2025年苏科版中考专题复习学案---电热器 电流的热效应

中考专题复习学案---电热器 电流的热效应 【知识梳理】 1.电流的热效应：导体中有电流通过时会发热，将________________，这种现象称为电流的效应。主要利用________________的装置称为电热器。 2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量与________________成正比，与________成正比，与________________ 成正比。这个规律叫作焦耳定律，用公式表示为________ 。 【实验再现】 小组同学选择阻值不变的电阻丝，探究“电流通过电阻丝产生的热量（简称电热）与通电时间、电流、电阻的关系”。 （1）为探究电热与通电时间、电流的关系，在锥形瓶内装入适量煤油，设计电路如图甲所示，开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于 　 　（A/B）端。 （a）闭合开关S，调节滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为0.5A，通电5分钟、温度计的示数升高了5℃。 （b）保持滑动变阻器滑片P的位置不变，通电10分钟、温度计的示数升高了9℃。 （a）、（b）对比可得结论：　 　。 （c）向 　 　移动滑动变阻器的滑片P，直至电流表示数为1A，通电10分钟、温度计的示数升高了33℃，（b）、（c）对比可得结论：　 　。 （d）实验只能得到定性结论，主要原因是 　 　。 （2）为探究电热与电阻的关系，并测出标签污损的电阻丝R2的阻值，在两个相同的锥形瓶内装入等质量的煤油，设计如图乙所示电路。开关闭合后，电压表有示数，但电流表无示数，电路故障是 　 　，排除故障后，调节滑动变阻器的滑片P得到电表示数如图丙所示，则电压表示数为　 　Ⅴ，电流表示数为 A，R2阻值为 Ω。一段时间后，观察到电阻丝 　 　所在锥形瓶中的温度计示数升高的比较多。 （3）请分析“电炉工作时，电炉丝发热明显、而与电炉丝相连的导线发热不明显”：电炉丝的电流 　 　导线的电流，电炉丝的电阻 　 　导线的电阻。（选填：“大于”、“等于”、“小于”） 【例题讲解】 例1．在估测电水壶实际功率的活动中，小明所用电能表表盘如图所示，他先断开电路中 所有用电器的开关，再在电水壶中加入质量为0.5kg的水，测得水的初温为20℃。小明给电水壶通电2min，电能表的转盘恰好转20转，测得此时水温为60℃[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]。求： （1）水吸收的热量。 （2）电水壶的实际功率。 （3）电水壶的加热效率。 例2.如图是一款煲汤用的电热锅工作原理的简化电路图，该电热锅有两挡，分别是高温挡和保温挡。R1与R2均为电热丝，R1的阻值为66Ω，S1为温控开关，保温挡时的总功率是440W。求：（1）保温挡时电路中的电流； （2）高温挡时的电功率； （3）若该电热锅煲汤时，高温挡工作0.5h，保温挡工作1h，则在此过程中消耗的电能是多少kW•h。 【跟踪练习】 （　　）1．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是 A．电风扇 B．微波炉 C．电冰箱 D．电热水器 （　　）2．下列哪位科学家最先精确地确定了电流产生热量与电流、电阻和时间的关系 A．牛顿 B．焦耳 C．欧姆 D．法拉第 （　　）3．下列用电器在各自的额定电压下工作相同的时间，其中产生热量最多的是 A．220V、700W的电饭锅 B．220V、700W的空调 C．220V、700W的城市路灯 D．110V、1000W的热水器 （ ）4.如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少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，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是 A． U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的 B．通电一段时间，两个U形管中液面高度的变化不同，说明电流通过导体产生的热量与电阻有关 C．若要探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，右侧透明容器中应接入阻值是5Ω的电阻 D．若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，右侧透明容器中应接入阻值是10Ω的电阻 （　　）5．玩具电动机线圈电阻为1Ω，两端电压为3V时正常工作，通过的电流0.3A，则电动机正常工作时 A．10s内消耗的电能是9J B．电动机额定功率为9W C．10s内产生的内能是9J D．仅将电能转化为机械能 （　　）6．下列属于防止电流热效应产生危害的实例是 A．家里使用电热水壶烧水 B．利用电视机后盖的小孔散热 C．家里使用电饭锅煮饭 D．小佳妈妈使用电熨斗熨衣服 （　　）7．某款家用电热取暖器有两个挡位，它正常工作时，下列说法正确的是 A．取暖器的电热丝是由电阻率小、熔点高的材料制成 B．“高温”挡一定比“低温”挡产生的热量多 C．“高温”挡一定比“低温”挡的工作电阻大 D．连接电热丝的导线比电热丝的电阻小 （　　）8．如图所示，某同学将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在两节电池的两极，发现铝箔纸发热并燃烧。关于该实验的分析正确的是 A．实验时两节干电池的正极与正极相连 B．用普通纸代替铝箔纸也能燃烧 C．实验中铝箔纸较细的部位先燃烧 D．该实验不能说明短路带来的危害 （　　）9．如图所示，R1和R2是两个电热丝，接在电源电压为3V的电路中。闭合开关1min，下列说法正确的是 A．R1产生的热量0.6J B．R1和R2的电压之比为1：1 C．R1和R2的电流之和为0.9A D．