有“20 Ω　0.5 A”字样。在保证电路中原件安全的情况下。 求：（1）滑动变阻器的变化范围 （2）在此范围内电阻R1的功率变化范围 2 (2024北京市平谷区期末考试)[多选题] 某科技小组设计了一个地磅，地磅内部简化电路如图所示。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片移动，当电路的电流（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃可视为一个小电阻），表明车辆超重了。电源电压保持不变，电压表可反映车辆的质量值，为保护电阻。下列说法正确的是（　　） A.车辆质量越小，电压表的示数越小 B.车辆越质量越大，通过的电流越大 C.当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大 D.若更换更大阻值的，地磅的报警质量值将变大 3 (2024北京市海淀区期末考试)[多选题] （多选）小红制作了一个多挡位电热器模型，并将电流表和电压表接入该模型的电路中，如图所示。已知R1＞R2＞R3，电源两端电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A.只闭合开关S2时，R2消耗的电功率大于R3消耗的电功率 B.先只闭合开关S2，再断开开关S2，只闭合开关S1，R3消耗的电功率变大 C.只闭合开关S1和S3时，电路消耗的总电功率最小 D.开关S1、S2和S3都闭合时，电路消耗的总电功率最大 4 (2024北京市西城区期末考试) 如图甲所示电路中，电源两端电压保持不变，电流表A的量程为0～0.6A，电压表V1、V2的量程均为0～3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω，2A”，小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在某点时，小灯泡L正常发光，此时电压表V2的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P，电流表的示数与其中一只电压表的示数变化图象如图乙所示。 （1）画出图甲电路的等效电路图； （2）求电源两端电压； （3）求小灯泡的功率变化范围。 5 (2024北京市朝阳区中考二模) 压敏电阻是一种对电压变化反应灵敏的电阻元件，广泛应用于电子产品中，对电路中的工作元件起到重要的保护作用。某压敏电阻RV的I-U图像如图甲所示，现将该压敏电阻RV与定值电阻R0连接后，接在电压可变的电源上，如图乙所示。当电源电压U从12V增加到20V的过程中，下列判断正确的是（　　） A.压敏电阻RV的阻值变大 B.通过R0与RV的电流之比变小 C.R0与RV两端的电压之比变大 D.压敏电阻RV消耗的电功率变小 课程目标 知识目标 1．能通过实例，认识电流的热效应。 2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。 3．会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。 能力目标 1．能够理解焦耳定律中的控制变量法和转化法； 2．学会分析不同档位的电功率的计算； 过程与方法 1．体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。 知识图谱 课堂引入 在冬天为了取暖经常会使用电暖气，那么给电暖气通电一段时间后它变得非常热，可是跟它串联的电线为什么摸起来不是很热呢？ 焦耳定律 知识精讲 一．电流的热效应 1．当电流通过导体时，电能转化成内能的现象，叫做电流的热效应。电流还有磁效应，化学效应。 2．各种用电器里都有电阻，所以只要用电器通电，就会发热。利用电流热效应的用电器有：电热毯、电热水壶、热得快等，电视机、电动机、电脑、微波炉等不是利用电流的热效应。 二．焦耳定律 1．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，这个规律叫做焦耳定律，公式为，热量的单位是焦耳（J）。焦耳定律是个实验定律，是电流热效应的定量反映，给出了定量的关系式，描述的是电能通过电流做功转化为内能的多少。 2．焦耳定律的计算 （1）对于纯电阻电路 （欧姆定律适用） （2）对于非纯电阻电路，例如研究电动机及或电风扇等用电器的发热效应时，欧姆定律不适用，当电流通过这类用电器时，电能部分转化为内能，部分转化为机械能。 （R指用电器的内阻，Q是用电器所产生的内能） (欧姆定律不适用) 3．焦耳定律探究实验： 焦耳定律探究实验涉及到控制变量法和转换法的应用。转换法，是指在物理学实验中，对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题，往往通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等，去认识事物的本质。以下面的实验为例： （1）控制变量法：电流产生的热量（）跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，图甲中，两个电阻串联在电路中，可以控制电流相同，通电时间相同，电阻不同，探究电流产生热量跟电阻的关系；图乙中，右面容器中两个电阻并联，可以控制其电流小于左面容器中电阻中的电流，通电时间相同，电阻相等，探究电流产生热量跟电流的关系； （2）转换法：实验中无法直接测量电阻丝产生的热量，使用间接的方法。在上图中，在两个透明容器中密闭着等量的空气，电阻丝发热，使得空气受热，压强增加，在气体压强的作用下，U型管两侧的液面高度差增加，从而定性地判断出电阻丝产生热量的多少。 电流的热效应 例题 6 (2024北京市东城区期末考试) 如图所示的用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（　　） A.抽油烟机 B.电饭锅 C.台式电风扇 D.笔记本电脑 7 (2024北京市房山区中考二模) 下列四种用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A.电视机 B.洗衣机 C.电热水壶 D.电脑 8 (2024北京市石景山区中考二模) 如图所示四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A.电饭锅 B.电风扇 C.笔记本电脑 D.电冰箱 随练 9 (2024北京市期末考试) 如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A.电煮锅 B.迷你电冰箱 C.扫地机器人 D.笔记本电脑 10 (2024北京市石景山区期末考试) 下列四种家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A.电饭煲 B.洗衣机 C.电视机 D.电冰箱 焦耳定律实验 例题 11 (2024北京市平谷区期末考试) 为了探究“电流通过导体产生的热量与其电阻大小是否有关”，小华连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的甲、乙烧瓶内分别装有质量相等、初温相同的煤油，两个电热丝的阻值分别为、。闭合开关，一段时间后，甲烧瓶内温度计的示数低于乙烧瓶内温度计的示数，断开开关。请回答： （1）实验中，通过________来反应电流通过导体产生热量的多少； （2）实验中采用串联电路是为了控制________一定； （3）根据实验现象得出的结论是________。 12 (2024北京市石景山区期末考试) 小石利用如图所示的装置进行实验，探究“电流通过电阻产生的热量跟电阻大小是否有关”。在甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有质量相等、初温均为的煤油，并分别装有完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值不变的电热丝、。 可以用秒表记录时间。请完成下列问题： （1）该实验中：用温度计示数的变化量来反映_______的多少。 （2）操作步骤： ①如图，将烧瓶甲接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器到适当位置，通电一段时间t后，记录温度计的示数，并计算温度的变化量。 ②断开开关，将烧瓶乙接入电路，闭合开关，通电一段相同时间t后，记录温度计的示数，并计算温度的变化量。 ③比较发现：。 利用所学知识，分析上述步骤中，小石同学探究过程中存在的主要问题，请写出改进措施：_______。 13 (2024北京市大兴区期末考试) 如图甲和乙是探究电流通过导体时产生热量与哪些因素有关的实验装置，装置中完全相同的透明容器中密封着初温、质量相同的空气，容器中都有一段电阻丝，U型管内各有一段水柱，初始时U型管内各液面均在同一水平面上。 （1）把甲装置接入电路中，可探究电流产生的热量与______________的关系。 （2）把乙装置接入电路中，通电一段时间后两U型管内液面的位置如图中所示，则可说明______（选填“左”或“右”）容器中电阻丝产生的热量较多。 （3）科学探究中有些物理量不易直接测量或观察，通常利用测量或观察其他量的方法来代替需要观测的物理量。例如本实验中，利用比较U型管两侧液面高度差的大小来比较两根电阻丝中产生热量的多少。请你至少列举一例，说明此种方法在其他实验中的应用。 应用举例：________________________________________________________。 随练 14 (2024北京市海淀区期末考试) 小海用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。其中两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量相同的煤油，温度计A和B完全相同，电阻丝R1和R2阻值不同（R1＜R2）。 （1）实验中用________反映电阻丝产生的热量。 （2）该实验探究的是电流通过导体产生的热量与________是否有关。 （3）若瓶内煤油初温相同，想在较短时间内观察到温度计A与温度计B示数有明显差异，请结合小海的实验方案提岀一条合理的建议________。 15 (2024北京市汇文中学期末考试) 如图所示的是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，在两个密闭容器中装有质量____（选填“相等”或“不等”）的空气，电流产生的热量通过U型管中液面_____来反映。研究电流产生的热量与电阻的关系时，应选用图______（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。在图乙装置中右侧容器外部并联了一个阻值与R3相同的电阻丝，其目的是为了改变______。 16 (2024北京市昌平区期末考试) 小京想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，以及阻值为和的电阻丝。 （1）该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与________是否有关。 （2）该实验采用串联电路可以控制________相同和________相同。 （3）小京想在较短时间内看到明显的实验现象，请提出一条合理的改进建议________。 焦耳定律的简单计算 例题 17 (2024北京市一零一中中考二模) 图是某实验小组设计的可以改变功率的电路，电源两端电压为12 V并保持不变，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电路工作时的最大功率为9 W，最小功率为3 W。求： （1）通电时间10 s，电阻丝R1产生的热量； （2）通过电热丝R2的电流。 18 (2024北京市朝阳区期末考试) 小阳模仿某款电热器的电路图连接了如图所示的电路。电源两端的电压保持不变，定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，断开开关：S1，电流表的示数为0.2A；开关S和：S1均闭合，电流表的示数为0.5A。 （1）画出实物电路所对应的电路图。 （2）求电源两端的电压。 （3）求在10s内电流通过电阻R2产生的热量。 随练 19 (2022北京市朝阳区中考二模) 如图所示的电路中，电源两端电压为12V且保持不变，电阻的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A的示数为0.8A。求： （1）的阻值； （2）通过干路的电流； （3）通电1min，电流通过电阻所产生的热量。 20 (2024北京市通州区期末考试) 在如图甲所示的电路中，电源电压恒为3V。图乙是小灯泡L的电流与它两端的电压关系图像。求： （1）闭合开关后，滑片由左端向右端滑动的过程中，小灯泡的最大功率； （2）电流表示数为0.2A时，通电10s，滑动变阻器产生的热量。 多档热量问题 例题 21 (2023北京市东城区中考二模) 如图所示的是某型号电暖气的简化电路图，其中、为加热电阻丝，，。该电暖气工作时分高、中、低三档，其铭牌如表格所示。下列说法中正确的是（　　） 额定电压 220V 额定功率 高温档 1980W 中温档 1100W 低温档 880W A.使用“低温档”正常工作，只需要闭合S2 B.电暖气在“中温档”正常工作时，接入电路的电阻丝阻值为55Ω C.电暖气在“高温档”正常工作5分钟，电路产生的热量为\(5.94\times {{10}^{5}}\ \text{J}\) D.闭合S1、S2时，通过、的电流之比为5:4 22 (2023北京市丰台区中考二模) 如图1所示的是某款电饭锅的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电饭锅开始焖烧米饭时，开关S和S1同时闭合，电饭锅处于高功率加热状态；经过一段时间后，开关S1自动断开，电饭锅处于低功率保温状态；再经过一段时间后，米饭完全成熟。图2为用该电饭锅焖熟一锅米饭的全过程中，功率随时间变化的图像。已知电阻R1的阻值是88Ω，家庭电路的电压U是220V。当该电饭锅正常工作时，求： （1）保温时的电流； （2）加热时电阻R1的功率； （3）焖熟一锅米饭的全过程消耗的电能。 23 (2024北京市期末考试) 如图甲所示为某款新型电饭煲，该电饭煲有“加热”和“保温”两档，它可以智能化地控制不同时间段的烹饪温度，从而得到食物最佳的营养和口感。如图乙所示为该电饭煲的工作原理图，R1和R2为阻值不变的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电饭煲的额定电压是220V，在它正常工作30min内，它的电功率随时间变化的图像如图丙所示。 （1）当只闭合开关S时，电饭煲处于___________档（选填“加热”或“保温”）； （2）求出只闭合开关S时电路的电流； （3）求出该电饭煲正常工作30min消耗的电能。 24 (2024北京市汇文中学期末考试) 图甲为小海家使用的某品牌电火锅，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作，该电火锅铭牌的部分参数如下表所示。 （1）求电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能； （2）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？ （3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给该电火锅供电，在安全用电的前提下，为了使加热更快，应选择哪个挡位？请说明理由。 随练 25 (2024北京市东城区中考二模) 如图甲所示的电热杯垫有加热和保温两个档位，内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻丝（忽略温度对电阻的影响），已知电源电压U=10V且保持不变，R1=10Ω。当电热杯垫处于加热档时，其功率为30W。下列说法正确的是（　　） A.开关S1、S2闭合时，电热杯垫处于保温档 B.当电热杯垫处于加热档时，加热电阻丝R1的功率为20W C.