15.4 探究焦耳定律（知识框架+知识点解读+考点解析+巩固训练）-2024～2025学年九年级物理上册同步点拨与训练（沪粤版，广东专用）

15.4 探究焦耳定律（解析版） 一、通电导体放出的热量跟哪些因素有关 1.电流的热效应：电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。 2.探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关 （1）主要实验器材选取及作用： ①加热材料的选用：用煤油或空气（相比于水：a煤油是绝缘体；b煤油和空气的比热容小，可以使实验现象更明显）； ②选择加热物质的要求：a.物质种类、质量和初温均相同；b.绝缘体。 （2）实验方法 ①转换法：通过U形管液面高度的变化或温度计升高的温度反映产生电热的多少； ②控制变量法： a.探究电热与通电电流的关系：控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过电热丝的电流大小； b.探究电热与电阻的关系：控制电热丝的电流和通电时间相同，选择两个不同阻值的电阻丝； c.探究电热与通电时间的关系：控制电热丝的阻值和电流相同，改变通电时间的长短； （3）实验步骤： ①探究电流产生的热量与电阻的关系 将两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相同，通电一段时间后，比较两个容器中U型管液面的高度变化情况，发现与右边容器相连的U型管液面高度变化更大一些。如图1所示： 图1 图2 图3 结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 ②探究电流产生的热量与电流的关系 如图2所示，两个密闭容器中的电阻丝阻值都是5Ω，在右侧容器的外部，将一个5Ω的电阻与这个电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于通过通过右侧容器中电阻丝的电流。在通电时间相同时，观察两个U型管中液面高度的变化。发现与左侧容器相通的U型管液面变化更大一些。 结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 ③探究电流产生的热量与时间的关系 如图3所示，将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察与左边容器相通的U型管的液面高度变化情况，发现随着通电时间越长，U型管中液面高度变化越大。 结论：在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。 二、焦耳定律 1.焦耳定律 1.内容：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。这个规律叫做焦耳定律。 2.公式：，在国际单位制中，电热的单位是焦耳，符号“” 焦耳定律的理论推导：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能，那么电流做功产生的热量Q等于电能的消耗量，即，再根据欧姆定律可知，。 焦耳定律适用于所有电路的电热计算，使用时各物理量单位要分别统一为。 纯电阻电路焦耳定律：电能全部转化为内能。、 非纯电阻电路焦耳定律：电能转化机械能和内能。 （计算总能量）、（计算内能）、（计算其他形式的能） （计算总功率）、（计算热功率）、（计算其他形式能的功率） 点拨 电动机上的功率表示机械功率，即输出功率。电视机、电动机、电暖器额铭牌上都标有“220V 100W”，把他们并联在220V的电压下，在相同时间里它们产生的热量是不一样的。因为100W指的是电流做功的功率，计算出来的是电流做功的总能量，对于电视机、电动机来说，有部分内能是损失的，故电暖器产生的内能是最多的。 三、电流热效应的应用和控制 利用电热：家里的电暖器，电饭锅，电炉子等。 防止电热产生危害：电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片。 1．（23-24九年级上·广东茂名·阶段练习）在探究“影响电流热效应的因素”实验中： （1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用 （选填“煤油”或“水”），理由是 ； （2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见下表）： 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流 ，其产生的热量 ； （3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶 （选填“串联”或“并联”）。 【答案】 煤油 煤油的比热容比水小 大 多 B 串联 【详解】（1）[1][2]电流产生的热量不能用眼睛直接观察，通过温度计示数变化来反映，这是转换法。本实验中是通过温度计示数变化来判断电流产生的热量多少。因为煤油的比热容比水的比热容小，相同质量的煤油和水比较，吸收相同的热量，煤油升高的温度多，在短时间内用煤油做实验效果更明显，便于观察。 （2）[3][4]本实验应用了控制变量法，从实验表格数据可以看出：通电时间和电阻相同时，通过电阻的电流越大，液体升高的温度量越大，由转换法可知，电流产生的热量越多。 （3）[5][6]电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量多少跟电阻的关系，需控制电流和通电时间不变，改变电阻的大小。由于串联电路中电流处处相等，通电时间相同，所以选择乙图中的B烧瓶与甲图中的烧瓶电阻串联。 2．（23-24九年级上·广东江门·阶段练习）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图所示的实验器材，其中。 实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系 （1）电路中电阻丝的连接方式是为了控制 ；电阻丝放出热量的多少，通过 来进行判断； （2）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝加热的煤油温度升高了，用电阻丝加热的煤油温度升高了，那么 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。 实验二：探究电流产生的热量与电流的关系 （3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同实验发现：用电阻丝，（或）加热的煤油，温度升高量（或） （或）（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流 （选填“是”或“不是”）正比例关系； （4）如果用图乙装置比较不同物质吸热情况时，除了换用不同种类的等质量液体以外还要 。 【答案】 电流相等 温度计示数变化 大于 大于 不是 换相同的电阻丝加热 【详解】（1）[1]两个电阻丝串联，电路中电阻丝的连接方式是为了控制电流相等。 [2]根据转换法，电阻丝放出热量的多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的。 （2）[3]闭合开关，因电流和通电时间相同，且，则R1产生的热量较多，所以。 （3）[4][5]闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻丝产生的热量是原来的4倍；由可知，用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高量（或）大于（或），该实验说明电流产生的热量与电流不成正比例关系。 （4）[6]比较不同物质吸热情况时，需要用不同种类的等质量液体和相同的加热器，即换相同的电阻丝加热。 3．（23-24九年级上·广东广州·期末）如图甲所示，标有“”的小灯泡L和定值电阻并联在电路中。闭合开关，此时电流表A的示数如图乙所示，电流表的示数为，求： （1）此时电流表A的示数为 ； （2）此时小灯泡L的电阻；( ) （3）此时定值电阻R的电功率及它内产生的热量。( ) 【答案】 0.6A 5Ω 0.4W，2J 【详解】（1）[1]由图乙知道，电流表的量程为0-3A，分度值为0.1A，示数为0.6A. （2）[2]由图甲知道灯泡与定值电阻并联，电流表A1测量灯泡所在支路的电流，电流表A测量干路的电流，由并联电路电流的规律知道，通过定值电阻的电流 定值电阻两端的电压等于电源电压，由欧姆定律知道，电源电压 此时小灯泡L的电阻 （3）[3]由知道，定值电阻R的电功率 由焦耳定律知道,定值电阻内产生的热量 4．（23-24九年级上·广东广州·期末）如图所示，额定电压为2.5V的灯泡L，定值电阻R=10Ω。闭合开关，电压表示数为4V，电流表示数为0.2A。 （1）求出电阻两端的电压； （2）求出此时灯泡电阻； （3）经过1min，R放出多少热量？ 【答案】（1）2V；（2）1Ω；（3）24J 【详解】解：（1）由图知道灯泡与定值电阻串联，电压表测量电源的电压，电流表测量电路的电流， 由欧姆定律知道，电阻两端的电压 （2）根据题意知道，闭合开关，电压表示数为4V，电流表示数为0.2A，由欧姆定律知道，电路的总电阻 由串联电路电阻的特点知道，此时灯泡电阻 （3）由焦耳定律知道，经过1min，R放出的热量 答：（1）电阻两端的电压2V； （2）此时灯泡电阻1Ω； （3）经过1min，R放出热量24J。 5．（23-24九年级上·广东广州·期末）如图甲为小明家新购的一款智能养生壶，其电路简图如图乙所示，该壶有“加热”和“保温”两档，R2=385Ω。该养生壶铭牌的部分数据如下表，其中保温功率模糊不清。求： 养生壶的铭牌 额定电压 220V 频率 50Hz 加热功率 1100W 保温功率 容积 1.5L （1）养生壶是利用电流的 效应工作的，当开关S掷到 （选填“1”或“2”）时，养生壶处于加热状态； （2）养生壶处于“加热”状态时R1是多少 ？ （3）小亮想测一下该养生壶保温时的实际功率，于是他关闭了家里的其他用电器，将养生壶单独保温6min，测得家中如图丙所示的电能表转盘转了12r，则养生壶保温状态的实际功率是多少 ？ 【答案】 热 1 44Ω 40W 【详解】（1）[1]养生壶工作是让养生壶中的电热丝中通过电流，电热丝产生热量，所以养生壶是利用电流的热效应工作的。 [2]由图乙可知，开关接1时，电路中只有R1工作，开关接2时，R1与R2串联，由可知，电路中阻值越小，电功率越大，所以开关接1时，电路中只有R1工作，电路中阻值小，电功率大，养生壶处于加热状态。 （2）[3]开关接1时，电路中只有R1工作，养生壶为加热状态，由表格可知，养生壶的加热功率为1100W，则养生壶处于“加热”状态时R1阻值为 （3）[4]将养生壶单独保温6min，测得家中如图丙所示的电能表转盘转了12r，消耗的电能为 则养生壶保温状态的实际功率是 6．（2023·广东深圳·三模）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。袁伯伯购买了如图甲所示的智能电热中药壶（具有“加热”和“保温”两种工作状态），它的内部简化电路如图乙所示，其中只有R1为加热管（只有加热管放出的热量能被水吸收），R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220V，R1的阻值为40Ω，加热时的额定功率为1210W，保温时加热管R1的额定功率为160W。求： （1）加热状态工作时，电路中的电流； （2）正常工作时，保温状态电路的总功率； （3）某傍晚用电高峰期，实际电压为200V，他只让家中电热中药壶通电工作，使其处于“加热”状态6min，求电热中药壶产生的热量。    【答案】（1）5.5A；（2）440W；（3）3.6×105J 【详解】解：（1）由图乙可知，两个开关闭合，R2被短路，只有R1的简单电路，电路的总电阻最小，由可知电路的总功率最大，处于加热状态，电热中药壶加热时，额定功率为1210W，由P=UI可知，电热中药壶正常工作时，通过加热管R1的电流为 （2）由图乙可知，只闭合开关S，两个电阻串联，电路的总电阻最大，由可知电路的总功率最小，处于保温状态，已知R1加热的电阻为40Ω。 由P=I2R可知，此时电路的电流为 根据欧姆定律可得电路中的总电阻为 保温状态电路的总功率 P=I2保R总=(2A)²×110Ω=440W （3）当实际电压为200V时，实际功率为 只让家中电热中药壶通电工作，使其处于“加热”状态6min产生的热量为 Q=W=P加t=1000W×6×60s=3.6×105J 答：（1）加热状态工作时，电路中的电流；为5.5A； （2）正常工作时，保温状态电路的总功率为440W； （3）电热中药壶产生的热量为3.6×105J。 7．（2023·广东汕头·模拟预测）疫情期间不出门，众多吃货宅家自学变“厨神”，小明家购买了一款九阳空气炸锅，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1=44Ω；开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时的中温挡，额定功率为484W。求： （1）R2的电阻； （2）高温挡正常工作2min，电流通过R1产生的电热； （3）若不计热量损失，用此空气炸锅高温挡制作葡式蛋挞，原料温度为20℃，炸熟至少需要到达190℃，求一次炸熟100g葡式蛋挞需要多少时间？[c蛋挞=3.63×103J/（kg•℃）]    【答案】（1）100Ω；（2）1.32×105J；（3）39s 【详解】解：（1）只闭合S3时，空气炸锅为中温挡的简单电路，只有R2接入电路由 可得，R2的电阻 （2）当闭合S1、S3，断开S2时，R1、R2并联，并联电路中总电阻小于任意一个分电阻，此时电路中的电阻最小，空气炸锅为高温挡，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，高温挡正常工作2minR1产生的电热 （3）高温挡正常工作时，S1、S3闭合，R1、R2并联，R1的电功率 R2的电功率 P2=P中=484W 根据串并联电路中电功率的公式可得，高温挡的总功率 P高=P1+P2=1100W+484W=1584W 蛋挞的质量为 m=100g=0.1kg 蛋挞炸熟吸收的热量 Q吸=c蛋挞m（t2-t3）=3.63×103J/（kg•℃）×0.1kg×（190℃-20℃）=6.171×104J 若不计热量损失，则需要消耗的电能为 W′=Q吸=6.171×104J 由 可得，需要的时间为 答：（1）R2的电阻为100Ω； （2）高温挡正常工作2min，电流通过R5产生的电热为1.32×105J； （3）若不计热量损失，一次炸熟100g葡式蛋挞大约需要39s。 8．（2023·重庆·二模）重庆去年的冬季特别冷，所以本地居民常选用一些电取暖器越冬。如图甲所示的电取暖器有“高温、中温、低温”三挡，铭牌见下表1（“高温”挡功率因磨损未知），其电路原理如图乙所示，S是自我保护开关，当电取暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。