R2消耗的电能为12J （　　）10．甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。再闭合开关S2后，下列说法正确的是 A．电流表示数为0.5A B．小灯泡L的电阻为40Ω C．电路总功率增加了0.4W D．在1min内电阻R产生的热量为60J 11.小华家电热毯内的电阻丝断了，爸爸将两个断头接上后想继续使用，被小华阻止了。原因是：　 　，接头处与电阻丝其他部分是串联的，通过它们的电流大小是 　 　的。但电阻丝接头处的电阻较大，长时间使用会导致　 　。 12．2018年，中国的青年博士曹原实现石墨烯在室温下超导的重大突破。如果用这种常温下的超导材料制成输电线，由于没有电流的________效应而产生的能量损失，能极大提高输电效率。 13.如图所示的自制便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路发热电阻温度升高，利用电流的 　 　 实现高温封口。阻值为1Ω的发热电阻10s内产生 　 　J的热量。封口时总是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更 　 　（填“大”或“小”）的。 14．如图所示，电源电压保持3V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω。闭合开关S，则通电100s电阻R1产生的热量为 　 　J。 第13题图 第14题图 第15题图 第16题图 15．某型号电饭锅有加热和保温两挡，电路如图所示，220V电压下，其加热挡功率为1100W，保温挡功率为20W。 （1）闭合开关S1、S2，电饭锅处于 　 　挡。 （2）电阻丝R1的阻值为 　 　Ω，R2的阻值为 　 　Ω。 （3）处于保温状态的电饭锅，20min产生热量 　 　J。 16.小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”、“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1＝48.4Ω，R2＝96.8Ω，S为旋转式开关。当她旋转触片接触触点1和2时，电熨斗为 　 　挡位，该挡位通电1min，电流产生的热量为 　 J。 17．某型号的电水壶有加热和保温两个挡位，其电路如图所示。当S闭合、S1断开时，电水壶处于 　 　挡，加热和保温的功率分别为1200W和44W。用它把质量为1kg、初温为20℃的水加热到100℃，用时400s，则水吸收的热量是 　 　J，此过程中电水壶的效率η＝　 　%。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 18．如图甲是一种家用电暖器，图乙是其简化的电路图，已知R1＜R2，电暖器的部分参数如表中所示。闭合开关S，要让电器处于第二档工作，则应再将开关________闭合；若电暖器在第二档正常工作10min，则产生的热量是________J． 19．如图是小华同学探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置： （1）在两个相同的烧瓶中装有质量相等的 　 　（同种/不同）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲＞R乙。这样的装置可以研究电流产生的热量与 　 　的关系； （2）当开关闭合后，　 　（甲/乙）瓶中温度计示数上升较快，仅使用图中的器材 　 　（能/不能）探究电流热效应跟电流大小的关系； （3）若小华还想利用已有器材研究电功与电压的关系，还需增加的测量工具 　 　，他可以观察 　 　来比较单位时间内电功的大小。 20．寒假某物理实践小组的同学到养老院看望老人时，了解到由于气温低老人坐在马桶上时感觉不太舒适，实践小组的同学返回后在学校和家长的支持下，便利用所学的知识设计了一款适宜老人使用的简易马桶圈加热器，计划通过“众筹”项目向厂家定制生产，其电路如图所示，定值电阻R1和R2表示电热丝，R2的阻值为3300Ω，有高温挡和低温挡两种加热功能，低温挡功率为11W，当它接入电压为220V的家庭电路正常工作时，请求出： （1）低温挡加热时的电流；S1接a、b哪个端点时为低温挡？ （2）R1的阻值及加热器高温挡时的功率； （3）高温挡工作10min，最多可使马桶圈温度升高多少℃？[设电热丝放出热量70%被马桶圈吸收，马桶圈的质量为1kg，马桶圈材料的比热容为0.44×103J/（kg•℃）] 21．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； （2）取暖器处于低温挡时，工作1min产生的热量； （3）R2的阻值。 参考答案 【知识梳理】 1. 电能转化为内能 电流热效应工作 2.电流的平方 导体电阻 通电时间 Q=I2Rt 【实验再现】 （1）B；（b）在电流大小和电阻大小相同时，通电时间越长，电流通过电阻产生的热量越多；（c）A端；在通电时间和电阻大小相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多；（d）实验中只能通过温度计示数的变化量来反映电流通过电阻产生的热量的多少，无法精确测量电阻产生的热量； （2）R2断路；8；0.5；16；R2；（3）等于；大于。 【例题讲解】 例（1）8.4×104J（2）1000W（3）70% 【跟踪练习】 1. D；2．B；3．D；4．C；5．A；6．B；7.D 8.C 9．D 10．C 11．电阻丝接头处发热多；相等；电热毯被烧焦 12．热 13．热 90 大14．10 15．（1）加热；（2）44；2376；（3）2.4×104。 16.低温；6×104。17．保温；3.36×105；70。18．S1 6.9×105 19.（1）同种；电阻；（2）甲；不能；（3）两只电压表；温度计升高的示数。 20.（1）0.05A；S1接a；（2）1100Ω；44W；（3）42℃。 21.（1）4A；（2）5.28×104J；（3）110Ω。 学科网（北京）股份有限公司 $$