期末必刷常考题：焦耳定律--2024-2025学年上学期初中物理（人教版）九年级

2024-2025学年上学期初中物理人教新版九年级期末必刷常考题之焦耳定律 一．选择题（共8小题） 1．（2023秋•平潭县期末）下列利用电流热效应工作的用电器是（　　） A．电风扇 B．电视 C．洗衣机 D．电饭煲 2．（2023秋•洪山区期末）小如用如图装置“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，两个相同透明容器中分别接入了电阻丝R1和R2且密封着等量的空气，并与装有相同液体的U形管相连通，电阻丝R3与图中电阻丝R2并联置于容器外，将导线a和b接入电路进行实验，下列说法错误的是（　　） A．实验时U形管中液面高度没有变化，一定是电路中某处断路 B．该装置可以探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 C．若R1和R2的阻值相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系 D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则可去掉R3，使R1和R2电阻不同 3．（2024•武昌区校级模拟）2024年4月24日，以“极目楚天，共襄星汉”为主题的“中国航天日”主场活动在武汉成功举办。下列关于航空航天任务中涉及的物理知识的说法中，不正确的是（　　） A．新一代长征系列火箭的发射普遍选用液氢、煤油等作为燃料，利用了它们的热值较大 B．制造“祝融弓”火星车的部分材料选用合金，利用了其密度比较小 C．“玉兔号”月球车从月球采集的样本带回地球后质量变小 D．为减少中国空间站中电路的发热消耗，应选用电阻较小的材料制作导线 4．（2024•新城区模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．R1两端的电压与通过R1的电流成反比 B．电源电压为8V C．当滑片P在b端时，通电10s，R1产生的热量为8J D．滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变电阻大小的 5．（2024•前郭县校级一模）小明家购买一台电饭煲，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而电饭煲仍正常工作，发生这一现象的原因可能是（　　） A．电压太高 B．电源线太短 C．电源线太粗 D．电源线太细 6．（2024春•鲤城区校级月考）历史上最先确定了电流产生的热量跟电流，电阻和通电时间的定量关系的是（　　） A．欧姆 B．牛顿 C．安培 D．焦耳 7．（2024•项城市校级模拟）如图所示，电源电压恒为4V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”的字样（灯丝电阻不变），闭合开关后调节滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的电阻为7.5Ω B．滑动变阻器的阻值变化范围是3～15Ω C．向右移动滑动变阻器的滑片，电压表V1与电流表A的示数之比不变 D．让小灯泡正常发光1min，滑动变阻器产生的电热为12J 8．（2024•荔城区校级模拟）将两根发热电阻丝R1、R2串联起来接在电路中，如图所示，若R1＜R2，经过足够长的时间，则先被点燃的火柴是（　　） A．火柴甲 B．火柴乙 C．同时点燃 D．无法确定 二．填空题（共5小题） 9．（2023秋•金水区校级期末）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。实验中通过比较U形管内液面的 　 　，来比较导体产生热量的多少；相同时间内，电流通过R1产生的热量与通过R2产生的热量之比为 　 　。 10．（2023秋•平潭县期末）英国物理学 　 　发现了电流热效应的定律，生产生活中的 　 　（选填“电磁起重机”“节能台灯”或“电热毯”）主要是利用电流热效应工作的。 11．（2023秋•洪山区期末）如图甲所示，多芯线是生产、生活中常用的导线，由多根细导线制成。多芯线的电阻远 　 　（选填“大于”或“小于”）每根细导线的电阻，多芯线接入电路时各根导线之间的连接方式是 　 　。家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来使用，如图乙所示，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾，原因是通电时连接处的电阻比别处的电阻较 　 　，在相同时间内产生的热量较 　 　。 12．（2024秋•二道区校级期中）如图所示是定值电阻R和小灯泡L的I﹣U图象，已知小灯泡的额定电压是2V，小灯泡的额定电功率是 　 　W；若将图中的R和L串联接在5V的电源上工作10s，则定值电阻R产生的热量是 　 　J。 13．（2024•威远县校级二模）如图甲为宾馆的房卡，把房卡插入槽中，房内的用电器才能工作。插入房卡相当于闭合电路中的 　 　。电吹风吹热风时电动机运用了电流的磁效应，电热丝利用了电流的 　 　效应。 三．实验探究题（共1小题） 14．（2024秋•二道区校级期中）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R3与R2并联，目的是使通过R1与R2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：　 　。 四．计算题（共1小题） 15．（2024秋•肇东市期中）如图为某型号电汤锅电路原理图，虚线框内的R、R2为两个加热电阻，在电路中可以实现加热和保温功能。用电器加热电阻R的额定电压为220V。加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时红色指示灯亮，当达到一定温度时，温控开关S自动跳接到c，使用电器处于保温状态，此时绿色指示灯亮（绿灯电阻不计）；加热电阻R在加热状态和保温状态时的功率之比为9：1。红灯标有“12V，3W”的字样，用电器工作时两灯均正常发光。求： （1）红灯正常发光时的电阻R红； （2）电阻R1的阻值； （3）当用汤锅处于加热状态时，将4L水温度升高50℃用时14min，设此过程中加热电阻产生的热量全部被水吸收。求加热电阻R的额定加热功率和加热电阻R2的阻值。（已知：c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3） 2024-2025学年上学期初中物理人教新版九年级期末必刷常考题之焦耳定律 参考答案与试题解析 一．选择题（共8小题） 1．（2023秋•平潭县期末）下列利用电流热效应工作的用电器是（　　） A．电风扇 B．电视 C．洗衣机 D．电饭煲 【考点】电流的热效应．版权所有 【专题】应用题；中考物理专题；应用能力． 【答案】D 【分析】电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子。 【解答】解：AC、电风扇和洗衣机工作时，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、电视机工作时，主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故B不符合题意； D、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D符合题意。 故选：D。 【点评】本题主要考查学生对电流的热效应，以及电能和其它形式能的相互转化，利用热效应工作的电器特点是把电能主要转化成内能，是一道基础题。 2．（2023秋•洪山区期末）小如用如图装置“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，两个相同透明容器中分别接入了电阻丝R1和R2且密封着等量的空气，并与装有相同液体的U形管相连通，电阻丝R3与图中电阻丝R2并联置于容器外，将导线a和b接入电路进行实验，下列说法错误的是（　　） A．实验时U形管中液面高度没有变化，一定是电路中某处断路 B．该装置可以探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 C．若R1和R2的阻值相等，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系 D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则可去掉R3，使R1和R2电阻不同 【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素．版权所有 【专题】电与热、生活用电；分析、综合能力． 【答案】A 【分析】（1）U形管中液面的高度没有变化，可能是电路中某处断路，也可能是U形管漏气。 （2）电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关，根据控制变量法分析。 【解答】解：A、实验时若U形管中液面的高度没有变化，可能是电路中某处断路，也可能是U形管密封不严，有漏气的现象，故A错误。 B、该装置通电时间改变，观察一个电阻丝，电流和电阻不变，改变时间，故可以探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故B正确； C、若R1和R2阻值相等，由于并联分流，使得通过容器内的两个电阻的电流不同，所以能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，故C正确； D、若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，必须控制电流相等，故二者串联，则可去掉R3，使得电流相等，同时使R1和R2电阻不同，故D正确。 