电阻，当S、闭合，断开时，电暖器为“中温”挡。在用电高峰期，家庭电路中电压会低于220V，小萃想知道高峰期的电压，她让电取暖器处于高温挡单独工作，预付费电表表盘示数使用前后如图丙所示（已知重庆居民用电单价为0.52元/）。求： 表1 XX牌电暖器 额定电压 220V 额定功率 低温挡 880W 中温挡 1540W 高温挡 （1）的阻值； （2）“高温”挡正常工作10s，电流产生的热量； （3）高峰期的实际电压为多少V。 【答案】（1）55Ω；（2）；（3）200V 【详解】解：（1）由图乙知，开关S、S2闭合，S1断开时，电路中只有R2工作，此时为中温挡；当开关S、S1闭合，S2断开时，电路中只有R1工作，因为R1>R2，此时电路中的电阻比中温挡的大，据知，为低温挡；三个开关都闭合时，两个电阻并联在电路中，电路的总电阻比R1、R2的阻值都小，据知，此时为高温挡。所以R1的阻值 （2）由题意知，高温挡时的电功率 P高=P低+P中=880W+1540W=2420W 电取暖器为纯电阻电路，高温挡正常工作10s电流产生的热量 （3）由图丙知，电取暖器处于高温挡单独工作所需电费为0.52元，消耗的电能为 所需时间 t1=19h45min-19h15min=30min 高峰期的实际功率 高温挡工作时，电路的总电阻 高峰期的实际电压 答：（1）R1的阻值为55欧； （2）“高温”挡正常工作10s，电流产生的热量为； （3）高峰期的实际电压为200V。 1．（23-24九年级上·广东东莞·期中）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时，10s消耗的电能为 J，产生的热量为 J，该电动机的效率为 。 【答案】 38000 2000 94.7% 【详解】[1]电动机消耗的电能 W=UIt=380V×10A×10s=38000J [2]产生的热量为 Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×10s=2000J [3]电动机转化成的机械能 W机械=W电-Q 所以电动机的效率 2．（23-24九年级上·广东佛山·阶段练习）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，用橡皮导管与外面装有红色液体的U形管相连。在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察 来比较的；图甲可探究电流产生的热量与 的关系；将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和 的关系。 【答案】 U形管中液面的高度差 电阻大小 电流大小 【详解】[1]在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面的高度差来比较的，应用的物理科学探究方法是转换法。 [2]由图可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，研究的是：当通过的电流和通电时间相同时，电流产生的热量与导体电阻大小的关系。 [3]图乙中右侧两个电阻并联后与左侧电阻串联，两侧盒子内的电阻阻值相同而电流不同，故可用于探究电热与电流大小的关系。 3．（23-24九年级上·广东佛山·阶段练习）物理课上，老师把包装口香糖的锡纸中间剪掉一些，如题图乙所示，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火，这是利用了电流的 效应；已知ab段与bc段锡纸等长，请判断ab和bc段：Rab Rbc，Uab Ubc（以上两空均选填“＞”、“＝”或“＜”）。 【答案】 热 > > 【详解】[1]电流具有热效应，电流通过导体时会发热，故通过后的锡纸条开始冒烟、着火，这是利用了电流的热效应。 [2][3]导体电能与长度、横截面积、材料等有关，如图ab段与bc段锡纸等长，ab段更细，故 Rab>Rbc 根据串联电路分压的规律可得 Uab>Ubc 4．（2023·广东东莞·二模）如图所示电路中，闭合开关，在甲、乙两处接上电压表时，甲、乙电表示数之比为3∶2，此时与 （填“串联”或“并联”）；若将甲、乙两处换成电流表，并将开关S断开，则甲、乙两电表示数之比为 ；若电源电压为6V，，两电表为电流表，断开开关S通电10s后，产生的电热为 J。 【答案】 串联 1∶3 36 【详解】[1]电压表自身电阻非常大，识别电路时电压表所在支路可以看作断路。由电路图可知，当开关S闭合，甲、乙两表为电压表时，此时与串联。 [2]甲电压表测串联总电压，乙电压表测R2两端电压，两表的示数之比 U甲∶U乙=3∶2 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以有 由分压原理有 若将甲、乙两处换成电流表，并将开关S断开，两电阻并联，电流表A乙测干路的电流，电流表A甲测R2的电流，根据并联电路电压相等，由U=IR可知在电压相等时，电流与电阻成反比，故通过两电阻的电流之比为 可得出 由并联电路电流的规律得出甲、乙两电表示数之比 则甲、乙两电表示数之比为1∶3。 [3]若电源电压为6V，，两电表为电流表，断开开关S，两电阻并联，通电10s后，根据并联电路电压的规律，则产生的电热为 5．（23-24九年级上·广东揭阳·阶段练习）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1∶R2＝2∶1。开关S闭合后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2；R1、R2的电功率分别为P1、P2；相同时间内通过R1、R2的电流做的功分别为W1、W2；相同时间内R1、R2产生的热量分别为Q1、Q2。则下列说法正确的是（      ） A．I1∶I2＝2∶1 B．P1∶P2＝2∶1 C．W1∶W2＝1∶2 D．Q1∶Q2＝2∶1 【答案】C 【详解】A．如图，电阻R1、R2并联，两个电阻两端的电压相同，由于R1∶R2＝2∶1，根据欧姆定律可知，电压一定时，通过R1、R2的电流与R1、R2的电阻成反比，即 故A错误； B．两个电阻的电功率为比 故B错误； C．相同时间内通过R1、R2的电流做的功之比为 故C正确； D．因为电阻的电能全部转化为内能，所以相同时间内R1、R2产生的热量之比等于其电流做功之比，为 故D错误。 故选C。 6．（2023·广东深圳·三模）如图为一款电火锅的内部简化电路，开关S闭合后，通过挡位开关可以实现高、中、低三挡加热的转换。已知电阻，高温挡功率为2400W，下列说法正确的是（　　）    A．当S闭合、转到位置2时，只有工作，为低温挡 B．当S闭合、转到位置1时，、串联，为高温挡 C．中温挡加热的功率为1600W D．当S闭合、由位置2转到位置3时，总电阻变大，总功率减小 【答案】C 【详解】A．当S闭合、转到位置1时，和串联，此时电路中的总电阻最大，根据 可知：此时电路中的总功率最小，为低温挡，故A错误； B．当S闭合、转到位置2时，只有接入电路，此时为中温挡，中温挡的功率为 故B错误； C．当S闭合、转到位置3时，和并联，此时电火锅为高温挡，此时的功率为 高温挡的功率为2400W，所以中温挡的功率为 故C正确； D．当S闭合、由位置2转到位置3时，总电阻变小，总功率增大，电火锅由中温挡转为高温挡，故D错误。 故选C。 7．（23-24九年级上·广东江门·期末）如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地用户供电，若甲地电源电压恒为U，输电线的总电阻为r，当乙地用户用电时，下列说法正确的是（　　） A．