15.3 电热器　电流的热效应 2024-2025学年苏科版物理九年级下册

第十五章　电功和电热 三、 电热器　电流的热效应 第2课时　焦耳定律的应用 1. 电热水器的效率是指　 与电热水器消耗电能的比值,公 式是η=　　 　　.  2. 如图甲、乙所示为两种变挡电加热电路. (1) 图甲中,当开关　　 　　　　时是低温挡;当开关 　　　 　　　时是高温挡.  (2) 图乙中,当开关　　　 　　　时是低温挡;当开关 　　 　　　　时是高温挡. 水吸收的热量 ×100% S1闭合、S2断开 S1、S2都闭合 S1闭合、S2断开 S1、S2都闭合 1. 某电热取暖器的简化电路如图所示,R1、R2为发热电阻.取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温、高温的挡位控制.已知高温挡功率为1320W, R1=55Ω.求: (1) 取暖器工作时通过R1的电流. 1 2 (1) 当闭合S1、S2时,R1、R2并联,U=U1=U2=220V,取暖器 工作时通过R1的电流I1===4A 第1题 (2) 取暖器处于低温挡时,工作1min产生的热量. (3) R2的阻值. (2) 当只闭合S1时,只有R1工作,电热取暖器处于低温挡, 工作1min产生的热量Q=R1t=(4A)2×55Ω×1×60s= 5.28×104J　 (3) 低温挡的额定功率P低===880W,当闭合S1、S2时,R1、R2并联,电热取暖器处于高温挡,R2的电功率P2=P高-P低=1320W-880W=440W,通过电阻R2的电流I2===2A,R2的阻值R2===110Ω 第1题 1 2 2. 如表所示为一台电烤箱的铭牌,其内部简化电路如图所示,R1和R2均为电热丝.求: (1) 电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能. 额定电压/V 220 高温挡额定功率/W 1100 低温挡额定功率/W 440 电源频率/Hz 50 (1) 当只闭合S1时,R1、R2串联为低温挡,当闭合S1、S2时,是R1的简单电路,为高温挡.电烤箱在高温挡正常工作10min所消耗的电能W=P高t=1100W ×10×60s=6.6×105J 1 2 (2) 电路中R1的阻值. (3) 电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流和R1的功率. (2) 电烤箱在高温挡正常工作时电路中的电流I1== =5A,电路中R1的阻值R1===44Ω　 (3) 电烤箱在低温挡正常工作时,电路中的电流I== =2A,R1的功率P1=I2R1=(2A)2×44Ω=176W 1 2 1. 两根电热丝的电阻之比为2∶1,若把它们串联接在电路中,则相同时间内产生的热量之比为　　　　;若把它们并联接在电路中,则相同时间内产生的热量之比为　　　　.  2. 额定电压为220V的家用电暖器正常工作时,通过内部电热丝的电流为5A,则电热丝正常工作时的电阻为　　　　Ω,工作10min产生的热量为 　　　　　　J.电热丝通电后变得很烫,而连接的导线却不怎么热,这是因为导线电阻远　　　　(大于/小于)电热丝电阻. 2∶1 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 1∶2 44 6.6×105 小于 3. 关于电流通过导体时产生的热量,下列说法正确的是 (　　) A. 根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 B. 根据Q=可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少 C. 根据Q=UIt可知,相同时间内产生的热量与电阻无关 D. 根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 4. 在物理实践活动中,小明设计了四种电热丝的连接方法,已知电热丝的电阻R2<R1,将它们接入相同电路中,则在相同的时间内电热丝产生的热量最多的是 (　　) D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 5. 如图所示,将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等量煤油中,串联接入电路,R1∶R2=2∶3,通电一段时间后,R1、R2产生的热量之比为 (　　) A. 4∶9 B. 9∶4 C. 2∶3 D. 3∶2 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 6. 如图所示,相同容器中盛有质量相等的纯水和煤油,通电一段时间后(液体均不沸腾),发现两支温度计示数变化情况相同.不考虑热损失,则电阻R1、R2的大小关系是 (　　) A. R1>R2 B. R1<R2 C. R1=R2 D. 无法确定 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7. 饮水机、电饭煲等家用电器都具有保温和加热功能.同学们设计了下列四种模拟电路.当S1闭合、S2断开时,为保温状态;当S1、S2都闭合时,为加热状态.其中不符合上述要求的是 (　　) D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8. (2023·成都)小强同学利用家庭实验室中的器材,设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”,如图所示,电源电压为6V,电阻丝R1=5Ω,R2=15Ω,a、b是两个触点.闭合开关S,当开关S1接通触点　　　　时,“电饭锅”的功率更大.