故选：A。 【点评】此题主要考查的是学生对“电流通过导体产生的热量与什么因素有关的”实验的理解和掌握，注意控制变量法和转换法的运用。 3．（2024•武昌区校级模拟）2024年4月24日，以“极目楚天，共襄星汉”为主题的“中国航天日”主场活动在武汉成功举办。下列关于航空航天任务中涉及的物理知识的说法中，不正确的是（　　） A．新一代长征系列火箭的发射普遍选用液氢、煤油等作为燃料，利用了它们的热值较大 B．制造“祝融弓”火星车的部分材料选用合金，利用了其密度比较小 C．“玉兔号”月球车从月球采集的样本带回地球后质量变小 D．为减少中国空间站中电路的发热消耗，应选用电阻较小的材料制作导线 【考点】焦耳定律的应用；质量的概念与特性；密度在生产、生活中的应用；燃料热值的概念．版权所有 【专题】能源的利用与发展；科学探究能力． 【答案】C 【分析】火箭燃料选择热值较大的，燃烧同等质量的燃料释放的热量更多； 火星车体积一定，材料密度小，质量小； 质量是物体的属性，不随位置、状态改变而改变； 根据Q＝I2Rt，其他情况相同，电阻小发热少。 【解答】解：A．新一代长征系列火箭的发射普遍选用液氢、煤油等作为燃料，利用了它们的热值较大，燃烧同等质量的燃料释放的热量更多，故A正确，不符合题意； B．制造“祝融弓”火星车的部分材料选用合金，体积一定，材料密度小，质量小，更轻巧，故B正确，不符合题意； C．质量与位置无关，“玉兔号”月球车从月球采集的样本带回地球后质量不变，故C不正确，符合题意； D．根据焦耳定律可知，应选用电阻较小的材料制作导线，可以减少中国空间站中电路的发热消耗，故D正确，不符合题意。 故选：C。 【点评】本题是与现代科技相关的综合题，涉及到的物理量较多，但是难度不太大。 4．（2024•新城区模拟）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　） A．R1两端的电压与通过R1的电流成反比 B．电源电压为8V C．当滑片P在b端时，通电10s，R1产生的热量为8J D．滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变电阻大小的 【考点】焦耳定律的简单计算；滑动变阻器的原理；欧姆定律在图像中的应用．版权所有 【专题】应用题；欧姆定律；电与热、生活用电；应用能力． 【答案】C 【分析】（1）R1是定值电阻，根据欧姆定律分析判断通过R1的电流与其两端电压的关系； （2）由图甲可知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流，分析滑片在a、b端时电路中的电流和电压，结合图像根据串联电路特点和欧姆定律列式表示出电源电压，联立方程即可求得电源电压和R1的值； （3）根据焦耳定律计算滑片P在b端时，通电10s，R1产生的热量； （4）滑动变阻器原理：通过改变连入电路中电阻丝的长度来改变电阻。 【解答】解：A．R1是定值电阻，由欧姆定律可知，当电阻一定时，通过导体的电流与导体两端的电压成正比，即通过R1的电流与R1两端的电压成正比，故A错误； B．由电路图知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，电流表测电路中电流， 当滑片在b端时，R2接入电路的电阻最大，电路中总电阻最大，电流最小，由图像知，电路的最小电流I小＝0.2A，此时R2两端电压U2＝8V， 由串联电路特点和欧姆定律有： U＝I小R1+U2＝0.2A×R1+8V•••① 当滑动变阻器滑片在a端时，只有R1接入电路，此时电路中电阻最小，电流最大，由图像知，电路的最大电流I大＝0.6A，电源电压不变，则 U＝I大R1＝0.6A×R1•••② 解①②可得：R1＝20Ω，U＝12V，故B错误； C．当滑片P在b端时，电路的最小电流I小＝0.2A，通电10s，R1产生的热量： Q1＝I小2R1t＝（0.2A）2×20Ω×10s＝8J，故C正确； D．滑动变阻器在使用时，通过移动滑片改变接入电路中电阻丝的长度，从而改变电阻大小，故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查了滑动变阻器原理的认识、串联电路特点以及欧姆定律的理解和应用，要能将图像与电路图结合起来，并获取有用信息。 5．（2024•前郭县校级一模）小明家购买一台电饭煲，在使用时闻到橡胶的焦糊味，用手摸其电源线发现很热，而电饭煲仍正常工作，发生这一现象的原因可能是（　　） A．电压太高 B．电源线太短 C．电源线太粗 D．电源线太细 【考点】焦耳定律的简单计算．版权所有 【专题】定性思想；电与热、生活用电；应用能力． 【答案】D 【分析】由Q＝I2Rt可知，电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间有关，电饭锅跟导线串联在一起，因此通电时间和电流大小相等时，插头处电源线发现很热，说明此处电阻大。电阻的大小又与导线的长度和粗细有关，导线越长、越小电阻越大。 【解答】解：电饭煲与电源线串联，流过它们的电流和通电时间相等，由Q＝I2Rt可知，电源线很热，说明电源线电阻产生的热量多，电源线电阻比较大。导体的电阻与导体材料、导体长度、导体横截面积有关，电饭煲电源线的材料、长度一定，电阻较大，是因为电源线横截面积太小，电源线太细造成的。 故选：D。 【点评】灵活运用影响电阻的因素是解本题的关键。导体的电阻与导体的材料、导体长度、导体横截面积有关，在材料一定时，导体越长，横截面积越小，导体电阻越大。 6．（2024春•鲤城区校级月考）历史上最先确定了电流产生的热量跟电流，电阻和通电时间的定量关系的是（　　） A．欧姆 B．牛顿 C．安培 D．焦耳 【考点】焦耳定律的应用．版权所有 【专题】电与热、生活用电；应用能力． 【答案】D 【分析】焦耳最先确定了电流产生的热量跟电流，电阻和通电时间的定量关系，即焦耳定律。 【解答】解：历史上，焦耳最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系，即焦耳定律：Q＝I2Rt，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选：D。 【点评】本题考查物理学史，难度不大。 7．（2024•项城市校级模拟）如图所示，电源电压恒为4V，滑动变阻器的规格为“20Ω 1A”，小灯泡上标有“2.5V 1.25W”的字样（灯丝电阻不变），闭合开关后调节滑动变阻器的滑片，在保证各元件安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A．小灯泡的电阻为7.5Ω B．滑动变阻器的阻值变化范围是3～15Ω C．向右移动滑动变阻器的滑片，电压表V1与电流表A的示数之比不变 D．让小灯泡正常发光1min，滑动变阻器产生的电热为12J 【考点】焦耳定律推导公式的应用；动态电路的分析；欧姆定律的应用．版权所有 【专题】欧姆定律；分析、综合能力． 【答案】C 【分析】（1）根据P＝计算灯泡的电阻； （2）根据灯泡最大电压等于额定电压，结合欧姆定律和串联电路的特点计算电路中的电流和滑动变阻器的最小电阻； （3）根据欧姆定律结合灯丝电阻不变分析； （4）根据额定电流结合Q＝W＝UIt计算。 【解答】解：A．小灯泡上标有“2.5V 1.25W”的字样，根据P＝知，小灯泡的电阻为 ；故A错误； B．小灯泡两端电压最大为2.5V，小灯泡灯丝电阻不变，此时，电路中电流最大，滑动变阻器接入电路的阻值最小，此时电路中的电流为 ； 根据串联电流的特点知，滑动变阻器两端的电压为 U滑＝U﹣U额＝4V﹣2.5V＝1.5V； 此时，滑动变阻器接入电路的电阻为 ； 滑动变阻器的最大阻值为20Ω，故滑动变阻器的阻值变化范围是3～20Ω，故B错误； C．滑动变阻器向右移动滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻减小，根据串联分压的原理，滑动变阻器分配的电压减小，即电压表V2示数减小，小灯泡两端电压变大，即V1示数变大，此时，电路中的总电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律可知，电路中电流变大，即电流表示数变大，小灯泡阻值不变，即灯泡两端电压与电路电流的比值不变，故电压表V1与电流表A的示数之比不变，故C正确； D．小灯泡正常发光时的电流为 ； 串联电路的总电压等于各部分电压之和，此时，滑动变阻器两端电压为 U滑＝U﹣U额＝4V﹣2.5V＝1.5V； 小灯泡正常发光1min，滑动变阻器产生的电热为 Q＝U滑It＝1.5V×0.5A×60s＝45J；故D错误。 故选：C。 【点评】本题考查电功率与电路安全以及焦耳定律，属于中档题。 8．（2024•荔城区校级模拟）将两根发热电阻丝R1、R2串联起来接在电路中，如图所示，若R1＜R2，经过足够长的时间，则先被点燃的火柴是（　　） A．火柴甲 B．火柴乙 C．同时点燃 D．无法确定 【考点】焦耳定律的应用．版权所有 【专题】电能和电功率；理解能力． 【答案】B 【分析】根据焦耳定律Q＝I2Rt分析，当电流和通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多。 【解答】解：R1＜R2，两电热丝R1、R2串联，所以通过它们的电流和通电时间都相同；根据焦耳定律Q＝I2Rt可知Q1＜Q2，电炉丝R2的温度高，火柴先被点燃。 故选：B。 【点评】本题考查电流通过导体时产生的热量与电阻之间的关系，是一道很好的题目。 二．填空题（共5小题） 9．