输电线上消耗的电功率为 B．用户使用的用电器两端电压为U C．当用户使用的用电器增多时，输电线的电流减小 D．当用户使用的用电器增多时，输电线上因发热损失的功率增大 【答案】D 【详解】A．由于导线的电阻较小，其分担的电压Ur要远小于电源电压U，输电线上消耗的电功率应为，故A错误； B．由于导线有一定的电阻，根据U=IR可知，导线会分担一定的电压，所以用户使用的用电器两端电压要低于电源电压U，故B错误； C．由并联电路中干路电流等于各支路电流之和可知，当用户使用的用电器增多时，干路电流增大，即输电线的电流增大，故C错误； D．当用户使用的用电器增多时，干路中的电流变大，由P热=I2r可知，输电线上因发热而损失的功率增大，故D正确。 故选D。 8．（23-24九年级上·广东东莞·期末）某型号的电饭锅有高温和保温两挡，电路如图所示，S是温控开关，、为发热体。当电饭锅处于加热状态时，电功率为880W；当电饭锅处于保温状态时，电功率为100W。 （1）当电饭锅处于加热状态时，应将开关S接到 点。所根据的依据是什么 ？ （2）求电饭锅加热20min产生的热量 ； （3）求、的阻值 、 。 【答案】 a 见解析 【详解】（1）[1][2]分析电路图，当开关接a时，电路中只有，电路的总电阻最小，当开关接b时，、串联，电路的总电阻最大，由知，当开关接a时，电路的总功率最大，为高温挡，当开关接b时，电路的总功率最小，为保温挡。 （2）[3]加热时间为 电饭锅加热20min产生的热量为 （3）[4]当开关接接a时，电路中只有，处在高温挡，由知，的阻值为 [5]当开关接b时，、串联，处在低温挡，由知，电路中的总电阻为 的阻值为 9．（2023·广东深圳·三模）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，以手机为例，华为“Mate20pro“不仅采用超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示：    电池名称 锂离子电池 电压 容量 （1）其指纹锁“钥匙”是特定人的指纹（S1）、密码（S2）或人脸识别钥匙（S3）三者都可以单独使手机（M）解锁并工作。如图中电路设计符合要求的是 ； A．         B．   C．          D．   （2）人们在使用手机长时间通话时，手机会明显发热，一根电阻丝的电阻是，通过2A的电流时，内产生的热量是 J。损耗的能量不会转化为我们需要的能量，是因为 ； （3）两个充电器，一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 4A”，其中一个是快速充电器。假设充电效率为，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间为 s。 【答案】 B 2400 能量的转化具有方向性 2960 【详解】（1）[1]B．其指纹锁“钥匙”是特定人的指纹、密码或人脸识别钥匙三者都可以单独使手机解锁并工作，由此可知三个开关互不影响，则三个开关应并联，再与电动机串联，故B符合题意； A．三个开关同时闭合时，会造成短路，故A不符合题意； C．三个开关同时闭合才能解锁，故C不符合题意； D．和同时闭合会造成短路，故D不符合题意。 故选B。 （2）[2]内产生的热量是 [3]由于能量的转化具有方向性，所以损耗的能量不会自发转化为我们需要的能量。 （3）[4]两个充电器的功率分别为 ； 所以第二个的充电速度快；电池充满电储存的电能为 消耗的电能为 由可得，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间 10．（23-24九年级上·广东惠州·期末）小惠家买了一个家用电吹风，其简化电路如图，主要技术参数如下表，电吹风在额定电压下工作，求： 热风温度 50-75℃ 额定功率 热风时：990W 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多少？ （2）电吹风内电动机的电阻是，电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？ （3）电热丝工作时的电阻是多少？ 【答案】（1）0.5A；（2）3300J；（3）55Ω 【详解】解：（1）由图知，当开关置于BC时，只有电动机工作，电吹风吹冷风，由P=UI可得，此时通过电动机的电流 （2）电吹风吹冷风5min产生的热量 （3）当开关置于AB时，电动机与电热丝并联，电动机和电热丝同时工作，电吹风吹热风，此时电热丝的电功率为 电热丝的电阻 答：（1）通过电动机的电流是0.5A； （2）电吹风吹冷风5min产生的热量是3300J； （3）电热丝工作时的电阻是55Ω。 1．（2024·广东中山·三模）如图甲所示是便携式封口机，工作时利用电流的 效应，使发热电阻温度快速升高，熔化塑料包实现封口。如图乙所示是其原理电路图，封口机的电源电压是3 V，发热电阻R的阻值为1 Ω，闭合开关，则10s内产生 J的热量。若封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更 （选填“大”或“小”）的电阻。 【答案】 热 90 大 【详解】[1]便携式封口机工作时利用电流的热效应，将电能转化为内能。 [2]10s内发热电阻R产生的热量为 [3]若封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更大的电阻，使封口机工作时产生的热量较少。 2．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图所示电路，电源电压恒定不变，闭合开关后电流表、的示数如图乙和图丙所示，定值电阻的阻值为30Ω，则电源电压为 V，通电5min电流通过电阻产生的热量为 J。 【答案】 3 180 【详解】[1]分析电路结构可知：电阻、并联连接，电流表测电阻的电流，电流表在干路上测干路电流。由图乙、丙可知，。由并联电路的电压规律可得 [2]由并联电路的电流规律可得 通电5 min电流通过电阻产生的热量 3．（23-24九年级下·河南南阳·阶段练习）如图所示的电路中，电源电压恒为12V，R1为定值电阻，开关S闭合后，滑片P在滑动变阻器最右端时，电压表示数为4V，电流表的示数为1A，则此时滑动变阻器R2在1 min内产生的热量为 J，滑片P向左移动时电压表与电流表的比值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 【答案】 480 不变 【详解】[1]由图可知，当闭合开关S，滑片P处于最右端时，滑动变阻器的电阻最大，两电阻串联，电流表测电路中的电流，电压表测R1两端的电压。此时电压表示数为4V，电流表的示数为1A，根据得电路的总电阻为 定值电阻R1的阻值为 则滑动变阻器R2的阻值为 R2=R−R1=12Ω−4Ω=8Ω 则滑动变阻器R2在1 min内产生的热量为 Q=I2R2t=(1A)2×8Ω×60s=480J [2]由电路图可知，当滑片P向左移动时，滑动变阻器的阻值变小，电路的总电阻变小，电路中的电流变大，所以电流表的示数变大，R1两端的电压变大，因此电压表的示数变大，但由于电压表与电流表的比值为定值电阻R1的阻值，因此不变。 4．（23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习）在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1、A2的示数分别为0.8A、0.3A，则该电路电源电压为 V，10s内电路消耗的电能为 J，10s内电流通过电动机产生的热量为 J，10s内电动机消耗的电能为 J。 