当电热杯垫处于保温档时，工作30min产生的热量为300J D.加热电阻丝R2的阻值为5Ω 26 (2023北京市朝阳区中考一模) 一款养生壶的有关参数如图表所示，如图甲为其简化电路图，和为阻值不变的电热丝。养生壶正常工作时，分别用低档位和高档位给质量为2kg的水加热，水温随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容为。下列说法正确的是（　　） 额定电压/V 档位 额定功率/W 220 低 200 高 500 A.闭合S断开S1时，养生壶处于高档位 B.电热丝的阻值为242Ω C.使用低档位烧水时的加热效率为70% D.使用低档位烧水时的加热效率高于高档位 27 (2024北京市大兴区期末考试) 如图所示为一款电吹风机的简化电路，图中是电风扇。选择开关接在D、C两点时电路处于断路状态，选择开关接在C、B两点时吹风机吹冷风，选择开关接在B、A两点时吹风机吹热风。它的主要参数如表所示。 额定电压 220V 额定功率 冷风时：110W 热风时：990W （1）把电吹风机接入220V电路中，使电吹风机吹冷风，求此时通过电风扇的电流。 （2）求电热丝正常工作时的电阻。 28 (2024北京市丰台区期末考试) 某学习小组设计了一种电热器，其内部简化的电路如图所示。将该电热器接入电压恒为220V的电路中，工作状态分为高、低温两挡。和是阻值不变的电阻丝，的阻值为，的阻值为。 （1）当开关S1闭合、S2断开时，电路处于________挡。 （2）求电热器在低温挡时的电功率P。 （3）求电热器在高温挡工作10min所消耗的电能W。 课堂小结 1．电流的热效应：电流通过导体时电能转化成热的现象； 2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比； 3．焦耳定律公式：Q=I2Rt； 4．电流通过导体产生的热量与通过导体的电流大小、导体电阻以及通电时间有关。 拓展 29 (2024北京市平谷区期末考试) 下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A.洗衣机 B.电饭锅 C.抽油烟机 D.微波炉 30 (2024北京市房山区期末考试) 如图所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为的电阻丝R1和阻值为的电阻丝。实验桌上还有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个、电流表和停表各一块、导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。实验设计中可用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少。 小新的主要实验过程如下： ①将滑动变阻器、电流表及图所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将滑动变阻器调到最大阻值处。 ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置，记录电流表的示数为0.3A、温度计的示数t0，同时按下停表开始计时，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数，断开开关。 ③用如图所示的装置乙替换电路中的装置甲。闭合开关，记录电流表示数为0.2A，温度计的示数t0，同时按下停表开始计时，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数t，断开开关。 于是小新认为“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。请根据以上叙述回答下列问题： （1）小新实验过程中存在的问题：________________。 （2）请你针对小新实验过程中存在的问题，写出改进措施：________________。 31 (2024北京市平谷区中考二模) 某同学猜想导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多。为了验证猜想，他准备好三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同的电阻丝（RA＜RB＜RC）浸没在煤油中，再用装有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口，如图甲所示。实验中用温度计示数的变化Δt反映电阻产生热量的多少。他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、图甲中的烧瓶①用导线连成如图乙所示的电路。接下来进行了如下操作： a．闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，电流表的示数为I，记录相关数据； b．断开开关，用烧瓶②替换下烧瓶①，闭合开关，记录相关数据； c．断开开关，用烧瓶③替换下烧瓶②，闭合开关，记录相关数据。 请你分析并回答下列问题： （1）在计划探究的实验中，自变量是________； （2）小华认为这位同学的实验操作不能验证他的猜想，理由是：________。 （3）请你帮这位同学画出实验数据记录表 32 (2024北京市石景山区中考二模) 如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＞R2。该电热器接入电压恒为220 V的电路中，电热器有高温挡、中温挡和低温挡，高温挡的功率为990 W，低温挡的功率为110 W。求： （1）低温挡时，通过电路的电流。 （2）画出中温挡的简化电路，并计算中温挡的功率。 （3）电热丝R2的阻值。 33 (2023北京市通州区期末考试) 如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为20Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A。 求：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量； （2）电源两端的电压。 34 (2024北京市通州区期末考试) 如图甲是某型号的家用电暖气，图乙是其内部的电路简化图，表格中列出了有关参数。当只闭合开关S1时，电暖气处于“800W”的挡位工作。 型号 XX牌 操作方式 手动 功率选择 三挡可调 额定电压 220V （1）画出电暖气在“1900W”挡位正常工作时的等效电路图； （2）求出电暖气在“1100W”挡位正常工作时，通过电暖气的电流； （3）某天，电暖气在“1900W”挡位正常工作30min，随后调到“800W”挡位正常工作5h，求总共消耗的电能。 35 (2024北京市丰台区中考二模) 某学习小组设计了一种多挡位电热器，电热器的铭牌如下表所示，其内部简化的电路如图所示。其中R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＞R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电热器在不同挡位工作。 （1）求R1的阻值。 （2）求电热器在中挡位工作30min所消耗的电能W。 （3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给该电热器供电，能否使用高挡位？说明理由。 ××电热器 额定电压 220V 额定功率 低挡 500W 中挡 1000W 高挡 1500W 1 高小思的专属讲义 . 学科网（北京）股份有限公司 $$ 第13讲_焦耳定律 辅导讲义（解析版） 主讲内容 焦耳定律 第13讲_焦耳定律 [解析版] 课前小测 1 (2024北京市门头沟区中考二模) 如图所示电源电压6 V保持不变，电压表量程为0—3 V，电流表量程为0—0.6 A，定值电阻R1的阻值为10 Ω，滑动变阻器R2上标有“20 Ω　0.5 A”字样。在保证电路中原件安全的情况下。 