（2023秋•金水区校级期末）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。实验中通过比较U形管内液面的 　高度差　，来比较导体产生热量的多少；相同时间内，电流通过R1产生的热量与通过R2产生的热量之比为 　4：1　。 【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素；焦耳定律的比例计算．版权所有 【专题】电与热、生活用电；分析、综合能力． 【答案】高度差；4：1。 【分析】电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，通过转换法间接得到导体通电后产生热量的多少；知道电流、电阻和通电时间关系，根据Q＝I2Rt比较产生的热量。 【解答】解：电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但密封气体的温度变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法； 图乙装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联， 根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右＝I左，两个5Ω的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I内+I外，烧瓶内外的电阻值都是5Ω，阻值相等，并联电压相等，则内外电流相等，故左侧电阻的电流是右侧盒内电阻的电流2倍，即电流之比为2：1，根据Q＝I2Rt知，电阻和通电时间相同，故热量之比为4：1。 故答案为：高度差；4：1。 【点评】本题考查电流产生热量的探究与焦耳定律的应用，属于中档题。 10．（2023秋•平潭县期末）英国物理学 　焦耳　发现了电流热效应的定律，生产生活中的 　电热毯　（选填“电磁起重机”“节能台灯”或“电热毯”）主要是利用电流热效应工作的。 【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素．版权所有 【专题】定性思想；电与热、生活用电． 【答案】见试题解答内容 【分析】电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电热毯、电灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子。 【解答】解： （1）英国物理学焦耳发现了电流的热效应，定量得出了电能和热能之间的转换关系； （2）电磁起重机是利用电流的磁效应制成的，不符合题意； 节能台灯一般是用发光二极管做成的，工作时把电能主要转化为光能，不是利用电流热效应工作的，不符合题意； 电热毯是利用电流流过导体时发热而工作的，应用了电流的热效应，符合题意。 故答案为：焦耳；电热毯。 【点评】本题考查物理常识和电流的热效应，主要考查学生对所学物理知识的灵活运用能力。 11．（2023秋•洪山区期末）如图甲所示，多芯线是生产、生活中常用的导线，由多根细导线制成。多芯线的电阻远 　小于　（选填“大于”或“小于”）每根细导线的电阻，多芯线接入电路时各根导线之间的连接方式是 　并联　。家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来使用，如图乙所示，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾，原因是通电时连接处的电阻比别处的电阻较 　大　，在相同时间内产生的热量较 　多　。 【考点】焦耳定律的应用；电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系．版权所有 【专题】应用题；电和热综合题；应用能力． 【答案】小于；并联；大；多。 【分析】影响电阻大小的因素：导体长度、导体横截面积、材料和温度，电阻并联相当于增加了电阻的横截面积，横截面积越大，电阻越小； 导线相互连接处接触不好，导致电阻较大，根据Q＝I2Rt，通过导体的电流相等、通电时间相等，连接处产生的热量较多。 【解答】解：①多芯线是由多根细导线绕制而成，且各根细导线之间是并联的，并联相当于增大了导体的横截面积，多芯线的电阻远小于每根细导线的电阻，故答案为： ②在家庭电路中，导线相互连接处接触不好，导致电阻较大； 根据Q＝I2Rt，通过导体的电流相等、通电时间相等，因为连接处的电阻较大，所以连接处产生的热量较多，因此连接处往往比别处更容易发热，会加速导线老化。 故答案为：小于；并联；大；多。 【点评】本题考查了影响电阻大小的因素和对焦耳定律的理解，难度适中。 12．（2024秋•二道区校级期中）如图所示是定值电阻R和小灯泡L的I﹣U图象，已知小灯泡的额定电压是2V，小灯泡的额定电功率是 　1.2　W；若将图中的R和L串联接在5V的电源上工作10s，则定值电阻R产生的热量是 　16　J。 【考点】焦耳定律的简单计算；电功率的综合计算．版权所有 【专题】定量思想；电与热、生活用电；应用能力． 【答案】1.2；16。 【分析】将定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上，根据串联电路的电流和电压特点结合图象可知电路中的电流，根据Q＝W＝UIt得出定值电阻R产生的热量。 【解答】解：已知小灯泡的额定电压是2V，从图中可知小灯泡的额定电流为0.6A，根据P＝UI可知小灯泡的额定电功率是PL＝ULIL＝2V×0.6A＝1.2W； 将定值电阻R和小灯泡L串联接在5V的电源上， 根据串联电路的电流特点和电压特点可知，通过定值电阻R和小灯泡L的电流相等，电压之和为5V， 由图象可知，当电流为0.4A时，定值电阻两端的电压为4V，小灯泡两端的电压为1V，满足要求， 工作10s，定值电阻R产生的热量是： Q＝W＝URIRt＝4V×0.4A×10s＝16J。 故答案为：1.2；16。 【点评】本题考查电功率和电能的计算，是一道综合题。 13．（2024•威远县校级二模）如图甲为宾馆的房卡，把房卡插入槽中，房内的用电器才能工作。插入房卡相当于闭合电路中的 　开关　。电吹风吹热风时电动机运用了电流的磁效应，电热丝利用了电流的 　热　效应。 【考点】电流的热效应；电路的组成部分．版权所有 【专题】电与热、生活用电；应用能力． 【答案】开关；热。 【分析】房卡相当于电路中的开关；电热器是利用电流的热效应来工作的，将电能转化为内能。 【解答】解：只有把房卡插入槽中，房间内的灯和插座才能有电，这说明：房卡可以控制房间内的灯和插座，所以房卡相当接在干路上的开关。 电热丝工作时，将电能转化为内能，利用电流的热效应。 故答案为：开关；热。 【点评】本题考查的是电路的组成和电流的热效应，属于基础题目。 三．实验探究题（共1小题） 14．（2024秋•二道区校级期中）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 　U形管中液面高度差　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 　①　（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，　电阻　越大，产生的热量越多。 （3）乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的 　电流　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：　电阻R3断路　。 【考点】探究影响电流通过导体时产生热量的因素；电阻产生热量多少的表现；电流产生的热量与电阻的关系．版权所有 【专题】定性思想；探究型实验综合题；科学探究能力． 【答案】（1）U形管中液面高度差； ①；（2）电阻；（3）电流；（4）电阻R3断路。 【分析】（1）电阻丝产生的热量不易直接观察，可给等质量的气体加热，气体吸热越多，气体膨胀程度越大，U形管内的液面高度差越大，采用了转换法； 逐一分析每个选项，找出符合题意的答案； （2）在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多； （3）根据并联电路的电流规律分析R3与R2并联的目的； （4）可从电阻丝R3断路分析。 【解答】解：（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形管液面高度的变化来反映电阻产生热量的多少； ①在比较不同物质的吸热能力的实验中，通过温度计示数的变化反映物质吸热能力的大小，这用到了转换法，故①符合题意； ②在探究电流与电压、电阻的关系时采用控制变量法，故②不符合题意； （2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，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，故可以得出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）图乙装置中，R1＝R2＝R3，其中R3与R2并联，根据并联电路的电流关系可知，通过R1的电流等于通过R2和R3的电流之和，故目的是使通过R1和R2的电流不相等； （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，说明左右两侧产生的热量相同，因为R1＝R2，且R1和R2产生的热量相同，说明R3中没有电流，故可能电阻R3断路了。 故答案为：（1）U形管中液面高度差； ①；（2）电阻；（3）电流；（4）电阻R3断路。 