【答案】 6 48 5 30 【详解】[1]由图可知，定值电阻R0与电动机M并联，电流表A1测干路电流，电流表A2测R0支路的电流；定值电阻R0两端的电压为 因并联电路中各支路两端的电压相等，则电源电压为 [2]10s内电路消耗的电能为 [3]根据并联电路的电流特点可知，通过电动机的电流 10s内电流通过电动机产生的热量 [4]10s内电动机消耗的电能 5．（2024·山东济南·中考真题）如图所示，是“220V  15W”的LED灯和“220V  15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯 B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯 C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯 D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯 【答案】D 【详解】A．由两灯的规格可知，两灯的额定电压都是220V，所以两灯正常工作时，灯泡的实际电压都达到220V，所以两灯的实际电压相等，故A错误； BC．由两灯的规格可知，两灯的额定功率都是15W，所以两灯正常工作时，相同时间消耗电能相同，由于LED灯将电能转化为内能的占比较少，所以相同时间LED灯产生的内能更少，故BC错误； D．由图可知，正常工作时，LED灯将电能转化为光能的占比比白炽灯将电能转化为光能的占比大，所以LED灯将电能转化为光能的效率高，故D正确。 故选D。 6．（2024·广东汕头·二模）如图所示，材料、横截面积等均相同，长度不同的两根电阻丝串联在电路中，在它们表面涂上厚度一样的蜡，闭合开关一段时间后，会观察到（　　） A．R1上的蜡熔化得快 B．R2上的蜡熔化得快 C．R1、R2上的蜡熔化得一样快 D．无法比较 【答案】A 【详解】由图可知，该电路为串联电路；通过两个电阻的电流、通电时间相同，电阻不同，根据焦耳定律可知，电阻越大，产生的热量越多；材料、横截面积等均相同，长度不同的两根电阻丝，R1的长度大于R2的长度，R1的电阻大于R2的电阻，则R1产生的热量较多，R1上的蜡熔化的快一些，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 7．（2024·广东深圳·一模）母亲节时，小明买了一个如图甲所示的电热杯垫送给妈妈，电热杯垫通过USB接口供电，杯垫的简化电路如图乙所示。电热杯垫有加热和保温两挡功能，R1、R2为加热电阻，USB接口的输出电压为5V，R1电阻10Ω，加热挡的功率为7.5W。下列说法正确的是（    ）    A．同时闭合S1、S2时为保温挡 B．保温挡功率为5W C．R2电阻为5Ω D．用加热挡工作10min，产生的热量是75J 【答案】C 【详解】A．分析电路可知，当只闭合时，单独工作，此时总电阻较大，根据可知功率较小，为保温挡；当同时闭合S1、S2时，、并联，此时总电阻较小，根据可知功率较大，为加热挡，故A错误； B．保温挡时，单独工作，则保温挡功率为 故B错误； C．加热挡时，、并联，则功率为 则R2电阻为 故C正确； D．用加热挡工作10min，产生的热量为 故D错误。 故选C。 8．（24-25九年级上·吉林长春·期中）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 (1)实验中通过观察 的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是 （填序号）； ①比较不同物质的吸热能力 ②探究电流与电压、电阻的关系 (2)闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示。表明在电流和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多； (3)乙图中与并联，目的是使通过与的 不同； (4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因是： 。 【答案】(1) U形管液面高度 ① (2)电阻 (3)电流 (4)断路 【详解】（1）[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度的差来反映电阻产生热量的多少，液面高度差越大说明容器中产生的热量越多。 [2]①探究物质吸放热规律时，用物质吸热或放热时的温度变化来反映，这用到了转换法，故①符合题意； ②探究电流大小与电压、电阻的关系时，采用了控制变量法，故②不符合题意。 故选①。 （2）由图甲可知，闭合开关，两电阻丝串联，则通过两电阻丝的电流相同，通电时间相同，右侧电阻丝阻值较大，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧电阻大产生的热量多。故表明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。 （3）由图乙可知，三个电阻相等，其中R3与R2并联，再与R1串联，经过R1的电流，在右侧分两支，一直经过R2，一支经过R3，因此通过R1、R2的电流是不同的，故乙图中，R3与R2并联，目的是使通过R1和R2的电流不相等。 （4）利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，说明左右两侧产生的热量相同，因为R1和R2的电阻相等，通电时间相同，且产生的热量相同，说明通过两个电阻的电流相同，即R3中没有电流，故可能是电阻R3断路了。 9．（2024·江苏苏州·二模）3D打印笔是具有立体绘画功能的画笔，如图甲所示，通电后笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化，电源电压恒为5V，打印笔工作有高温挡和低温挡两个挡位，高温挡和低温挡的功率比为，R1=5Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化。求： (1)处于低温挡时，电路中的电流大小； (2)处于高温挡时，通电1min，R2产生的热量。 【答案】(1)1A (2)150J 【详解】（1）由图可知，只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电路的电阻较大，根据可知功率较小，为低温挡，则处于低温挡时，电路中的电流大小为 （2）低温挡功率为 则高温挡功率为 开关、均闭合时，、并联，此时总电阻较小，为高温挡，则功率为 则处于高温挡时，通电1min，R2产生的热量为 10．（2024·陕西汉中·二模）图甲是一款多功能暖菜板，为防止桌面被烫坏，内置了风扇，其简化电路图如图乙所示，R1、R2为电热丝（阻值不变），R1=24.2Ω。闭合开关S1，只有内置风扇工作时，功率为100W；当板上食品降温到50℃时，S2可自动切换让菜板进行保温，保温时电热丝的总功率为500W；当板上食品降温到20℃时，S2会再次切换让菜板进行加热。问： (1)暖菜板加热饭菜是利用电流的 效应工作的；保温时，S2应接到位置 （选填“1和2”“2和3”或“3和4”）之间； (2)在加热状态时，暖菜板正常工作4min产生的热量可使3kg、20℃的汤温度升高到40℃，则暖菜板加热效率是多少？[汤的比热容取4.0×103J/(kg·℃)] (3)某次吃饭过程中，暖菜板（正常工作）上菜肴温度随时间的变化情况如图丙所示，若电费为0.5元/度，则该过程中消耗的电费是多少？ 