将R2接入电路工作3min产生的热量是　　　　J. a 432 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9. 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,1min内电路消耗的电能为　　　　J,1min内电流通过电动机产生的热量为　　　　J. 6 288 30 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10. 小明在一次野炊活动中,将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正、负两极上,如图所示,锡箔纸较窄处最先燃烧.长度相同的锡箔纸较宽处与较窄处相比,下列判断正确的是 (　　) A. 较窄处电阻较小 B. 较窄处电流较大 C. 较窄处电压较大 D. 较窄处电功率较小 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 11. 电动机工作时两端电压为U,电流为I,电动机线圈的电阻为R,则该电动机工作时输出的最大机械功率为 (　　) A. UI B. I2R C. UI-I2R D. UI+I2R C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12. (2024·苏州)某电饭锅的电路如图所示,发热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温控开关.当S接a时,电饭锅处于高温挡,通过的电流为4A;当温度达到一定值时,开关S自动切换到b,电饭锅处于保温挡,通过的电流为0.25A.求: (1) R1的阻值. (1) S是温控开关,当S接a时,电饭锅处于高温挡,只有 R1接入电路,通过R1的电流为4A,电压为220V,R1= ==55Ω　 第12题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (2) 电饭锅高温挡的功率. (3) 保温16min,分压电阻R2产生的热量. (2) 电饭锅高温挡的功率P高=UI高=220V×4A=880W　 (3) 当S接b时为保温挡,R1与R2串联,电阻R2=-R1= -55Ω=825Ω,Q=I保2R2t=(0.25A)2×825Ω×16× 60s=4.95×104J 第12题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13. 如图是直流电动机提升重物的示意图,电源电压为110V且保持不变,电路中的电流是5A,重为500N的物体在电动机带动下以0.9m/s的速度匀速上升,不计各处摩擦,则电动机线圈的电阻是 (　　) A. 4Ω B. 11Ω C. 22Ω D. 24Ω A 第13题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 $$第十五章　电功和电热 三、 电热器　电流的热效应 第1课时　焦耳定律 1. 导体中有电流通过时会发　　　　,将　　　　能转化为　　　　能,这种现象称为电流的　　　　效应.主要利用　　　　　　工作的装置称为电热器.  2. 焦耳定律的内容:电流通过导体产生的热量与　　 　　　成正比,与导体的　　　　成正比,与　　 　　　成正比.用公式表示为　　　　 . 3. 若电流的单位是　 　　,电阻的单位是　 　　,时间的单位是　　 　,则电热的单位就是焦(J).  热 电 内 热 电流热效应 电流的平方 电阻 通电的时间 Q=I2Rt 安(A) 欧(Ω) 秒(s) 4. 在纯电阻电路中,电流做的功全部用来产生热量,即Q=W,结合欧姆定律 可推出另外两个计算电热的公式是Q=Pt=　　　　=　　　　;在其他电 路中,电功　　　　(大于/等于/小于)电热. UIt t 大于 1. 一根电阻丝的电阻是10Ω,通过2A的电流时,1min内产生的热量是 　　　 　J,消耗的电能是　　　 　J.  2. 电热毯通电一段时间后会越来越暖和,而连接电热毯的导线却不怎么热,这是因为通过电热毯电热丝的电流　　　　导线中的电流,而电热丝的电阻　　　　导线的电阻,所以相同时间内导线消耗的电能　　 　电热毯电热丝消耗的电能.(大于/等于/小于)  1 2 3 4 2.4×103 2.4×103 5 等于 大于 小于 3. 有2A的电流通过一电阻器,在一定时间内产生一定的热量,如果电流增加到4A,那么在相同的时间内产生的热量是前者的 (　　) A. B. C. 4倍 D. 2倍 4. 在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根连接起来,连接处往往比别处更容易发热,这是因为导线连接处与别处相比 (　　) A. 电流大 B. 电阻大 C. 电压小 D. 电功率小 C B 1 2 3 4 5 5. 某校师生自制了一台电烘箱.电烘箱的电阻丝通过5A的电流时,1min内产生了6.6×104J的热量.求: (1) 电阻丝的电功率. (2) 电阻丝的电阻. (3) 电阻丝的工作电压. (1) P===1100W　 (2) R===44Ω　 (3) U===220V 1 2 3 4 5 1. 在家庭电路中,有时导线长度不够,需要把两根导线连接起来,连接处的电阻比别处要　　　　(大/小),在相等时间内,导线连接处发热比别处更 　　　　(多/少).  2. 甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4,通过的电流之比为2∶1,通电时间之比为1∶2,则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为　　　 . 3. 通过110Ω电阻丝的电流是2A,产生8800J的热量需要通电　　　　s,这段时间电流做的功是　　　　J. 