【点评】本题研究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”，考查控制变量法和转换法的运用、串并联电路电流的规律、反常现象的分析、连通器的识别及焦耳定律的应用，综合性较强。 四．计算题（共1小题） 15．（2024秋•肇东市期中）如图为某型号电汤锅电路原理图，虚线框内的R、R2为两个加热电阻，在电路中可以实现加热和保温功能。用电器加热电阻R的额定电压为220V。加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时红色指示灯亮，当达到一定温度时，温控开关S自动跳接到c，使用电器处于保温状态，此时绿色指示灯亮（绿灯电阻不计）；加热电阻R在加热状态和保温状态时的功率之比为9：1。红灯标有“12V，3W”的字样，用电器工作时两灯均正常发光。求： （1）红灯正常发光时的电阻R红； （2）电阻R1的阻值； （3）当用汤锅处于加热状态时，将4L水温度升高50℃用时14min，设此过程中加热电阻产生的热量全部被水吸收。求加热电阻R的额定加热功率和加热电阻R2的阻值。（已知：c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ水＝1.0×103kg/m3） 【考点】电热的综合计算．版权所有 【专题】定量思想；电和热综合题；应用能力． 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）根据P＝算出红灯正常发光时的电阻； （2）加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时此时外围电路中电阻R1和红灯串联，红色指示灯亮，且正常发光，根据I＝算出额定电流，根据欧姆定律和串联电路电流、电压的规律算出电阻R1的阻值； （3）根据m＝ρV算出水的质量，根据Q＝cmΔt算出水吸收的热量，因为加热电阻产生的热量全部被水吸收，所以W＝Q吸＝Pt算出加热功率，根据P＝算出电阻R； 根据加热电阻R在加热状态和保温状态时的功率之比为9：1，算出保温时R的电功率， 根据P＝I2R算出保温时的电流，由欧姆定律算出保温时R与R2的总电阻，由串联电路电阻的规律算出加热电阻R2的阻值。 【解答】解： （1）根据P＝知，红灯正常发光时的电阻为： R红＝＝＝48Ω； （2）加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时外围电路中电阻R1和红灯串联，红色指示灯亮，且正常发光， 根据P＝UI知，通过红灯的电流：I＝＝＝0.25A； 根据串联电路电压的规律可得，电阻R1两端的电压：U1＝U﹣UL红＝220V﹣12V＝208V， 因为串联电路电流处处相等知：I1＝I＝0.25A， 电阻R1的阻值：R1＝＝＝832Ω； （3）根据ρ＝知， 4L水的质量为：m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×4×10﹣3m3＝4kg， 水吸收的热量为：Q吸＝c水mΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×4kg×50℃＝8.4×105J， 因为加热电阻产生的热量全部被水吸收，所以加热时消耗的电能W＝Q吸＝8.4×105J， 加热功率（即加热电阻R的额定功率）：P加热＝＝＝1000W， 根据P＝知，加热电阻R的阻值：R＝＝＝48.4Ω； 因为加热电阻R在加热状态和保温状态时的功率之比为9：1， 所以保温时R的电功率为PR保温＝W， 温控开关S跳接到c时，用电器处于保温状态，此时R与R2串联（绿灯电阻不计）， 根据P＝I2R得，保温时电路的电流为： I保温＝＝＝A， 保温时R与R2的总电阻为： R总＝＝＝145.2Ω， 则加热电阻R2的阻值为： R2＝R总﹣R＝145.2Ω﹣48.4Ω＝96.8Ω。 答：（1）红灯正常发光时的电阻R红为48Ω； （2）电阻R1的阻值为832Ω； （3）加热电阻R的额定加热功率为1000W，加热电阻R2的阻值为96.8Ω。 【点评】本题考查了电功率公式、欧姆定律、密度公式、吸热公式、电功公式、电功率公式的综合应用，以及串联电路电压、电流的规律等知识，是一道综合题，有一定的难度。 考点卡片 1．质量的概念与特性 【知识点的认识】 物体所含物质的多少叫质量，通常用字母m表示，是度量物体在同一地点重力势能和动能大小的物理量，是描述物体的惯性的物理量，是决定物体受力时运动状态变化难易程度的唯一因素． 质量是物体的一种基本属性，与物体的状态、形状、温度、所处的空间位置的变化无关．单位不同于重量．质量大，物体含有物质多；质量小，物体含有物质少． 【命题方向】 命题角度①：质量大小的变化；②质量是物体的一种属性。 例：我国航天事业高速发展！2022年12月4日，神舟十四号载人飞船返回舱成功着陆东风着陆场。神舟十四号航天员穿着的航天服从空间站返回地面后，其质量（　　） A.变大 B.变小 C.不变 D.无法判断 分析：物体所含物质的多少叫质量。质量是物体本身的一种属性，与物体的形状、状态、位置和温度无关。 解析：解：神舟十四号航天员穿着的航天服从空间站返回地面后，位置发生变化，所含物质的多少不变，其质量不变。 故选：C。 点评：理解质量的概念，掌握质量是物质的一种属性，它不随物体的形状、位置、状态、温度的改变而改变是解答此题的关键。 【解题方法点拨】 概念性知识，牢记即可。 2．密度在生产、生活中的应用 【知识点的认识】 密度的特殊用途：密度的特殊用途密度的特殊用途是根据需要选取不同密度的物质作产品的原材料．铅可用作网坠，铸铁用作落地扇的底座、塔式起重机的压铁等，都是冈为它们的密度比较大．铝合金用来制造飞机，玻璃钢用来制造汽车的外壳，泡沫塑料用来制作救生器件，氢气、氦气是气球的专用充气材料等，都因为它们的密度比较小． 【命题方向】 考查密度在生产、生活中的应用。 例：铝合金材料在生活中有广泛的应用。室内推拉门门框多用铝合金制成，因为铝合金　密度　小，质量小，推拉更轻便。铝合金的缺点是　熔点　低，不耐高温。 分析：（1）根据m＝ρV可知，体积相同的不同物质，质量与密度成正比。 （2）晶体在熔化时的温度叫做晶体的熔点。 解析：解：室内推拉门门框多用铝合金制成，因为铝合金密度小，质量小，推拉更轻便。 根据铝合金不耐高温可知，其缺点是熔点低。 故答案为：密度；熔点。 点评：本题考查的是学生对密度公式的正确理解和应用、熔点的概念，属于基础知识考查，难度不大。 【解题方法点拨】 解答时除了注意解答计算题的方法，还要在学习中多联系实际，平时多留意与密度相关的现象，学会用分析法分析问题． 3．燃料热值的概念 【知识点的认识】 燃料热值的理解 （1）燃料的热值在数值上等于1kg某种燃料完全燃烧放出的热量。 （2）“某种燃料”说明热值与燃料的种类有关。 （3）“完全燃烧”的含义是烧完、烧尽。 （4）热值反映了所有能燃烧的物质的一种性质，反映了不同燃料在燃烧过程中，化学能转化为内能本领的大小，也就是说，热值是燃料本身的一种性质，它只与燃料的种类有关，与燃料的形态、质量、体积、是否完全燃烧、放出热值多少均没关系。 （5）计算气体燃料完全燃烧时放出的热量用Q放＝Vq。 4．电路的组成部分 【知识点的认识】 （1）电路的组成：电路是由提供电能的电源、消耗电能的用电器、控制电路通断的开关和输送电能的导线四部分组成，缺少或不完整都会影响电路的正常工作． （2）电路各部分的作用 电源：提供电能的装置，它保证电路中有持续电流，工作时将其他形式的能转化为电能 用电器：用电来工作的设备，工作时将电能转化为其他形式的能． 开关：用来接通或断开电路，起控制电路的作用 导线：导线将电源、用电器、开关连接起来，形成让电荷移动的通路． 【命题方向】 通常以各元件在电路中的作用出题，电路中必须包含电源、用电器、开关和导线。 例：图中的电路正确的是（　　） A. B. C. D. 分析：一个最基本的电路是由电源、用电器、开关、导线组成的。 解析：解：A、电路少电源，故A错误； B、电路中各元件齐全，电流不经用电器直接回负极，发生短路，会烧坏电源，故B错误； C、电路中少开关，故B错误； D、电路中各元件齐全，且闭合开关，灯泡能正常工作，故D正确。 故选：D。 点评：本题考查了电路的基本连接方式的判断，属电学的最基础的知识，是我们应熟练掌握的。 【解题方法点拨】 知道电路是由电源、开关、导线和用电器组成的，知道各元件在电路中的作用是解题的关键． 5．电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系 【知识点的认识】 导体的电阻大小与导体的长度、横截面积、材料以及温度等因素密切相关。其电阻值可以通过公式R＝ρ*L/S表示，其中R为电阻值，ρ为电阻率，L为导体长度，S为导体横截面积。 （1）导体长度对电阻的影响：导体长度越长，电阻越大。当电流通过导体时，需克服导体本身的电阻产生的阻力，因此长度增加会导致电流通过的路径变长，从而增大电阻的阻力，使电阻值增加。 （2）导体横截面积对电阻的影响：导体横截面积越大，电阻越小。横截面积增大会减小电流通过的路径阻力，使电流更容易通过导体，因此电阻会减小。 （3）导体材料对电阻的影响：不同材料的导体具有不同的电阻率，电阻率越大，电阻就越大。常见金属导体的电阻率较小，较好地导电，而半导体和绝缘体通常具有较大的电阻率，其导体电阻较高。 （4）温度对电阻的影响：一般情况下，大多数金属导体的电阻随温度的升高而增大，这与杂质的影响以及晶格结构的变化有关。不过，也存在一些特殊材料，如热敏电阻体，在一定温度范围内，其电阻值会随温度升高而减小。 【命题方向】 考查电阻大小与导线长度、横截面积、材料之间的关系以及通过具体现象分析影响电阻大小的因素。 例：小明将一片口香糖锡纸剪成如图甲所示的形状，其中AB和CD段等长。将锡纸条（带锡的一面）两端连接干电池正、负极，如图乙所示，由于被短路，电流较　大　，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。