求：（1）滑动变阻器的变化范围 （2）在此范围内电阻R1的功率变化范围 2 (2024北京市平谷区期末考试)[多选题] 某科技小组设计了一个地磅，地磅内部简化电路如图所示。其工作原理是车辆开上地磅会压缩弹簧（弹簧处于弹性限度内）引起滑片移动，当电路的电流（I0为某一定值）时，电路中电铃会发出警示声（电铃可视为一个小电阻），表明车辆超重了。电源电压保持不变，电压表可反映车辆的质量值，为保护电阻。下列说法正确的是（　　） A.车辆质量越小，电压表的示数越小 B.车辆越质量越大，通过的电流越大 C.当地磅上无车辆时，电路消耗的总功率最大 D.若更换更大阻值的，地磅的报警质量值将变大 3 (2024北京市海淀区期末考试)[多选题] （多选）小红制作了一个多挡位电热器模型，并将电流表和电压表接入该模型的电路中，如图所示。已知R1＞R2＞R3，电源两端电压保持不变。下列说法正确的是（　　） A.只闭合开关S2时，R2消耗的电功率大于R3消耗的电功率 B.先只闭合开关S2，再断开开关S2，只闭合开关S1，R3消耗的电功率变大 C.只闭合开关S1和S3时，电路消耗的总电功率最小 D.开关S1、S2和S3都闭合时，电路消耗的总电功率最大 4 (2024北京市西城区期末考试) 如图甲所示电路中，电源两端电压保持不变，电流表A的量程为0～0.6A，电压表V1、V2的量程均为0～3V，滑动变阻器R的规格为“50Ω，2A”，小灯泡的额定电压为2.5V。闭合开关S，当滑动变阻器的滑片P在某点时，小灯泡L正常发光，此时电压表V2的示数为1.5V。在保证电路各元件安全的最大范围内调节滑片P，电流表的示数与其中一只电压表的示数变化图象如图乙所示。 （1）画出图甲电路的等效电路图； （2）求电源两端电压； （3）求小灯泡的功率变化范围。 5 (2024北京市朝阳区中考二模) 压敏电阻是一种对电压变化反应灵敏的电阻元件，广泛应用于电子产品中，对电路中的工作元件起到重要的保护作用。某压敏电阻RV的I-U图像如图甲所示，现将该压敏电阻RV与定值电阻R0连接后，接在电压可变的电源上，如图乙所示。当电源电压U从12V增加到20V的过程中，下列判断正确的是（　　） A.压敏电阻RV的阻值变大 B.通过R0与RV的电流之比变小 C.R0与RV两端的电压之比变大 D.压敏电阻RV消耗的电功率变小 课程目标 知识目标 1．能通过实例，认识电流的热效应。 2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。 3．会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。 能力目标 1．能够理解焦耳定律中的控制变量法和转化法； 2．学会分析不同档位的电功率的计算； 过程与方法 1．体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。 知识图谱 课堂引入 在冬天为了取暖经常会使用电暖气，那么给电暖气通电一段时间后它变得非常热，可是跟它串联的电线为什么摸起来不是很热呢？ 焦耳定律 知识精讲 一．电流的热效应 1．当电流通过导体时，电能转化成内能的现象，叫做电流的热效应。电流还有磁效应，化学效应。 2．各种用电器里都有电阻，所以只要用电器通电，就会发热。利用电流热效应的用电器有：电热毯、电热水壶、热得快等，电视机、电动机、电脑、微波炉等不是利用电流的热效应。 二．焦耳定律 1．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，这个规律叫做焦耳定律，公式为，热量的单位是焦耳（J）。焦耳定律是个实验定律，是电流热效应的定量反映，给出了定量的关系式，描述的是电能通过电流做功转化为内能的多少。 2．焦耳定律的计算 （1）对于纯电阻电路 （欧姆定律适用） （2）对于非纯电阻电路，例如研究电动机及或电风扇等用电器的发热效应时，欧姆定律不适用，当电流通过这类用电器时，电能部分转化为内能，部分转化为机械能。 （R指用电器的内阻，Q是用电器所产生的内能） (欧姆定律不适用) 3．焦耳定律探究实验： 焦耳定律探究实验涉及到控制变量法和转换法的应用。转换法，是指在物理学实验中，对于一些看不见、摸不着的物质或物理问题，往往通过观察和研究它们在自然界中表现出来的外显特性、现象或产生的效应等，去认识事物的本质。以下面的实验为例： （1）控制变量法：电流产生的热量（）跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，图甲中，两个电阻串联在电路中，可以控制电流相同，通电时间相同，电阻不同，探究电流产生热量跟电阻的关系；图乙中，右面容器中两个电阻并联，可以控制其电流小于左面容器中电阻中的电流，通电时间相同，电阻相等，探究电流产生热量跟电流的关系； （2）转换法：实验中无法直接测量电阻丝产生的热量，使用间接的方法。在上图中，在两个透明容器中密闭着等量的空气，电阻丝发热，使得空气受热，压强增加，在气体压强的作用下，U型管两侧的液面高度差增加，从而定性地判断出电阻丝产生热量的多少。 电流的热效应 例题 6 (2024北京市东城区期末考试) 如图所示的用电器中，主要是利用电流热效应工作的是（　　） A.抽油烟机 B.电饭锅 C.台式电风扇 D.笔记本电脑 7 (2024北京市房山区中考二模) 下列四种用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A.电视机 B.洗衣机 C.电热水壶 D.电脑 8 (2024北京市石景山区中考二模) 如图所示四种家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A.电饭锅 B.电风扇 C.笔记本电脑 D.电冰箱 随练 9 (2024北京市期末考试) 如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A.电煮锅 B.迷你电冰箱 C.扫地机器人 D.笔记本电脑 10 (2024北京市石景山区期末考试) 下列四种家用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A.电饭煲 B.洗衣机 C.电视机 D.电冰箱 焦耳定律实验 例题 11 (2024北京市平谷区期末考试) 为了探究“电流通过导体产生的热量与其电阻大小是否有关”，小华连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的甲、乙烧瓶内分别装有质量相等、初温相同的煤油，两个电热丝的阻值分别为、。闭合开关，一段时间后，甲烧瓶内温度计的示数低于乙烧瓶内温度计的示数，断开开关。请回答： （1）实验中，通过________来反应电流通过导体产生热量的多少； （2）实验中采用串联电路是为了控制________一定； （3）根据实验现象得出的结论是________。 12 (2024北京市石景山区期末考试) 小石利用如图所示的装置进行实验，探究“电流通过电阻产生的热量跟电阻大小是否有关”。在甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有质量相等、初温均为的煤油，并分别装有完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值不变的电热丝、。 可以用秒表记录时间。请完成下列问题： （1）该实验中：用温度计示数的变化量来反映_______的多少。 （2）操作步骤： ①如图，将烧瓶甲接入电路，闭合开关，调节滑动变阻器到适当位置，通电一段时间t后，记录温度计的示数，并计算温度的变化量。 ②断开开关，将烧瓶乙接入电路，闭合开关，通电一段相同时间t后，记录温度计的示数，并计算温度的变化量。 ③比较发现：。 利用所学知识，分析上述步骤中，小石同学探究过程中存在的主要问题，请写出改进措施：_______。 13 (2024北京市大兴区期末考试) 如图甲和乙是探究电流通过导体时产生热量与哪些因素有关的实验装置，装置中完全相同的透明容器中密封着初温、质量相同的空气，容器中都有一段电阻丝，U型管内各有一段水柱，初始时U型管内各液面均在同一水平面上。 （1）把甲装置接入电路中，可探究电流产生的热量与______________的关系。 （2）把乙装置接入电路中，通电一段时间后两U型管内液面的位置如图中所示，则可说明______（选填“左”或“右”）容器中电阻丝产生的热量较多。 （3）科学探究中有些物理量不易直接测量或观察，通常利用测量或观察其他量的方法来代替需要观测的物理量。例如本实验中，利用比较U型管两侧液面高度差的大小来比较两根电阻丝中产生热量的多少。请你至少列举一例，说明此种方法在其他实验中的应用。 应用举例：________________________________________________________。 随练 14 (2024北京市海淀区期末考试) 小海用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。其中两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量相同的煤油，温度计A和B完全相同，电阻丝R1和R2阻值不同（R1＜R2）。 （1）实验中用________反映电阻丝产生的热量。 （2）该实验探究的是电流通过导体产生的热量与________是否有关。 （3）若瓶内煤油初温相同，想在较短时间内观察到温度计A与温度计B示数有明显差异，请结合小海的实验方案提岀一条合理的建议________。 15 (2024北京市汇文中学期末考试) 如图所示的是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，在两个密闭容器中装有质量____（选填“相等”或“不等”）的空气，电流产生的热量通过U型管中液面_____来反映。研究电流产生的热量与电阻的关系时，应选用图______（选填“甲”或“乙”）所示的装置进行实验。在图乙装置中右侧容器外部并联了一个阻值与R3相同的电阻丝，其目的是为了改变______。 16 (2024北京市昌平区期末考试) 小京想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，以及阻值为和的电阻丝。 （1）该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与________是否有关。 （2）该实验采用串联电路可以控制________相同和________相同。 （3）小京想在较短时间内看到明显的实验现象，请提出一条合理的改进建议________。 焦耳定律的简单计算 例题 17 (2024北京市一零一中中考二模) 图是某实验小组设计的可以改变功率的电路，电源两端电压为12 V并保持不变，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电路工作时的最大功率为9 W，最小功率为3 W。求： （1）通电时间10 s，电阻丝R1产生的热量； （2）通过电热丝R2的电流。 18 (2024北京市朝阳区期末考试) 小阳模仿某款电热器的电路图连接了如图所示的电路。电源两端的电压保持不变，定值电阻R1的阻值为20Ω。闭合开关S，断开开关：S1，电流表的示数为0.2A；开关S和：S1均闭合，电流表的示数为0.5A。 （1）画出实物电路所对应的电路图。 （2）求电源两端的电压。 （3）求在10s内电流通过电阻R2产生的热量。 随练 19 (2022北京市朝阳区中考二模) 如图所示的电路中，电源两端电压为12V且保持不变，电阻的阻值为10Ω。闭合开关S，电流表A的示数为0.8A。求： （1）的阻值； （2）通过干路的电流； （3）通电1min，电流通过电阻所产生的热量。 20 (2024北京市通州区期末考试) 在如图甲所示的电路中，电源电压恒为3V。图乙是小灯泡L的电流与它两端的电压关系图像。求： （1）闭合开关后，滑片由左端向右端滑动的过程中，小灯泡的最大功率； （2）电流表示数为0.2A时，通电10s，滑动变阻器产生的热量。 多档热量问题 例题 21 (2023北京市东城区中考二模) 如图所示的是某型号电暖气的简化电路图，其中、为加热电阻丝，，。该电暖气工作时分高、中、低三档，其铭牌如表格所示。下列说法中正确的是（　　） 额定电压 220V 额定功率 高温档 1980W 中温档 1100W 低温档 880W A.使用“低温档”正常工作，只需要闭合S2 B.电暖气在“中温档”正常工作时，接入电路的电阻丝阻值为55Ω C.电暖气在“高温档”正常工作5分钟，电路产生的热量为\(5.94\times {{10}^{5}}\ \text{J}\) D.闭合S1、S2时，通过、的电流之比为5:4 22 (2023北京市丰台区中考二模) 如图1所示的是某款电饭锅的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电饭锅开始焖烧米饭时，开关S和S1同时闭合，电饭锅处于高功率加热状态；经过一段时间后，开关S1自动断开，电饭锅处于低功率保温状态；再经过一段时间后，米饭完全成熟。图2为用该电饭锅焖熟一锅米饭的全过程中，功率随时间变化的图像。已知电阻R1的阻值是88Ω，家庭电路的电压U是220V。当该电饭锅正常工作时，求： （1）保温时的电流； （2）加热时电阻R1的功率； （3）焖熟一锅米饭的全过程消耗的电能。 23 (2024北京市期末考试) 如图甲所示为某款新型电饭煲，该电饭煲有“加热”和“保温”两档，它可以智能化地控制不同时间段的烹饪温度，从而得到食物最佳的营养和口感。如图乙所示为该电饭煲的工作原理图，R1和R2为阻值不变的电热丝，S是手动开关，S1是自动控制开关。该电饭煲的额定电压是220V，在它正常工作30min内，它的电功率随时间变化的图像如图丙所示。 （1）当只闭合开关S时，电饭煲处于___________档（选填“加热”或“保温”）； （2）求出只闭合开关S时电路的电流； （3）求出该电饭煲正常工作30min消耗的电能。 24 (2024北京市汇文中学期末考试) 图甲为小海家使用的某品牌电火锅，其内部简化电路如图乙所示，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＜R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电火锅在不同挡位工作，该电火锅铭牌的部分参数如下表所示。 ××牌电火锅 额定电压 220V 额定功率 低温挡 500W 中温挡 1000W 高温挡 1500W （1）求电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能； （2）电火锅在低温挡工作时，开关S1、S2分别处于什么状态？ （3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给该电火锅供电，在安全用电的前提下，为了使加热更快，应选择哪个挡位？请说明理由。 随练 25 (2024北京市东城区中考二模) 如图甲所示的电热杯垫有加热和保温两个档位，内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻丝（忽略温度对电阻的影响），已知电源电压U=10V且保持不变，R1=10Ω。当电热杯垫处于加热档时，其功率为30W。下列说法正确的是（　　） A.开关S1、S2闭合时，电热杯垫处于保温档 B.当电热杯垫处于加热档时，加热电阻丝R1的功率为20W C.当电热杯垫处于保温档时，工作30min产生的热量为300J D.加热电阻丝R2的阻值为5Ω 26 (2023北京市朝阳区中考一模) 一款养生壶的有关参数如图表所示，如图甲为其简化电路图，和为阻值不变的电热丝。养生壶正常工作时，分别用低档位和高档位给质量为2kg的水加热，水温随时间变化的图像如图乙所示，水的比热容为。下列说法正确的是（　　） 额定电压/V 档位 额定功率/W 220 低 200 高 500 A.闭合S断开S1时，养生壶处于高档位 B.电热丝的阻值为242Ω C.使用低档位烧水时的加热效率为70% D.使用低档位烧水时的加热效率高于高档位 27 (2024北京市大兴区期末考试) 如图所示为一款电吹风机的简化电路，图中是电风扇。选择开关接在D、C两点时电路处于断路状态，选择开关接在C、B两点时吹风机吹冷风，选择开关接在B、A两点时吹风机吹热风。它的主要参数如表所示。 