大 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 多 5∶2 20 8800 4. (2024·菏泽)下列家用电器,利用电流的热效应工作的是 (　　) A. 电冰箱 B. 洗衣机 C. 电脑 D. 电饭煲 5. 将规格都是“220V　180W”的一台电冰箱、一台电脑和一条电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是 (　　) A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电脑产生的热量最多 C. 电热毯产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多 6. 把两根电阻丝并联后接到电源上,相同时间内产生热量较多的一定是 (　　) A. 电流较大的 B. 电压较大的 C. 电阻较大的 D. 电功率较小的 D C A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 7. 在探究影响电流热效应因素的活动中,小明用电阻分别为R1和R2(R1<R2)的两段电阻丝,探究电流的大小、电阻和通电时间对产生热量的影响. (1) 实验中应将这两段电阻丝分别浸没在　　　　和初温都相同的两瓶煤油中.  (2) 实验中通过　　　　　　　　来比较电阻丝产生的 热量的多少.   (3) 如图所示,将两段电阻丝串联后接入电路,这是探究 　　　 对产生热量的影响.工作一段时间后,　　　(A/ B)瓶中温度计示数高.  质量 第7题 煤油温度的变化 电阻 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (4) 探究电流大小对产生热量的影响时,小明将R1和 R2并联后接入电路,工作相同时间.此过程中,通过电流大的电阻是　　　　(R1/R2),产生热量多的电阻是　　　　(R1/R2).小明的这一做法可行吗?　　　　(可行/不可行),理由是　　　　　　　　　　　　　　　　. R1 R1 不可行 实验中未能保持电阻不变 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 8. 某导体电阻为20Ω,通电1min产生的热量是4800J,则: (1) 通过它的电流为多少? (2) 当通过它的电流增大1倍时,在相同的时间内产生的热量是多少? (1) 由Q=I2Rt可知,通过导体的电流I===2A　 (2) 当通过它的电流增大1倍时,通过导体的电流I'=2I=2×2A=4A,在相同的时间内产生的热量Q'=I'2Rt=(4A)2×20Ω×60s=1.92×104J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 9. (2023·扬州)学习电学知识后,小芳把裸铜线分别在两支削尖的铅笔芯上绕几圈,使笔尖刚好接触,如图所示,接上9V的电源,接触点出现了明亮的电火花,是因为铅笔尖接触处的　　 　　;若让电火花更亮些,方法是 　　　　　　　　,原理是　　　　　　　. 电阻较大 增大电源的电压 Q=I2Rt 第9题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 10. 某同学家购买了一台电热水器,使用时发现通电一会儿,其电源线很热,甚至能闻出很浓的橡胶的焦味,于是该同学决定用学过的物理知识向消费者协会投诉,他提出的投诉应该是 (　　) A. 导线太短 B. 导线太粗 C. 导线太细 D. 电压太高 11. 要使电热器在相同时间内产生的热量减小到原来的一半,下列措施可行的是 (　　) A. 电压不变,电阻变为原来的2倍 B. 将电压和电阻都变为原来的2倍 C. 电阻不变,电压变为原来的2倍 D. 电阻不变,电压减小为原来的 C A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 12. (2024·辽宁)如图,甲、乙两个透明容器内均装有质量为100g、初温为25℃的某种绝缘液体,甲、乙中都有一段电阻丝,R1=5Ω,R2=10Ω.闭合开关,电流表的示数为1.2A.通电120s后,甲中温度计的示数为29℃,求: (1) R2两端的电压. (2) R2的电功率. (1) R2两端的电压U2=I2R2=1.2A×10Ω=12V　 (2) R2的电功率P2=U2I2=12V×1.2A=14.4W　 第12题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 (3) 电流通过R1产生的热量. (4) 液体的比热容(不计热量损失). (3) 电流通过R1产生的热量Q=R1t时=(1.2A)2×5Ω ×120s=864J　 (4) 不计热量损失,甲容器中液体吸收的热量Q吸=Q= 864J,由Q吸=cm(t-t0)可知,液体的比热容c== =2.16×103J/(kg·℃) 第12题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 13. 如图所示,甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水,每个容器放入同种材料绕成的导电线圈,其中电阻R1=R3,R2=R4,2R2=3R1,若同时通电,不考虑热量损失,经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是 (　　) A. 乙、甲、丙、丁 B. 乙、甲、丁、丙 C. 丙、丁、甲、乙 D. 丙、丁、乙、甲 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 $$