正常情况下，　AB　（填“AB”或“CD”）段会先着火。 分析：（1）短路时电流过大，串联电路中，电流处处相等； （2）导体电阻的大小跟导体的长度、横截面积、材料和温度有关；根据Q＝I2Rt分析判断产生热量较多的是哪一段，即先着火的那一段。解析：解：将锡纸条（带锡的一面）两端连接干电池正、负极，如图乙所示，由于被短路，电流较大，AB和CD段锡纸串联电路中，因串联电路中的电流处处相等，所以通过AB和CD段的电流相等，在材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大，由图知，AB段的横截面积小于CD段的横截面积，所以AB段的电阻大于CD段的电阻，根据Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间一定时，AB段产生的热量多，温度高，先着火。 故答案为：大；AB。 点评：本题考查了短路的特点、串联电路的特点、影响电阻大小的因素、焦耳定律等的应用，是理论联系实际的好题。 【解题方法点拨】 导体电阻的大小与导体的长度成正比，与导体的横截面积成反比，长度越长，电阻越大，横截面越大，电阻越小。 6．滑动变阻器的原理 【知识点的认识】 滑动变阻器原理：通过改变连入电路中电阻线的长度来改变电阻．（注意“连入电路中的”） 【命题方向】 通常以选择题或填空题考查滑动变阻器的原理，是通过什么样的方式改变电阻。 例：滑动变阻器可以改变接入电路中电阻的大小。使用时移动滑片，改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的（　　） A.材料 B.横截面积 C.长度 D.电流方向 分析：滑动变阻器的工作原理：改变连入电路电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，从而改变电路中的电流。 解析：解：滑动变阻器的工作原理：改变连入电路电阻丝的长度，改变连入电路的电阻，从而改变电路中的电流；使用时移动滑片，改变的是滑动变阻器接入电路中电阻丝的长度，故C正确，ABD错误。 故选：C。 点评：本题考查滑动变阻器的原理，属于基础题，难度很小。 【解题方法点拨】 理解滑动变阻器的工作原理。 7．动态电路的分析 【知识点的认识】 （1）明确引起电路动态变化的原因，即是由热敏电阻、光敏电阻、滑动变阻器等引起的 （2）明确元件变化时，接入电路的各部分电阻如何变化 （3）明确电源的电压是否保持不变 （4）从串联电路或并联电路中电流、电压的规律及欧姆定律中选择一条判断电路中电流或某一元件两端的电压的变化情况。 【命题方向】 电路的动态分析问题，是中考必出的问题，应加强训练，此类习题规律性较强，一旦掌握很容易得分。 例：闭合如图所示电路的开关，将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中（　　） A.灯泡的亮度变小 B.电流表的示数不变 C.电压表的示数变大 D.电路的总功率变小 分析：滑动变阻器R与灯泡L并联，电压表测电源电压，电流表测量灯泡L的电流，滑动变阻器R向左移动，R阻值变小。 解析：解：将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离的过程中： A、对灯泡L没有影响，灯泡的亮度不变，故A错误； B、电流表示数不变，I＝，U、RL大小不变，所以电流表示数不变，故B正确； C、电压表测电源电压，电压表示数不变，故C错误； D、P＝UI，U不变，将滑动变阻器的滑片向左滑移动一小段距离，R阻值变小，所以R支路电流变大，灯泡L支路电流不变，总电流I总变大，P变大，故D错误； 故选：B。 点评：本题考查了电路的动态分析，难度不大。 【解题方法点拨】 解题方法有两种： 方法①：按这样的顺序分析：局部电阻如何变化→总电阻如何变化→由于电源电压不变，导致电路中电流如何变化→依据U＝IR分析不变的电阻两端的电压如何变化→依据U变化的电阻＝U总﹣U不变的电阻分析变化的电阻两端的电压如何变化。 方法②：串联电路中＝，即电压与电阻成正比，由此可知串联电路中按电阻的比例分配电压，电阻所占比例分数越大，分得的电压比例就越大。 8．欧姆定律的应用 【知识点的认识】 （1）相关基础知识链接： ①电流规律： 串联：I＝I1＝I2．串联电路电流处处相等。 并联：I＝I1+I2．并联电路干路电流等于各支路电流之和。 ②电压规律： 串联：U＝U1+U2．串联电路总电压等于各部分电路两端电压之和。 并联：U＝U1＝U2．并联电路各支路两端电压相等，等于总电压。 ③电阻规律： 串联：R＝R1+R2．串联电路总电阻等于分电阻之和。 并联：＝+．并联电路总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和。 ④比例规律： 串联：＝．串联电路中电压与电阻成正比。 并联：I1R1＝I2R2．并联电路中电流与电阻成反比。 ⑤欧姆定律： I＝．导体中的电流与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。 【命题方向】 欧姆定律的综合应用是电学部分的核心，也是最基础的内容，这一节知识是难点也是中考必考点。常结合日常生活生产中遇到的电路问题考查欧姆定律的应用，计算题多与后面的电功率计算结合在一起，作为中考的压轴题出现。训练时应足够重视。 例：如图甲所示是电阻R和灯泡L的U﹣I图象。由图甲可知，电阻R的阻值为　20　Ω。若电源电压不变，将电阻R和灯泡L接在图乙电路中，S闭合，电流表示数为0.6A，则电源电压为　18　V。 分析：电阻R的U﹣I图象是正比例函数，则R为定值电阻，根据图象读出任意一组电流和电压值，根据欧姆定律求出R的阻值； 将电阻R和小灯泡L串联在图乙所示的电路中时，通过它们的电流相等，根据欧姆定律求出R两端的电压，根据图象读出灯泡两端的电压，利用串联电路的电压特点求出电源的电压。 解析：解：由图象可知，电阻R的I﹣U图象是正比例函数，则R为定值电阻，当R两端的电压UR＝2V时，通过的电流IR＝0.1A， 由欧姆定律可得R的阻值：R＝＝＝20Ω； 由图乙可知，灯泡L与电阻R串联，电流表测电路中的电流， 当电流表示数为0.6A时，R两端的电压：UR′＝IR＝0.6A×20Ω＝12V， 由图象可知，灯泡两端的电压UL＝6V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，电源的电压：U＝UR′+UL＝12V+6V＝18V。 故答案为：20；18。 点评：本题考查了串联电路的特点和欧姆定律的应用，从图象中获取有用的信息是关键。 【解题方法点拨】 （一）比例问题 解决这类问题一要掌握规则，二要弄清是哪两部分相比。 ①串联电路电流处处相等，即电流之比为：I1：I2＝1：1； 根据I＝可知电压与电阻成正比，＝。 ②并联电路各支路电压相等，即电压之比为U1：U2＝1：1； 根据U＝IR可知电流与电阻成反比，I1R1＝I2R2。 （二）电表示数变化问题 （1）解决这类问题最重要的是弄清电路是串联还是并联，不同的连接方式有不同的判断规则。 ①串联电路： 电流与电阻的变化相反，即电阻变大时电流变小，电阻变小时电流变大；按电阻的正比例来分配电压。 ②并联电路： 各支路的电压都与电源电压相等，所以电压是不变的；阻值变化的支路电流随之变化，阻值不变的支路电流也不变。 ③电压表与电流表示数的比值： 根据导出式R＝可知，电压表与电流表示数的比值代表了某个电阻的大小，只要电阻不变化，两表比值是不变的。 （2）解决这类电表示数变化的问题时，注意不要在第一步判断串并联时出错。 （3）滑动变阻器连入电路的是哪一部分，没有判断清楚，也是解决电表示数变化问题常出现的错误。 9．欧姆定律在图像中的应用 【知识点的认识】 欧姆定律在图像中的应用主要体现在通过电流、‌电压与电阻之间的关系图像来分析和解决问题。‌ 欧姆定律指出，‌在直流电路中，‌电压、‌电流和电阻之间存在确定的关系，‌即电压等于电流与电阻的乘积。‌在图像问题中，‌这种关系可以通过电流随电压变化的图象来展示。‌例如，‌当电流与电压之间的关系图象显示，‌在特定电压下电流的值，‌可以通过这个图象计算出对应的电阻值。‌ 【命题方向】 欧姆定律的综合应用是电学部分的核心，也是最基础的内容，这一节知识是难点也是中考必考点。常结合日常生活生产中遇到的电路问题考查欧姆定律的应用，计算题多与后面的电功率计算结合在一起，作为中考的压轴题出现。训练时应足够重视。 例：如图所示为小艺同学通过实验获得的定值电阻A和小灯泡B的I﹣U图象，根据图象提供的信息，求： （1）元件A的阻值为多大？ （2）若将它们并联接在3V的电源上，电路中的总电流为多大？ （3）若将它们串联接在某电源上，电路中电流是0.15A电源电压多大？ 分析：（1）A是定值电阻的I﹣U图象，读出任意一组电压和电流，根据欧姆定律求出元件A的阻值； （2）根据图象读出两者并联在3V的电源上时，通过两者的电流，根据并联电路的电流特点求出电路中的总电流； （3）根据图象读出两者串联、电路中的总电流为0.15A时，两者两端的电压，根据串联电路的电压特点求出电源的电压。 解析：解：（1）A是定值电阻的I﹣U图象，由图象知，当UA＝3V时，IA＝0.15A，则定值电阻A的阻值为： RA＝＝＝20Ω； （2）将它们并联接在3V的电源上，此时元件A、B两端的电压相等，均为3V， 由图象可得，通过A、B的电流分别为：IA＝0.15A，IB＝0.2A， 由于并联电路中干路电流等于各支路电流之和， 所以电路中的总电流I＝IA+IB＝0.15A+0.2A＝0.35A； （3）当两者串联接在电路中，通过它们的电流都为0.15A， 由图象可知，此时：UA＝3V，UB＝2V， 则电源电压：U＝UA+UB＝3V+2V＝5V。 