【答案】(1) 热 2和3 (2)50% (3)0.575元 【详解】（1）[1]暖菜板加热饭菜时，消耗了电能，获得内能，电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的。 [2]在电压一定的情况下，由电功率公式可知，电阻R越小，电功率P越大；电阻R越大，电功率P越小；当开关接2和3时，两个电阻串联，总电阻最大，总功率最小，是保温状态。 （2）汤吸收的热量为 Q吸=c汤m汤Δt =4.0×103J/(kg·℃)×3kg×(40℃-20℃)=2.4×105J 闭合开关S1，开关S2接到位置3和4时，电热丝R1与电动机并联，此时暖菜板处于加热状态，加热功率为 4min内，电热丝R1消耗的电能为 W1=P加热t=2000W×4×60s=4.8×105J 暖菜板的加热效率为 （3）据图丙可知，吃饭过程中，暖菜板内置电风扇工作时间为90min，加热挡工作时间为15min，保温挡工作时间为60min，则该过程消耗的电能为 W=P风扇t1+ P加热t2 + P保温t3 =100W×90×60s+2000W×15×60s+500W×60×60s=4.14×106J 4.14×106J=1.15kW·h=1.15度 消耗的电费为 1.15度×0.5元/度=0.575元 11．（2024·陕西渭南·二模）如表所示为一款电饭煲的铭牌，其简化电路如图所示，其中、为电热丝（阻值不变）。使该电饭煲在加热挡正常工作500s，可以将2kg的粥从20℃加热到86℃。[粥的比热容为] 电饭煲 额定电压 220V 产品型号 DFB-2403 额定频率 50Hz 保温功率 440W 额定容积 5.0L 加热功率 1320W (1)电饭煲是利用电流的 效应工作的；只闭合开关S1，电饭煲处于 （选填“加热”或“保温”）挡。 (2)的电阻大小是多少？ (3)电饭煲加热粥的过程中的加热效率是多少？ 【答案】(1) 热 保温 (2) (3) 【详解】（1）[1]电流通过导体会产生热量，这就是电流的热效应，电饭煲是利用电流的热效应工作的。 [2]由图可知，只闭合开关S1时，只有电阻R1接入电路，根据公式可知，此时电饭煲处于保温挡。 （2）由图可知，当开关S1闭合，S2断开时，只有R1工作，根据可知，此时电饭煲处于保温挡；当开关S1、S2都闭合时，R1、并联，电饭锅处于加热挡，则的功率为 由可知，的电阻为 （3）加热挡工作500s消耗的电能为 粥吸收的热量为 电饭煲加热粥的过程中的加热效率为 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$ 15.4 探究焦耳定律（原卷版） 一、通电导体放出的热量跟哪些因素有关 1.电流的热效应：电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。 2.探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关 （1）主要实验器材选取及作用： ①加热材料的选用：用煤油或空气（相比于水：a煤油是绝缘体；b煤油和空气的比热容小，可以使实验现象更明显）； ②选择加热物质的要求：a.物质种类、质量和初温均相同；b.绝缘体。 （2）实验方法 ①转换法：通过U形管液面高度的变化或温度计升高的温度反映产生电热的多少； ②控制变量法： a.探究电热与通电电流的关系：控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过电热丝的电流大小； b.探究电热与电阻的关系：控制电热丝的电流和通电时间相同，选择两个不同阻值的电阻丝； c.探究电热与通电时间的关系：控制电热丝的阻值和电流相同，改变通电时间的长短； （3）实验步骤： ①探究电流产生的热量与电阻的关系 将两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相同，通电一段时间后，比较两个容器中U型管液面的高度变化情况，发现与右边容器相连的U型管液面高度变化更大一些。如图1所示： 图1 图2 图3 结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 ②探究电流产生的热量与电流的关系 如图2所示，两个密闭容器中的电阻丝阻值都是5Ω，在右侧容器的外部，将一个5Ω的电阻与这个电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于通过通过右侧容器中电阻丝的电流。在通电时间相同时，观察两个U型管中液面高度的变化。发现与左侧容器相通的U型管液面变化更大一些。 结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 ③探究电流产生的热量与时间的关系 如图3所示，将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察与左边容器相通的U型管的液面高度变化情况，发现随着通电时间越长，U型管中液面高度变化越大。 结论：在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。 二、焦耳定律 1.焦耳定律 1.内容：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。这个规律叫做焦耳定律。 2.公式：，在国际单位制中，电热的单位是焦耳，符号“” 焦耳定律的理论推导：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能，那么电流做功产生的热量Q等于电能的消耗量，即，再根据欧姆定律可知，。 焦耳定律适用于所有电路的电热计算，使用时各物理量单位要分别统一为。 纯电阻电路焦耳定律：电能全部转化为内能。、 非纯电阻电路焦耳定律：电能转化机械能和内能。 （计算总能量）、（计算内能）、（计算其他形式的能） （计算总功率）、（计算热功率）、（计算其他形式能的功率） 点拨 电动机上的功率表示机械功率，即输出功率。电视机、电动机、电暖器额铭牌上都标有“220V 100W”，把他们并联在220V的电压下，在相同时间里它们产生的热量是不一样的。因为100W指的是电流做功的功率，计算出来的是电流做功的总能量，对于电视机、电动机来说，有部分内能是损失的，故电暖器产生的内能是最多的。 三、电流热效应的应用和控制 利用电热：家里的电暖器，电饭锅，电炉子等。 防止电热产生危害：电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片。 1．（23-24九年级上·广东茂名·阶段练习）在探究“影响电流热效应的因素”实验中： （1）为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了图甲装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用 （选填“煤油”或“水”），理由是 ； （2）小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电30s再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见下表）： 实验次数 电流/A 通电时间/s 电阻/Ω 温度升高量/℃ 1 0.3 30 10 1.5 2 0.6 30 10 6.0 由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流 ，其产生的热量 ； （3）若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择乙图中 （选填“A”或“B”）烧瓶与甲图中的烧瓶 （选填“串联”或“并联”）。 