额定电压 220V 额定功率 冷风时：110W 热风时：990W （1）把电吹风机接入220V电路中，使电吹风机吹冷风，求此时通过电风扇的电流。 （2）求电热丝正常工作时的电阻。 28 (2024北京市丰台区期末考试) 某学习小组设计了一种电热器，其内部简化的电路如图所示。将该电热器接入电压恒为220V的电路中，工作状态分为高、低温两挡。和是阻值不变的电阻丝，的阻值为，的阻值为。 （1）当开关S1闭合、S2断开时，电路处于________挡。 （2）求电热器在低温挡时的电功率P。 （3）求电热器在高温挡工作10min所消耗的电能W。 课堂小结 1．电流的热效应：电流通过导体时电能转化成热的现象； 2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比； 3．焦耳定律公式：Q=I2Rt； 4．电流通过导体产生的热量与通过导体的电流大小、导体电阻以及通电时间有关。 拓展 29 (2024北京市平谷区期末考试) 下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A.洗衣机 B.电饭锅 C.抽油烟机 D.微波炉 30 (2024北京市房山区期末考试) 如图所示，实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、完全相同的温度计，烧瓶内还分别装有阻值为的电阻丝R1和阻值为的电阻丝。实验桌上还有满足实验要求的电源、滑动变阻器和开关各一个、电流表和停表各一块、导线若干。小新利用上述实验器材证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。实验设计中可用煤油升高的温度Δt的大小表示电流通过电阻丝R产生热量的多少。 小新的主要实验过程如下： ①将滑动变阻器、电流表及图所示的装置甲等电路元件串联接入电路中，将滑动变阻器调到最大阻值处。 ②闭合开关，调节滑动变阻器滑片到适当位置，记录电流表的示数为0.3A、温度计的示数t0，同时按下停表开始计时，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数，断开开关。 ③用如图所示的装置乙替换电路中的装置甲。闭合开关，记录电流表示数为0.2A，温度计的示数t0，同时按下停表开始计时，通电时间为2min时，停止计时，记录此时温度计的示数t，断开开关。 于是小新认为“电流通过电阻产生的热量跟电阻阻值大小有关”。请根据以上叙述回答下列问题： （1）小新实验过程中存在的问题：________________。 （2）请你针对小新实验过程中存在的问题，写出改进措施：________________。 31 (2024北京市平谷区中考二模) 某同学猜想导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多。为了验证猜想，他准备好三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同的电阻丝（RA＜RB＜RC）浸没在煤油中，再用装有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住瓶口，如图甲所示。实验中用温度计示数的变化Δt反映电阻产生热量的多少。他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、图甲中的烧瓶①用导线连成如图乙所示的电路。接下来进行了如下操作： a．闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，电流表的示数为I，记录相关数据； b．断开开关，用烧瓶②替换下烧瓶①，闭合开关，记录相关数据； c．断开开关，用烧瓶③替换下烧瓶②，闭合开关，记录相关数据。 请你分析并回答下列问题： （1）在计划探究的实验中，自变量是________； （2）小华认为这位同学的实验操作不能验证他的猜想，理由是：________。 （3）请你帮这位同学画出实验数据记录表 32 (2024北京市石景山区中考二模) 如图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＞R2。该电热器接入电压恒为220 V的电路中，电热器有高温挡、中温挡和低温挡，高温挡的功率为990 W，低温挡的功率为110 W。求： （1）低温挡时，通过电路的电流。 （2）画出中温挡的简化电路，并计算中温挡的功率。 （3）电热丝R2的阻值。 33 (2023北京市通州区期末考试) 如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为20Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为4V，电流表的示数为0.4A。 求：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量； （2）电源两端的电压。 34 (2024北京市通州区期末考试) 如图甲是某型号的家用电暖气，图乙是其内部的电路简化图，表格中列出了有关参数。当只闭合开关S1时，电暖气处于“800W”的挡位工作。 型号 XX牌 操作方式 手动 功率选择 三挡可调 额定电压 220V （1）画出电暖气在“1900W”挡位正常工作时的等效电路图； （2）求出电暖气在“1100W”挡位正常工作时，通过电暖气的电流； （3）某天，电暖气在“1900W”挡位正常工作30min，随后调到“800W”挡位正常工作5h，求总共消耗的电能。 35 (2024北京市丰台区中考二模) 某学习小组设计了一种多挡位电热器，电热器的铭牌如下表所示，其内部简化的电路如图所示。其中R1、R2为阻值一定的电热丝，且R1＞R2。通过控制开关S1、S2的断开或闭合状态，可以让电热器在不同挡位工作。 （1）求R1的阻值。 （2）求电热器在中挡位工作30min所消耗的电能W。 （3）若家庭电路的电压是220V，某插座的额定电流是5A，用该插座仅给该电热器供电，能否使用高挡位？说明理由。 ××电热器 额定电压 220V 额定功率 低挡 500W 中挡 1000W 高挡 1500W 答案解析 课前小测 1 (2024北京市门头沟区中考二模) 【答案】 （1）10 ～20 （2）0.9 W～0.4 W 【解析】 如图所示： 由题意允许通过R2的最大电流为0.5 A；I1＝0.5 A＜电流表量程 电压表测量定值电阻R1两端的电压： U1＝I1R1＝0.5 A×10 Ω＝5 V＞电压表的量程，即：调节滑动变阻器时，不能使电路中的电流为0.5 A； U1＝3 V P1＝U1I1＝3 V×0.3 A＝0.9 W 调节滑动变阻器使其为最大阻值20 Ω，此时电路中的电流最小，滑动变阻器两端的电压最大； R总＝R1＋R2＝10 Ω＋20 Ω＝30 Ω 滑动变阻器的变化范围：10 ～20 ；R1的功率变化范围0.9 W～0.4 W 2 (2024北京市平谷区期末考试)[多选题] 【答案】 A B D 【解析】 由图知电铃、滑动变阻器与定值电阻串联，电压表测量定值电阻两端的电压； AB、当车辆质量越小时，弹簧的压缩量越小，滑动变阻器接入电路的电阻越大，电路总电阻越大，由知电路中的电流越小，根据可知，两端的电压越小，电压表示数越小，同理可知，车辆质量越大，通过的电流越大，故AB正确； C、当地磅上无车辆时，滑动变阻器接入电路的电阻最大，电路的总电阻最大，由知电路中的电流最小，由可知，不变，电路消耗的总电功率最小，故C错误； D、报警电流一定，由可知，电源电压一定时，总电阻也一定，若更换更大阻值的，根据串联电路的分压作用知电压表的示数增大，可使地磅的报警质量值将变大，故D正确。 