答：（1）元件A的阻值为20Ω； （2）若将它们并联，接在3V的电源上，电路中的总电流为0.35A； （3）若将它们串联，接在某电源上，电路中的总电流是0.15A，电源电压是5V。 点评：本题考查了串联电路的特点和并联电路的特点以及欧姆定律的应用，关键是根据图象得出对应的信息。 【解题方法点拨】 观察图像的一般方法“看两轴抓三点”，即看准横坐标、纵坐标分别表示的物理量及单位，抓住起点、终点和拐点。 10．电功率的综合计算 【知识点的认识】 ‌电功率的综合计算题型‌主要考查学生对电功率相关知识的综合应用能力，包括电功率的定义、计算方法、以及在实际问题中的应用。这类题型通常涉及电流、电压、电阻之间的关系，以及电功率与电能之间的关系，要求学生能够灵活运用公式进行计算，并解决实际问题。 【命题方向】 考查电功率的总和计算，常在考试中以计算题的形式出现，也会以压轴题的形式出现，计算面广，较为综合。 例：如图所示，电阻R1＝10Ω，R2为滑动变阻器，电源电压为U＝12V且保持不变。闭合开关S，调整滑片P位于R2的中点处，此时电流表的示数为0.3A。求： （1）滑动变阻器R2的最大阻值； （2）滑片P位于R2的中点时，电压表的示数； （3）R1消耗的电功率。 分析：（1）利用欧姆定律公式先计算总电阻，再根据串联电路特点计算R2的电阻； （2）利用公式U＝IR计算电压表的示数； （3）利用公式P＝UI计算电功率。 解析：解：（1）总电阻R总＝ ＝＝40Ω，R2＝R总﹣R1＝40Ω﹣10Ω＝30Ω； （2）滑片P位于R2的中点时，电压表的示数U'＝IR'＝0.3A×30Ω＝4.5V； （3）R1消耗的电功率P＝I2R1＝（0.3A）2×10Ω＝0.9W。 答：（1）滑动变阻器R2的最大阻值是30Ω； （2）滑片P位于R2的中点时，电压表的示数为4.5V； （3）R1消耗的电功率是0.9W。 点评：此题主要是考查学生对欧姆定律和电功率公式的理解和应用。 【解题方法点拨】 ①认真审题，确定电路的连接思路 ②列出已知条件，根据已知条件选择相应的公式或物理规律 ③将已知条件、公式或规律联系起来，进行分析与计算。 11．电流的热效应 【知识点的认识】 （1）概念：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。 （2）理解：电流的热效应是一种普遍现象，只要用电器对电流有阻碍作用，电流流过用电器时就会发热，就会有电能转化为内能。 【命题方向】 考查电流的热效应的现象。 例：下面的器材中，不是利用电流热效应来工作的是（　　） A.用电烙铁在葫芦上作画 B.用电熨斗熨衣服 C.用电热刀裁剪塑料绳带 D.用电吹风吹去暖气片上难以够着的灰尘 分析：电流流过导体时，导体要发热，这种现象是电流的热效应。发生电流的热效应时，电能转化为内能。 解析：解： A、电烙铁在葫芦上作画时主要把电能转化为内能，是利用电流热效应工作的，不合题意； B、电熨斗熨衣服时将电能转化为内能，利用了电流的热效应，不合题意； C、用电热刀裁剪塑料绳带时将电能转化为内能，利用了电流的热效应，不合题意； D、用电吹风吹去暖气片上难以够着的灰尘时，将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，符合题意。 故选：D。 点评：利用电流的热效应工作的家用电器工作时，都是电能转化为内能，这是判断的关键。 【解题方法点拨】 要熟悉相关知识，了解各电流效应所对应的应用． 12．探究影响电流通过导体时产生热量的因素 【知识点的认识】 1.实验器材：密闭容器两个，U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。 2.实验装置： 2.实验步骤： （1）探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系 实验设计：保持电流和通电时间不变，改变电阻。如图甲，把两个不同的电阻串联在电路中。 （2）探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系 实验设计：保持电阻和通电时间不变，改变电流。如图乙，将两个相同的电阻先联，再与另一个电阻串联。 （3）探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系 实验设计：保持电阻和电流不变，改变通电时间。 3.实验结论： ①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； ②在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多； ③在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 【命题方向】 考查探究影响电流通过导体时产生热量的因素的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 （1）实验中通过观察　U形管液面的高度差　来比较电流通过导体产生热量的多少。 （2）图甲中R1、R2串联，可探究电流产生的热量与　电阻　的关系。 （3）乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流　不相等　（选填“相等”或“不相等”），为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更　小　的（选填“大”或“小”）；若通过R1电流为2A，则通电1min，R2产生的热量为　300　J。 （4）乙装置中，如果R3断路，在通电时间相同时，与R3没有断路时相比较，右侧U形管中液面的高度差将　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。让乙装置冷却到初始状态，若将右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，该装置　能　探究电流产生的热量与导体电阻的关系（选填“能”或“不能”）。 分析：（1）电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，由温度变化确定产生的热量多少； （2）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，结合串联电路电流的规律分析； （3）分析乙装置电路连接，根据串联和并联电路电流的规律分析；根据Q＝I2Rt和并联电路电压的规律及欧姆定律分析回答； （3）根据并联电路电流的规律及欧姆定律得出通过R2的电流是通过R1电流的0.5倍，根据Q＝I2R2t得出通电1min后R2产生的热量； （4）在乙实验中，电阻R3断路后，根据并联电阻的规律及电欧姆定律可知确定电路中的电流变化，结合Q＝I2R2t回答； 并联电阻小于其中任一电阻，根据分压原理及Q＝分析；R2、R3都放入容器中，根据并联电阻的规律及控制变量法回答。 解析：解：（1）根据转换法，实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流通过导体产生热量的多少。 （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，故该装置用来探究电流产生的热量与电阻的关系； （3）乙装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，故乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等，为了使实验现象更明显，根据Q＝I2Rt，在电阻和通电时间相同的条件，应使通过两容器内的电流差别较大，根据并联电路电压的规律及欧姆定律，可以将R3的阻值换成更小的； （3）根据图乙可知，相同阻值的R3、R2并联后再与R1串联在电路中，根据并联电路电流的规律及欧姆定律可知，则通过R3、R2的电流是相同的，根据并联电路的电流规律可知，通过R2的电流是通过R1电流的0.5倍，所以通过R2的电流为： I＝0.5×2A＝1A； 通电1min后R2产生的热量为： Q＝I2R2t＝（1A）2×5Ω×60s＝300J。 （4）并联电阻小于其中任一电阻，由于电阻R3断路，R2并联部分的电阻变大，分压增多，根据Q＝知相同时间R2产生热量变多，因此右侧U形管中液面的高度差将变大。让乙装置冷却到初始状态，若将右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，等效电阻变小（小于5欧姆，通过R1和等效电阻的电流和通电时间相同，能探究电流产生的热量与导体电阻的关系。 故答案为：（1）U形管液面的高度差；（2）电阻；（3）不相等；小；300；（4）变大；能。 点评：本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律及焦耳定律的运用。 【解题方法点拨】 1.U形管内液面高度差越大，产生的热量越多。 2.使用中，无论条件如何，U形管内液面高度都相同，可能是： 装置气密性不好，重新安装，检查气密性是否良好。 3.实验中加热空气相比加热液体的好处： ①空气膨胀体积变大，实验效果明显； ②加热空气，耗电量少，实验时间短。 13．电阻产生热量多少的表现 【知识点的认识】 两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化来反映，采用的是转换法； 【命题方向】 考查电阻产生热量多少的表现，常在实验题中考查。 例：在研究电流产生的热量与哪些因素有关的实验中： （1）如图所示，两个密闭的透明容器中装有相等质量的空气，两个容器中的电阻丝R1、R2（R1＜R2）串联接到电源两端。电阻丝R1和R2串联的原因是保证　电流　相同，U形管中液面高度的变化反映　电阻丝产生热量的多少　。 （2）通电10s，观察到图中两侧U形管中液面高度的变化不同，这说明：电流产生的热量与　电阻　有关。 分析：（1）滑动变阻器选择一上一下两个接线柱接入电路，要求向左移动滑片时电流表示数变大，滑动变阻器选择左下接线柱接入电路；此题探究电流产生的热量与电阻之间的关系，需要控制通电时间和电流相同，串联电路各处电流相等，所以两电阻要串联接入电路； （2）实验中用到的煤油是绝缘体，电流通过导体产生的热量无法直接观察，通过观察温度计示数的变化来反映电阻丝产生热量的多少，这是转换法； （3）电炉丝正常工作时，导线和电炉丝通过的电流相同，所以电炉丝和导线串联，根据焦耳定律可知电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热的原因。 解析：解：（1）滑动变阻器选择一上一下两个接线柱接入电路，要求向左移动滑片时电流表示数变大，滑动变阻器选择左下接线柱接入电路；由题意可知，需控制通过两电阻丝的电流相同，所以两电阻需串联接入电路，如图：； （2）实验中用到的煤油是绝缘体，电流通过导体产生的热量无法直接观察，通过观察温度计示数的变化来反映电阻丝产生热量的多少，这是转换法； （3）电炉丝正常工作时，导线和电炉丝通过的电流相同，所以电炉丝和导线串联，电流和通电时间相同，根据焦耳定律可知电炉丝的电阻大，电流产生的热量越多。 故答案为：（1）如图；（2）绝缘体；温度计示数变化；（3）串；电阻大。 点评：本题主要考查了学生对焦耳定律的认识，注重了探究实验的方案，同时在该实验中利用了控制变量法和转换法，是中考物理常见题型。 【解题方法点拨】 概念性知识，牢记即可。 14．电流产生的热量与电阻的关系 【知识点的认识】 1.实验器材：密闭容器两个，U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。 2.实验装置： 2.实验步骤： （1）探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系 实验设计：保持电流和通电时间不变，改变电阻。如图甲，把两个不同的电阻串联在电路中。 （2）探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系 实验设计：保持电阻和通电时间不变，改变电流。如图乙，将两个相同的电阻先联，再与另一个电阻串联。 （3）探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系 实验设计：保持电阻和电流不变，改变通电时间。 3.实验结论： ①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； ②在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多； ③在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 【命题方向】 考查探究影响电流通过导体时产生热量的因素的实验，包括实验原理，实验器材，实验步骤，实验方法，数据分析，注意事项等内容。 例：如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 （1）实验中通过观察　U形管液面的高度差　来比较电流通过导体产生热量的多少。 （2）图甲中R1、R2串联，可探究电流产生的热量与　电阻　的关系。 （3）乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流　不相等　（选填“相等”或“不相等”），为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更　小　的（选填“大”或“小”）；若通过R1电流为2A，则通电1min，R2产生的热量为　300　J。 （4）乙装置中，如果R3断路，在通电时间相同时，与R3没有断路时相比较，右侧U形管中液面的高度差将　变大　（选填“变大”、“变小”或“不变”）。让乙装置冷却到初始状态，若将右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，该装置　能　探究电流产生的热量与导体电阻的关系（选填“能”或“不能”）。 分析：（1）电阻丝产生的热量不易直接观察，由转换法，可使等质量初温相同的液体吸收热量，由温度变化确定产生的热量多少； （2）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，结合串联电路电流的规律分析； （3）分析乙装置电路连接，根据串联和并联电路电流的规律分析；根据Q＝I2Rt和并联电路电压的规律及欧姆定律分析回答； （3）根据并联电路电流的规律及欧姆定律得出通过R2的电流是通过R1电流的0.5倍，根据Q＝I2R2t得出通电1min后R2产生的热量； （4）在乙实验中，电阻R3断路后，根据并联电阻的规律及电欧姆定律可知确定电路中的电流变化，结合Q＝I2R2t回答； 并联电阻小于其中任一电阻，根据分压原理及Q＝分析；R2、R3都放入容器中，根据并联电阻的规律及控制变量法回答。 解析：解：（1）根据转换法，实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流通过导体产生热量的多少。 （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，故该装置用来探究电流产生的热量与电阻的关系； （3）乙装置中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，故乙实验可以研究电流产生的热量与电流的关系，故乙装置中的电阻R3的作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等，为了使实验现象更明显，根据Q＝I2Rt，在电阻和通电时间相同的条件，应使通过两容器内的电流差别较大，根据并联电路电压的规律及欧姆定律，可以将R3的阻值换成更小的； （3）根据图乙可知，相同阻值的R3、R2并联后再与R1串联在电路中，根据并联电路电流的规律及欧姆定律可知，则通过R3、R2的电流是相同的，根据并联电路的电流规律可知，通过R2的电流是通过R1电流的0.5倍，所以通过R2的电流为： I＝0.5×2A＝1A； 通电1min后R2产生的热量为： Q＝I2R2t＝（1A）2×5Ω×60s＝300J。 （4）并联电阻小于其中任一电阻，由于电阻R3断路，R2并联部分的电阻变大，分压增多，根据Q＝知相同时间R2产生热量变多，因此右侧U形管中液面的高度差将变大。让乙装置冷却到初始状态，若将右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入容器中，等效电阻变小（小于5欧姆，通过R1和等效电阻的电流和通电时间相同，能探究电流产生的热量与导体电阻的关系。 故答案为：（1）U形管液面的高度差；（2）电阻；（3）不相等；小；300；（4）变大；能。 点评：本题探究“导体产生的热量与什么因素有关”，考查控制变量法、转换法、串联和并联电路的规律及焦耳定律及焦耳定律的运用。 【解题方法点拨】 1.U形管内液面高度差越大，产生的热量越多。 2.使用中，无论条件如何，U形管内液面高度都相同，可能是： 装置气密性不好，重新安装，检查气密性是否良好。 3.实验中加热空气相比加热液体的好处： ①空气膨胀体积变大，实验效果明显； ②加热空气，耗电量少，实验时间短。 15．焦耳定律的简单计算 【知识点的认识】 （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，这个规律叫焦耳定律． （2）公式：Q＝I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）． 【命题方向】 考查焦耳定律的简单计算，对公式的简单运用。 例：如图所示电路，已知电源两端的电压U＝12V保持不变，电阻R1＝2Ω，当开关闭合时，电压表示数为3V。求： （1）电流表的示数I； （2）电阻R2的阻值； （3）电路中的总功率； （4）电阻R2在1min内产生的热量。 分析：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测量电路中的电流； （1）根据欧姆定律计算通过电阻R1的电流，即电流表的示数； （2）根据串联电路电压规律计算R2两端的电压，由欧姆定律算出电阻R2的阻值； （3）由P＝UI算出电路中的总功率； （4）根据Q＝I2Rt求出R2在1min内产生的热量。解析：解：由电路图可知，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，电流表测量电路中的电流； （1）根据欧姆定律可得通过电阻R1的电流： I＝＝＝1.5A，即电流表的示数为1.5A； （2）因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压： U2＝U﹣U1＝12V﹣3V＝9V； 串联电路中电流处处相等，根据欧姆定律可得电阻R2的阻值： R2＝＝＝6Ω； （3）电路中的总功率为： P＝UI＝12V×1.5A＝18W； （4）R2在1min内产生的热量： Q2＝I2R2t＝（1.5A）2×6Ω×60s＝810J。 答：（1）电流表的示数I为1.5A； （2）电阻R2的阻值为6Ω； （3）电路中的总功率为18W； （4）电阻R2在1min内产生的热量为810J。 点评：本题考查了串联电路的特点、电功率公式、焦耳定律公式和欧姆定律公式的应用，是一道较为简单的应用题。 【解题方法点拨】 适用于任何电路。 16．焦耳定律推导公式的应用 【知识点的认识】 （1）公式：Q＝I2Rt． Q表示电热，单位是焦耳J； I表示电流，单位是安培A； R表示电阻，单位是欧姆Ω； t表示时间，单位是秒s． （2）推导式：Q＝t和Q＝UIt．