2．（23-24九年级上·广东江门·阶段练习）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图所示的实验器材，其中。 实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系 （1）电路中电阻丝的连接方式是为了控制 ；电阻丝放出热量的多少，通过 来进行判断； （2）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝加热的煤油温度升高了，用电阻丝加热的煤油温度升高了，那么 （选填“大于”、“等于”或“小于”）。 实验二：探究电流产生的热量与电流的关系 （3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同实验发现：用电阻丝，（或）加热的煤油，温度升高量（或） （或）（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流 （选填“是”或“不是”）正比例关系； （4）如果用图乙装置比较不同物质吸热情况时，除了换用不同种类的等质量液体以外还要 。 3．（23-24九年级上·广东广州·期末）如图甲所示，标有“”的小灯泡L和定值电阻并联在电路中。闭合开关，此时电流表A的示数如图乙所示，电流表的示数为，求： （1）此时电流表A的示数为 ； （2）此时小灯泡L的电阻；( ) （3）此时定值电阻R的电功率及它内产生的热量。( ) 4．（23-24九年级上·广东广州·期末）如图所示，额定电压为2.5V的灯泡L，定值电阻R=10Ω。闭合开关，电压表示数为4V，电流表示数为0.2A。 （1）求出电阻两端的电压； （2）求出此时灯泡电阻； （3）经过1min，R放出多少热量？ 5．（23-24九年级上·广东广州·期末）如图甲为小明家新购的一款智能养生壶，其电路简图如图乙所示，该壶有“加热”和“保温”两档，R2=385Ω。该养生壶铭牌的部分数据如下表，其中保温功率模糊不清。求： 养生壶的铭牌 额定电压 220V 频率 50Hz 加热功率 1100W 保温功率 容积 1.5L （1）养生壶是利用电流的 效应工作的，当开关S掷到 （选填“1”或“2”）时，养生壶处于加热状态； （2）养生壶处于“加热”状态时R1是多少 ？ （3）小亮想测一下该养生壶保温时的实际功率，于是他关闭了家里的其他用电器，将养生壶单独保温6min，测得家中如图丙所示的电能表转盘转了12r，则养生壶保温状态的实际功率是多少 ？ 6．（2023·广东深圳·三模）在抗击新冠肺炎疫情期间，中医为诊疗发挥了积极作用，成为世界瞩目的“中国战法”重要组成部分。袁伯伯购买了如图甲所示的智能电热中药壶（具有“加热”和“保温”两种工作状态），它的内部简化电路如图乙所示，其中只有R1为加热管（只有加热管放出的热量能被水吸收），R2为限流电阻。已知该壶的额定电压为220V，R1的阻值为40Ω，加热时的额定功率为1210W，保温时加热管R1的额定功率为160W。求： （1）加热状态工作时，电路中的电流； （2）正常工作时，保温状态电路的总功率； （3）某傍晚用电高峰期，实际电压为200V，他只让家中电热中药壶通电工作，使其处于“加热”状态6min，求电热中药壶产生的热量。    7．（2023·广东汕头·模拟预测）疫情期间不出门，众多吃货宅家自学变“厨神”，小明家购买了一款九阳空气炸锅，其额定电压为220V，定值电阻R1和R2为发热体，其中R1=44Ω；开关S1、S2、S3的通断可实现高、中、低三个挡位的调节（S1、S2不会同时闭合），只闭合S3时的中温挡，额定功率为484W。求： （1）R2的电阻； （2）高温挡正常工作2min，电流通过R1产生的电热； （3）若不计热量损失，用此空气炸锅高温挡制作葡式蛋挞，原料温度为20℃，炸熟至少需要到达190℃，求一次炸熟100g葡式蛋挞需要多少时间？[c蛋挞=3.63×103J/（kg•℃）]    8．（2023·重庆·二模）重庆去年的冬季特别冷，所以本地居民常选用一些电取暖器越冬。如图甲所示的电取暖器有“高温、中温、低温”三挡，铭牌见下表1（“高温”挡功率因磨损未知），其电路原理如图乙所示，S是自我保护开关，当电取暖器倾倒时S自动断开，切断电源保证安全。电阻，当S、闭合，断开时，电暖器为“中温”挡。在用电高峰期，家庭电路中电压会低于220V，小萃想知道高峰期的电压，她让电取暖器处于高温挡单独工作，预付费电表表盘示数使用前后如图丙所示（已知重庆居民用电单价为0.52元/）。求： 表1 XX牌电暖器 额定电压 220V 额定功率 低温挡 880W 中温挡 1540W 高温挡 （1）的阻值； （2）“高温”挡正常工作10s，电流产生的热量； （3）高峰期的实际电压为多少V。 1．（23-24九年级上·广东东莞·期中）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时，10s消耗的电能为 J，产生的热量为 J，该电动机的效率为 。 2．（23-24九年级上·广东佛山·阶段练习）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，用橡皮导管与外面装有红色液体的U形管相连。在实验中电流通过电阻产生热量的多少是通过观察 来比较的；图甲可探究电流产生的热量与 的关系；将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和 的关系。 3．（23-24九年级上·广东佛山·阶段练习）物理课上，老师把包装口香糖的锡纸中间剪掉一些，如题图乙所示，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火，这是利用了电流的 效应；已知ab段与bc段锡纸等长，请判断ab和bc段：Rab Rbc，Uab Ubc（以上两空均选填“＞”、“＝”或“＜”）。 4．（2023·广东东莞·二模）如图所示电路中，闭合开关，在甲、乙两处接上电压表时，甲、乙电表示数之比为3∶2，此时与 （填“串联”或“并联”）；若将甲、乙两处换成电流表，并将开关S断开，则甲、乙两电表示数之比为 ；若电源电压为6V，，两电表为电流表，断开开关S通电10s后，产生的电热为 J。 5．（23-24九年级上·广东揭阳·阶段练习）如图所示的电路中，电源电压恒定，R1∶R2＝2∶1。开关S闭合后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2；R1、R2的电功率分别为P1、P2；相同时间内通过R1、R2的电流做的功分别为W1、W2；相同时间内R1、R2产生的热量分别为Q1、Q2。则下列说法正确的是（      ） A．I1∶I2＝2∶1 B．P1∶P2＝2∶1 C．W1∶W2＝1∶2 D．Q1∶Q2＝2∶1 6．（2023·广东深圳·三模）如图为一款电火锅的内部简化电路，开关S闭合后，通过挡位开关可以实现高、中、低三挡加热的转换。已知电阻，高温挡功率为2400W，下列说法正确的是（　　）    A．当S闭合、转到位置2时，只有工作，为低温挡 B．当S闭合、转到位置1时，、串联，为高温挡 C．中温挡加热的功率为1600W D．当S闭合、由位置2转到位置3时，总电阻变大，总功率减小 7．（23-24九年级上·广东江门·期末）如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地用户供电，若甲地电源电压恒为U，输电线的总电阻为r，当乙地用户用电时，下列说法正确的是（　　） A．