3 (2024北京市海淀区期末考试)[多选题] 【答案】 A D 【解析】 A、只闭合开关S2时，R2和R3串联， 由P＝UI＝I2R可得，R2消耗的电功率为：P2＝R2， R3消耗的电功率为：P3＝R3， 由串联电路电流处处相等，可得I2＝I3，因为R2＞R3，所以P2＞R3，故A正确； B、先只闭合开关S2，R2和R3串联，根据串联电路电阻规律可得，总电阻R23＝R2+R3， 电路中的电流：I23＝； 再断开开关S2，只闭合开关S1，R1和R3串联，根据串联电路电阻规律可得，总电阻R13＝R1+R3， 电路中的电流：I13＝； 因为R1＞R2，所以R13＞R23，，因此I13＜I23， 根据P＝I2R，只闭合开关S2，R3消耗的电功率：P32＝I223R3， 只闭合开关S1，R3消耗的电功率：P31＝I213R3， 所以P31＜P32，，即电功率变小，故B错误； C、只闭合开关S1和S3时，R3被短接，电路为R1接在电源两极的简单电路，电路中的电阻为R1的阻值；只闭合开关S1，R1和R3串联，电路中总电阻阻值为（R1+R3），此时阻值最大，根据P＝UI＝可得，此时电功率最小，故C错误； D、开关S1、S2和S3都闭合时，R3被短接，R1和R2并联，电路中的电阻最小，根据P＝可得电路消耗的总电功率最大，故D正确。 4 (2024北京市西城区期末考试) 【答案】 （1） （2）4V （3）0.1W～1.25W 【解析】 （1）等效电路图如图所示。 （2）分析题意可知，图乙是滑动变阻器两端电压与通过电流的关系图象。 ∵当小灯泡L正常发光时，U2＝1.5V ∴电源两端电压U＝U1＋U2＝UL额＋U2＝2.5V＋1.5V＝4V （3）由图乙可知：当滑动变阻器两端电压U2＝1.5V时，I＝0.5A＝IL额 小灯泡正常发光时的电功率PL额＝ UL额I额 ＝2.5V×0.5A＝1.25W 由图乙可知：当滑动变阻器两端电压U2'＝3V时，I'＝0.1A＝IL 此时，小灯泡两端电压UL＝U－U2'＝4V－3V＝1V 小灯泡的电功率PL＝ULIL＝1V×0.1A＝0.1W 因此，小灯泡的功率变化范围为：0.1W～1.25W 5 (2024北京市朝阳区中考二模) 【答案】 B 【解析】 、由图乙可知，定值电阻和压敏电阻并联在电源两端，当电源电压从增加到的过程中，两端的电压变大，根据图甲可知，通过的电流变大，且电流的增幅大于电压的增幅，由可知，的阻值变小，故错误； 由可知压敏电阻消耗的电功率变大，故错误； 、由并联电路的分流规律可知，通过与的电流之比：，由于的阻值变小、的阻值不变，所以通过与的电流之比变小，故正确； 、由并联电路的电压规律可知，与两端的电压总是相等，所以它们比值不变，故错误。 故选：。 课程目标 课堂引入 焦耳定律 电流的热效应 例题 6 (2024北京市东城区期末考试) 【答案】 B 【解析】 A、抽油烟机主要将电能转化为机械能，故A不符合题意； B、电饭锅是将电能转化为内能，利用的是电流的热效应，故B符合题意； C、台式电风扇主要将电能转化为机械能，故C不符合题意； D、笔记本电脑主要将电能转化光能和声能，故D不符合题意。 7 (2024北京市房山区中考二模) 【答案】 C 【解析】 暂无解析 8 (2024北京市石景山区中考二模) 【答案】 A 【解析】 暂无解析 随练 9 (2024北京市期末考试) 【答案】 A 【解析】 暂无解析 10 (2024北京市石景山区期末考试) 【答案】 A 【解析】 暂无解析 焦耳定律实验 例题 11 (2024北京市平谷区期末考试) 【答案】 （1）温度计示数的变化 （2）电流和通电时间 （3）在电流和通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多 【解析】 （1）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此可根据温度计示数的变化大小可知电流通过导体产生热量的多少； （2）两个电热丝串联接入电路中，电流和通电时间相同，一段时间后，甲烧瓶内温度计的示数低于乙烧瓶内温度计的示数，这说明乙烧瓶中电阻丝产生的热量多； （3）甲、乙电热丝的阻值分别为5Ω和10Ω，在加热一段时间后，甲烧瓶内温度计的示数低于乙烧瓶内温度计的示数，说明在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。 12 (2024北京市石景山区期末考试) 【答案】 （1）电阻丝放出热量的多少 （2）没有控制电流相同，应将甲乙烧瓶中的电阻丝串联接入电路 【解析】 暂无解析 13 (2024北京市大兴区期末考试) 【答案】 （1）电阻 （2）左 （3）探究不同物质的吸热本领时，通过加热时间反映物质吸收热量的多少 【解析】 （1）在甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流与通电时间相同，电阻不同，探究导体产生的热量与电阻的关系； （2）结合图乙可知，左侧液面的高度差大，因此左侧产生的电热多； （3）电阻丝产生热量的多少无法直接观察，实验中通过形管两边液面的高度差来判断，用到转换法。探究动能大小与哪些因素有关实验中采用转换法，动能大小通过被撞击木块的运动距离的远近来判断。 随练 14 (2024北京市海淀区期末考试) 【答案】 （1）温度计示数的变化量 （2）导体的电阻 （3）使电路中的电流变大 【解析】 （1）根据转换法，实验中用温度计升高的示数反映电阻丝产生的热量。 （2）甲装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故实验探究的是电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。 （3）若瓶内煤油初温相同，想在较短时间内观察到温度计A与温度计B示数有明显差异，即电阻产生热量差别大一些，由Q＝I2Rt可知，因电流和通电时间相同，故可使两电阻阻值大小差别尽量大一些。 15 (2024北京市汇文中学期末考试) 【答案】 相等；高度差；甲；通过R3的电流 【解析】 两个密闭容器中装有质量相同的空气，空气的质量和比热容相同，根据，温度变化量相同，空气吸收热量相同；相同时间内，空气温度升高越快，空气吸收热量越多，所膨胀的体积越大，电流产生热量越多。 电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，导体产生的热量加热气体，气体升温体积膨胀，故气体温度的变化可以通过U型管中液面高度差的变化来反映，进而电流通过导体产生热量的多少也可以通过U型管中液面高度差的变化来反映。 图甲中，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，所以探究的是电流产生热量跟电阻大小关系。 图乙中，两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联一个电阻时，电阻的电流改变，探究电流产生热量跟电流关系。 16 (2024北京市昌平区期末考试) 【答案】 （1）电阻 （2）通电时间；电流 （3）可通过加热密封在塑料盒中气体的膨胀，引起形管液面高度差的变化，来比较产生热量的多少 【解析】 （1）电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变，由图可知，通过两电阻的电流相等，通电时间相同，而，故该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。 （2）由图可知，两个电阻串联，所以流过两个电阻的电流相等，串联电路中的开关可以同时控制两个用电器的通断，控制加热时间相同； （3）电流短时间内通过导体产生的热量较少，要想看到明显的现象可以通过加热密封在塑料盒中气体的膨胀，引起形管液面高度差的变化，来比较产生热量的多少，不但其体积膨胀明显，而且通过形管来观察时，可观察性强。 焦耳定律的简单计算 例题 17 (2024北京市一零一中中考二模) 【答案】 （1）30 J （2）0.5 A 【解析】 （1）由电路图可知，闭合开关S1，只有R1的简单电路，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，最小功率为3 W，当两个开关都闭合时，两个电阻并联，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，最大功率为9 W，R1产生的热量Q1＝W1＝P小t＝3 W×10 s＝30 J （2）R2的功率P2＝P大－P小＝9 W－3 W＝6 W 由并联电路电压的规律可知，R2两端的电压U2＝U＝12 V 通过R2的电流 答：（1）通电时间10 s，电阻丝R1产生的热量是30 J； （2）通过电热丝R2的电流是0.5 A。 