（仅适用于纯电阻电路） （3）电热与电能的关系：纯电阻电路时Q＝W；非纯电阻电路时Q＜W． 【命题方向】 考查纯电阻电路中电热的计算，常在计算类的题型中出现。 例：如图所示的电路，电源电压恒为12V，R0是定值电阻，R是滑动变阻器，闭合开关S，移动滑片P至某一位置，电流表的示数为0.2A，电压表的示数为2V。试求： （1）R0的阻值是多少？ （2）当滑动变阻器接入的阻值为20Ω时，整个电路2min所消耗的电能是多少？ （3）当电流表的示数为0.3A时，通电1min，滑动变阻器所产生的热量为多少？ 分析：由图可知，R0、R串联，电压表测量R0两端的电压，电流表测量电路中的电流； （1）根据欧姆定律求出R0的阻值； （2）根据串联电路的电阻特点求出当滑动变阻器接入的阻值为20Ω时，电路中的总电阻，根据W＝t求出整个电路2min所消耗的电能； （3）根据欧姆定律求出当电流表的示数为0.3A时R0两端的电压，根据串联电路的电压特点求出滑动变阻器两端的电压，根据Q＝W＝UIt求出通电1min，滑动变阻器所产生的热量。 解析：解：由图可知，R0、R串联，电压表测量R0两端的电压，电流表测量电路中的电流； （1）由I＝可知，R0的阻值：R0＝＝＝10Ω； （2）根据串联电路的电阻特点可知，当滑动变阻器接入的阻值为20Ω时，电路中的总电阻：R总＝R0+R＝10Ω+20Ω＝30Ω， 整个电路2min所消耗的电能：W＝t＝×2×60s＝576J； （3）由I＝可知，当电流表的示数为0.3A时R0两端的电压：U0′＝I0′R0＝0.3A×10Ω＝3V， 根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压：UR＝U﹣U0′＝12V﹣3V＝9V， 通电1min，滑动变阻器所产生的热量：QR＝WR＝URIRt＝9V×0.3A×1×60s＝162J。 答：（1）R0的阻值是10Ω； （2）当滑动变阻器接入的阻值为20Ω时，整个电路2min所消耗的电能是576J； （3）当电流表的示数为0.3A时，通电1min，滑动变阻器所产生的热量为162J。 点评：本题考查串联电路的特点、欧姆定律、电功公式以及焦耳定律推导公式的应用，题目有一定的难度。 【解题方法点拨】 公式Q＝I2Rt是电流产生热效应的公式，与W＝UIt不能通用．W＝UIt是电流做功的计算公式，如果电流做功时，只有热效应，则两公式是等效的；如果电流做功时，同时有其他能量转化，像电动机工作时，电能既转化为热能，也转化为动能，则Q＝I2Rt只是转化为电热的部分，W＝UIt则是总的电功．只有对纯电阻电路才有W＝Q，对非纯电阻电路Q＜W． 17．焦耳定律的比例计算 【知识点的认识】 根据Q＝I2Rt＝t公式（有时需要对公式进行变形），将题干的比值关系代入即可，注意计算不要错误。 【命题方向】 考查电功率的比例计算。 例：两个电热器的电阻之比是5：4，将两者并联接在电路中使用。在相同的时间内，它们放出的热量之比为　4：5　；如果它们放出相等的热量，则通电时间之比是　5：4　。 分析：两个电热器并联起来接入电路时，它们两端的电压相等，又知道它们的阻值之比，根据Q＝I2Rt＝t求出相同时间内产生的热量之比； 根据Q＝t算出它们放出相等的热量时的通电时间之比。 解析：解：由题意可知，两个电热器并联起来接入电路中，且R1：R2＝5：4， 因为并联电路中各支路两端的电压相等， 所以由Q＝I2Rt＝t可得，相同时间内产生的热量之比： ＝＝＝； 如果它们放出相等的热量，则通电时间之比是： ＝＝＝。 故答案为：4：5；5：4。 点评：本题考查了焦耳定律的灵活应用，关键是知道电热器为纯电阻用电器，电热公式和电功公式通用。 【解题方法点拨】 计算过程要注意各量之间的关系时要仔细，容易上下颠倒。 18．焦耳定律的应用 【知识点的认识】 焦耳定律是电能转化为热能的基本定律，其应用广泛且实用。在能源产业中，能够通过焦耳定律计算电阻产生的热损耗，为发电和输电提供依据；在电子设备领域，可以借助焦耳定律计算出电阻元件产生的热量，从而设计合理的散热系统；在热学领域，焦耳定律也被用来研究物体的温度变化和热传导过程。总体而言，焦耳定律的应用为各个领域的研究和实践提供了重要的理论依据 【命题方向】 考查焦耳定律的在实际生活中的应用。 例：《好奇实验室》为大家野外生存取火提供一种方法（如图所示）。口香糖里取出可导电的铝箔纸，并将铝箔纸剪成两端大、中间细的条状，把两端分别紧紧贴在电池的正负两极，铝箔纸可着火。请你用所学物理知识分析能着火的原因。 分析：金属都具有导电性；导线直接将电源连接起来的电路叫短路，短路时，容易烧坏电路或形成火灾。 导体的电阻是导体本身的一种性质，电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积、温度有关。 解析：答：因为铝属于金属，因此具有导电性，铝箔纸两端的铝面直接接触电池的正负极，造成短路，电阻小，根据I＝ 知电流很大；由于横截面积越小电阻越大，则铝箔纸中间最细处的电阻大，根据Q＝I2Rt知电路中迅速产生大量热量使温度达到铝箔纸的着火点而使之燃烧，所以中间处很快开始冒烟起火。点评：因为铝属于金属，因此具有导电性，铝箔纸两端的铝面直接接触电池的正负极，造成短路，电阻小，根据I＝ 知电流很大；由于横截面积越小电阻越大，则铝箔纸中间最细处的电阻大，根据Q＝I2Rt知电路中迅速产生大量热量使温度达到铝箔纸的着火点而使之燃烧，所以中间处很快开始冒烟起火。 【解题方法点拨】 理解焦耳定律是解题的关键。 19．电热的综合计算 【知识点的认识】 （1）焦耳定律定义式：Q＝I2RT。 有关焦耳定律的注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式Q＝I2Rt＝t均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q＝I2Rt。 （2）串并联电路电功特点： ①在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和； ②串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比， ③并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比。 【命题方向】 解决热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式、电功公式、电功率公式等；涉及到的物理规律有热平衡思想、串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律等。例：如图甲所示是一款超市用的透明玻璃门展示冰柜，其内部电路具有制冷冰柜和加热防雾两种功能，内部温度高时，温控开关S1自动闭合，冰柜内部额定功率220W的制冷压缩机开始制冷，达到预定低温时，S1自动断开停止工作；为防止柜内水蒸气变冷时凝结在玻璃内表面上影响视线，可以只闭合防雾开关S2，使冰柜玻璃门夹层中额定功率为100W的电热丝正常加热，请回答下列问题： （1）透明玻璃门展示冰柜在制冷时，电能主要转化为　机械　能。 （2）其中防雾电热丝的电阻为多少？ （3）该冰柜玻璃门的质量是5kg，若热效率是70%，电热丝正常工作使玻璃门升高4℃，至少需要多长时间？[玻璃的比热容为0.84×103J/（kg•℃）] （4）冰柜的电热丝与电动制冷压缩机一天累计均正常工作大约3h，一月按30天计算，总共消耗多少千瓦时电能？ 分析：（1）压缩机工作时，将电能转化为机械能； （2）根据P＝求出防雾电热丝的电阻； （3）根据Q吸＝cmΔt求出玻璃门吸收的热量，根据效率公式求出电热丝消耗的电能，根据P＝求出电热丝加热的时间； （4）根据题意求出电热丝和压缩机的总功率，根据W＝Pt求出一个月消耗的总电能。 解析：解：（1）透明玻璃门展示冰柜在制冷时，电能主要转化为机械能； （2）根据题意可知，只闭合防雾开关S2，电热丝R正常加热， 由P＝可知，防雾电热丝的电阻：R＝＝＝484Ω； （3）玻璃门吸收的热量：Q吸＝cmΔt＝0.84×103J/（kg•℃）×5kg×4℃＝1.68×104J； 由η＝可知，电热丝消耗的电能：W＝＝＝2.4×104J， 由P＝可知，电热丝加热的时间：t＝＝＝240s； （4）冰柜的电热丝与电动制冷压缩机的总功率：P总＝P压缩机+P电热丝＝220W+100W＝320W＝0.32kW， 由P＝可知，一个月消耗的总电能：W′＝P总t′＝0.32kW×30×3h＝28.8kW•h。 答：（1）机械； （2）其中防雾电热丝的电阻为484Ω； （3）电热丝正常工作使玻璃门升高4℃，至少需要的时间为240s； （4）总共消耗的电能为28.8kW•h。 点评：本题考查用电器工作过程中的能量转化、电功率公式、吸热公式、效率公式以及电功率公式的应用，属于电热综合题。 【解题方法点拨】 （1）把握公式的含义和用法，灵活进行运用：电学计算离不开公式，而掌握公式的熟练程度直接关系到解题速度。俗话说“磨刀不误砍柴工”，只有把电学公式理解透彻并记“熟”了，做题时方能生出“巧”解来。 （2）寻找隐含条件，排除解题障碍：电学综合题中的隐含条件，往往包含于物理现象、用电器铭牌、生产生活常识、电学常数以及题目的图之中，只要我们细心挖掘，总是可以找到的。 （3）运用数学方法，提高解题能力：解答电学综合计算题，需要应用数学方法，通过建立等量关系进行求解。在电路计算中建立等量关系的思路很多，如串、并联电路的电压、电流、电阻关系；串联电路的电压分配，并联电路的电流分配；电源电压不变，定值电阻阻值不变等，要根据题目的具体情况恰当地进行选择。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$