输电线上消耗的电功率为 B．用户使用的用电器两端电压为U C．当用户使用的用电器增多时，输电线的电流减小 D．当用户使用的用电器增多时，输电线上因发热损失的功率增大 8．（23-24九年级上·广东东莞·期末）某型号的电饭锅有高温和保温两挡，电路如图所示，S是温控开关，、为发热体。当电饭锅处于加热状态时，电功率为880W；当电饭锅处于保温状态时，电功率为100W。 （1）当电饭锅处于加热状态时，应将开关S接到 点。所根据的依据是什么 ？ （2）求电饭锅加热20min产生的热量 ； （3）求、的阻值 、 。 9．（2023·广东深圳·三模）我国“华为”公司是当今世界通讯领域的龙头企业，以手机为例，华为“Mate20pro“不仅采用超大容量电池，并且采用“超级快充”技术，不到半小时可把电池充达一半以上，极大方便了人们的使用。已知该电池的部分参数如表所示：    电池名称 锂离子电池 电压 容量 （1）其指纹锁“钥匙”是特定人的指纹（S1）、密码（S2）或人脸识别钥匙（S3）三者都可以单独使手机（M）解锁并工作。如图中电路设计符合要求的是 ； A．         B．   C．          D．   （2）人们在使用手机长时间通话时，手机会明显发热，一根电阻丝的电阻是，通过2A的电流时，内产生的热量是 J。损耗的能量不会转化为我们需要的能量，是因为 ； （3）两个充电器，一个标注“输出5V 600mA”，另一个标注“输出5V 4A”，其中一个是快速充电器。假设充电效率为，选用快速充电器将电池从零充满需要的时间为 s。 10．（23-24九年级上·广东惠州·期末）小惠家买了一个家用电吹风，其简化电路如图，主要技术参数如下表，电吹风在额定电压下工作，求： 热风温度 50-75℃ 额定功率 热风时：990W 冷风时：110W 额定电压 220V 质量 0.5kg （1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多少？ （2）电吹风内电动机的电阻是，电吹风吹冷风5min产生的热量是多少？ （3）电热丝工作时的电阻是多少？ 1．（2024·广东中山·三模）如图甲所示是便携式封口机，工作时利用电流的 效应，使发热电阻温度快速升高，熔化塑料包实现封口。如图乙所示是其原理电路图，封口机的电源电压是3 V，发热电阻R的阻值为1 Ω，闭合开关，则10s内产生 J的热量。若封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更 （选填“大”或“小”）的电阻。 2．（2024·黑龙江哈尔滨·模拟预测）如图所示电路，电源电压恒定不变，闭合开关后电流表、的示数如图乙和图丙所示，定值电阻的阻值为30Ω，则电源电压为 V，通电5min电流通过电阻产生的热量为 J。 3．（23-24九年级下·河南南阳·阶段练习）如图所示的电路中，电源电压恒为12V，R1为定值电阻，开关S闭合后，滑片P在滑动变阻器最右端时，电压表示数为4V，电流表的示数为1A，则此时滑动变阻器R2在1 min内产生的热量为 J，滑片P向左移动时电压表与电流表的比值 （选填“变大”“变小”或“不变”）。 4．（23-24九年级上·江苏宿迁·阶段练习）在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1、A2的示数分别为0.8A、0.3A，则该电路电源电压为 V，10s内电路消耗的电能为 J，10s内电流通过电动机产生的热量为 J，10s内电动机消耗的电能为 J。 5．（2024·山东济南·中考真题）如图所示，是“220V  15W”的LED灯和“220V  15W”的白炽灯正常工作时将电能转化为内能和光能的占比图。当两灯均正常工作时，下列说法正确的是（　　） A．灯两端的实际电压：LED灯低于白炽灯 B．相同时间产生的内能：LED灯多于白炽灯 C．相同时间消耗的电能：LED灯少于白炽灯 D．电能转化为光能的效率：LED灯高于白炽灯 6．（2024·广东汕头·二模）如图所示，材料、横截面积等均相同，长度不同的两根电阻丝串联在电路中，在它们表面涂上厚度一样的蜡，闭合开关一段时间后，会观察到（　　） A．R1上的蜡熔化得快 B．R2上的蜡熔化得快 C．R1、R2上的蜡熔化得一样快 D．无法比较 7．（2024·广东深圳·一模）母亲节时，小明买了一个如图甲所示的电热杯垫送给妈妈，电热杯垫通过USB接口供电，杯垫的简化电路如图乙所示。电热杯垫有加热和保温两挡功能，R1、R2为加热电阻，USB接口的输出电压为5V，R1电阻10Ω，加热挡的功率为7.5W。下列说法正确的是（    ）    A．同时闭合S1、S2时为保温挡 B．保温挡功率为5W C．R2电阻为5Ω D．用加热挡工作10min，产生的热量是75J 8．（24-25九年级上·吉林长春·期中）如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 (1)实验中通过观察 的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是 （填序号）； ①比较不同物质的吸热能力 ②探究电流与电压、电阻的关系 (2)闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示。表明在电流和通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多； (3)乙图中与并联，目的是使通过与的 不同； (4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因是： 。 9．（2024·江苏苏州·二模）3D打印笔是具有立体绘画功能的画笔，如图甲所示，通电后笔内电阻丝发热使笔内绘画材料熔化，电源电压恒为5V，打印笔工作有高温挡和低温挡两个挡位，高温挡和低温挡的功率比为，R1=5Ω，忽略电阻丝阻值随温度变化。求： (1)处于低温挡时，电路中的电流大小； (2)处于高温挡时，通电1min，R2产生的热量。 10．（2024·陕西汉中·二模）图甲是一款多功能暖菜板，为防止桌面被烫坏，内置了风扇，其简化电路图如图乙所示，R1、R2为电热丝（阻值不变），R1=24.2Ω。闭合开关S1，只有内置风扇工作时，功率为100W；当板上食品降温到50℃时，S2可自动切换让菜板进行保温，保温时电热丝的总功率为500W；当板上食品降温到20℃时，S2会再次切换让菜板进行加热。问： (1)暖菜板加热饭菜是利用电流的 效应工作的；保温时，S2应接到位置 （选填“1和2”“2和3”或“3和4”）之间； (2)在加热状态时，暖菜板正常工作4min产生的热量可使3kg、20℃的汤温度升高到40℃，则暖菜板加热效率是多少？[汤的比热容取4.0×103J/(kg·℃)] (3)某次吃饭过程中，暖菜板（正常工作）上菜肴温度随时间的变化情况如图丙所示，若电费为0.5元/度，则该过程中消耗的电费是多少？ 11．（2024·陕西渭南·二模）如表所示为一款电饭煲的铭牌，其简化电路如图所示，其中、为电热丝（阻值不变）。使该电饭煲在加热挡正常工作500s，可以将2kg的粥从20℃加热到86℃。[粥的比热容为] 电饭煲 额定电压 220V 产品型号 DFB-2403 额定频率 50Hz 保温功率 440W 额定容积 5.0L 加热功率 1320W (1)电饭煲是利用电流的 效应工作的；只闭合开关S1，电饭煲处于 （选填“加热”或“保温”）挡。 (2)的电阻大小是多少？ (3)电饭煲加热粥的过程中的加热效率是多少？ 原创精品资源学科网独家享有版权，侵权必究！6 学科网（北京）股份有限公司 $$