18 (2024北京市朝阳区期末考试) 【答案】 （1） （2）6V （3）12J 【解析】 （2）R1与R2并联 I1＝I－I2＝0.5A－0.2A＝0.3A U＝I1R1＝0.3A×20Ω＝6V （3） 随练 19 (2022北京市朝阳区中考二模) 【答案】 （1）闭合开关S，该电路为并联电路，电流表测量通过的电流； 根据并联电路的电压规律可知，每条支路两端的电压都等于电源电压：； 根据欧姆定律可知，的阻值为：； （2）通过的电流为： 根据并联电路的电流规律可知，干路中的电流为：； （3）通电1min电流通过产生的热量为：。 【解析】 暂无解析 20 (2024北京市通州区期末考试) 【答案】 （1）0.9W （2）4J 【解析】 （1）由电路图知，灯泡与滑动变阻器串联在电路中， 当滑动变阻器阻值为0时，小灯泡两端的电压最高，功率最大， 由图乙可知，当灯泡两端电压时，通过的电流为， 小灯泡的最大功率：； （2）由图乙可知，当通过小灯泡的电流为0.2A时，小灯泡的电压为1V， 由串联电路特点知，此时滑动变阻器两端电压：， 通过的电流：， 通电10s，滑动变阻器产生的热量：。 多档热量问题 例题 21 (2023北京市东城区中考二模) 【答案】 C 【解析】 AB、当开关S1闭合、S2断开时，只有工作，当开关S2闭合、S1断开时，只有工作，当开关S1、S2都闭合时，、并联； 根据并联电路的电阻特点可知，当开关S1、S2都闭合时，、并联，电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电暖气处于高温档； 由于，所以，当开关S1闭合、S2断开时，只有工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电暖气处于低温档， 当开关S2闭合、S1断开时，只有工作，电暖气处于中温档，所以电暖气在“中温档”正常工作时，接入电路的电阻丝阻值为，故AB错误； C、电暖气在“高温档”正常工作5分钟，电路产生的热量： ，故C正确； D、闭合S1、S2时，、并联，根据并联电路的特点可知，、两端的电压相等，都等于电源电压， 通过、的电流之比：，故D错误。 故选：C。 22 (2023北京市丰台区中考二模) 【答案】 （1）由题意可知，该电饭锅保温档的功率P＝110W，家庭电路的电压U＝220V， 由可得，保温时的电流：； （2）由图1可知，开关S和S1同时闭合时，R1与R2并联，电饭锅处于高功率加热状态， 因并联电路中各支路两端的电压相等， 所以，加热时电阻R1的功率：； （3）由图2可知，焖熟一锅米饭，高功率加热时间：t＝0.4h＝1440s； 保温阶段的时间：， 由可得， 高功率加热阶段消耗的电能：； 保温阶段消耗的电能：； 焖熟一锅米饭的全过程消耗的电能：。 【解析】 暂无解析 23 (2024北京市期末考试) 【答案】 （1）保温 （2）0.5 （3）990000J 【解析】 暂无解析 24 (2024北京市汇文中学期末考试) 【答案】 （1）0.15kW⋅h （2）S1断开，S2闭合 （3）见解析 【解析】 （1）电火锅在高温挡工作6min所消耗的电能为 （2）由于电源电压不变，根据 可知低温挡时，电阻较大，又因为，故低温挡时S1断开，S2闭合。 （3）电源电压为220V，插座的额定电流是5A，故允许的最大功率为 故，此时为了使加热更快只能用中温挡来加热。 随练 25 (2024北京市东城区中考二模) 【答案】 D 【解析】 、由图乙可知，当开关、都闭合时，、并联，根据并联的电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电热杯垫处于加热挡， 当开关闭合、断开时，只有工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电热杯垫处于保温挡，故错误； 、当电热杯垫处于加热挡时，加热电阻丝的功率为： ，故错误； 由于保温时只有工作，所以保温挡的电功率就等于加热电阻丝的功率，即， 保温挡工作，产生的热量：，故错误； 、的电功率：， 由可知，的阻值：，故正确。 故选：。 26 (2023北京市朝阳区中考一模) 【答案】 C 【解析】 A、由图甲可知，当开关S闭合、S1断开时，只有工作，当开关S、S2都闭合时，、并联； 根据并联电路的电阻特点可知，当开关S闭合、S1断开时，只有工作，电路中的电阻较大，由可知，电路中的总功率较小，养生壶处于低温，故A错误； B、当开关S、S2都闭合时，、并联，电路中的总电阻较小，总功率较大，养生壶处于高温档， 的电功率：， 由可知，的阻值：，故B错误； C、水从50℃升高到吸收的热量： ， 低温档工作10min消耗的电能：， 使用低档位烧水时的加热效率：，故C正确； D、水从50℃升高到70℃吸收的热量： ， 高温档工作6min消耗的电能：， 使用高温档烧水的加热效率：， 所以使用低档位烧水时的加热效率低于高档位，故D错误。 故选：C。 27 (2024北京市大兴区期末考试) 【答案】 （1）0.5A （2）55Ω 【解析】 （1）电吹风机吹冷风时，电风扇上的功率，式中IM为电风扇中的电流。 可得 （2）吹热风时电路中干路电流 根据并联电路中电流规律可知，通过电热丝的电流I丝＝I─IM＝4.5A─0.5A＝4A 由，可得 28 (2024北京市丰台区期末考试) 【答案】 （1）低温 （2）100W （3） 【解析】 （1）当开关S1闭合、S2断开时，电路中只有在电路中，根据可知，此时电功率；当开关S1、S2闭合时，和是并联在电路中，根据可知，此时电功率，所以当开关S1闭合、S2断开时，电路处于低温挡； （2）电热器在低温挡时，，电热器在低温挡时的电功率：； （3）电热器在高温挡电功率：，。 课堂小结 拓展 29 (2024北京市平谷区期末考试) 【答案】 B 【解析】 AC、洗衣机和抽油烟机工作时，主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故AC不符合题意； B、电饭煲工作时，将电能转化为内能，加热食物，是利用电流的热效应工作的，故B符合题意； D、微波炉是用微波来煮饭烧菜的，是利用电磁波工作的，不是利用电流的热效应，故D不符合题意。 30 (2024北京市房山区期末考试) 【答案】 （1）未控制电流相同 （2）将两电阻丝串联在同一电路中，通电一定时间，比较温度计的示数 【解析】 （1）由小新的实验步骤可知，先后两次将不同的电阻丝接入电路，控制了通电时间相同，但没有控制电流相同； （2）根据控制变量法可知，改进措施为将两个电阻丝串联在同一电路中，通电相同时间，比较温度计的示数即可。 31 (2024北京市平谷区中考二模) 【答案】 （1）导体的电阻 （2）没有控制电流和通电时间一定 （3）电阻R/Ω 初温t0/℃ 末温t/℃ 变化温度∆t/℃ 【解析】 暂无解析 32 (2024北京市石景山区中考二模) 【答案】 （1） （2） （3） 【解析】 暂无解析 33 (2023北京市通州区期末考试) 【答案】 （1）32J （2）12V 【解析】 （1）由图知，两电阻串联，电流表测电路中电流，电压表测两端电压， 由串联电路的电流规律知，通过的电流， 通电10s电阻丝产生的热量：； （2）由可得，两端电压： ， 由串联电路的电压规律可得，电源两端的电压： 。 34 (2024北京市通州区期末考试) 【答案】 （1）见解析 （2）5A （3）4.95kW·h 【解析】 （1）由图表格数据可知，电暖气在“1900W”挡位正常工作时，电路的总功率最大，由可知，电路中的总电阻应最小，根据并联电路电阻关系可知，两电阻应该并联，等效电路图如下图所示： （2）电暖气在“1100W”挡位正常工作时，通过电暖气的电流为： ； （3）由题意可知： 电暖气在，正常工作的时间； 电暖气在，正常工作的时间， 根据可得，使用时总共消耗的电能： 。 35 (2024北京市丰台区中考二模) 【答案】 （1）96.8Ω （2）1800000J （3）不能 【解析】 （1）R1==96.8Ω （2）W=P中t=1000W×1800s=1800000J （3）I高=≈6.8A 因为I高>5A，所以不能使用高档位 1 高小思的专属讲义 . 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