13.4电流的热效应同步个性化分层作业-2024-2025学年下学期初中物理北师大版九年级（中等生篇）

（中等生篇）2024-2025学年下学期初中物理北师大版九年级同步个性化分层作业13.4电流的热效应 一．选择题（共5小题） 1．（2024•临高县校级模拟）小明家连接插线板的导线折断后，他把导线断头拧结在一起继续使用，用久后发现拧结处容易烧断，其主要原因是拧结处（　　） A．电阻变小 B．电流比别处电流小 C．电阻变大 D．电流比别处电流大 2．（2024秋•鲤城区校级月考）电视机、电风扇、电烙铁三用电器都标有“220V 60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（　　） A．一样多 B．电视机 C．电风扇 D．电烙铁 3．（2024秋•烟台期中）如图所示，甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，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。下列说法中正确的是（　　） A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为5Ω B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.2W D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为84J 4．（2024秋•南山区期末）如图是探究焦耳定律的实验装置，U形管中液面高度的变化反映密闭容器中空气温度的变化。下列说法正确的是（　　） 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．通电时，通过电阻丝R1和R2的电流不同 C．U形管内液面上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越少 D．在探究导体产生的热量与电阻的关系时，R1和R2电阻丝的阻值应不同 5．（2024•工业园区校级二模）如图所示，在“比较两个灯泡亮度”、探究“影响电流热效应的因素”的活动中，下列说法正确的是（　　） ①甲图中灯越亮说明在相同时间内电流做功越多 ②图甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点 ③图乙中，若R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油，装R2的烧瓶中温度计示数上升较快 ④图乙中，实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多 A．只有① B．只有②③ C．只有①③④ D．①②③④ 二．填空题（共4小题） 6．（2024秋•齐齐哈尔期中）芯片体积小，元件密集。当芯片中有 　 　通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 　 　的方式改变芯片内能。 7．（2024秋•射阳县校级期中）如图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为3V，电热丝R的电阻为0.4Ω，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的　 　效应工作的，通电2min产生的热量为　 　J；若使用时总把塑料烫坏，可采取的措施　 　。 8．（2024•姑苏区模拟）电烤箱、电熨斗、电烙铁等用电器，都是利用 　 　（选填“电磁感应现象”、“电流的磁效应”或“电流的热效应”）来工作；将电阻为110Ω的电烙铁接入家庭电路中，正常工作1min产生的热量为 　 　J。 9．（2024秋•南京期末）某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图所示（虚线框内为电饭锅的发热部位）。电饭锅是利用电流的 　 　效应工作，已知R1＝44Ω，保温焖饭挡功率是22W，R2＝ 　 　Ω；高温烧煮挡工作10min产生的热量 　 　J；若只要求提升保温焖饭挡的功率，你的措施是：　 　。 三．实验探究题（共1小题） 10．（2024•邹城市校级三模）如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。 （1）图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与 　 　的关系； （2）图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻，若图乙中两U形管内液面高度差相同，则故障可能是 　 　。排除故障后，通电相同时间，发现左侧U形管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，　 　，产生的热量越多； （3）为了使图乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻R5换为阻值 　 　（选填“大于”或“小于”）5Ω的电阻。 （中等生篇）2024-2025学年下学期初中物理北师大版九年级同步个性化分层作业13.4电流的热效应 参考答案与试题解析 题号 1 2 3 4 5 答案 C D B D D 一．选择题（共5小题） 1．（2024•临高县校级模拟）小明家连接插线板的导线折断后，他把导线断头拧结在一起继续使用，用久后发现拧结处容易烧断，其主要原因是拧结处（　　） A．电阻变小 B．电流比别处电流小 C．电阻变大 D．电流比别处电流大 【考点】焦耳定律的应用；串联电路中的电流规律；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】电能和电功率；理解能力． 【答案】C 【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多。 【解答】解：导线连接处与导线串联在电路中，导线相互连接处因接触不良，则该处的电阻较大，通过的电流相等、通电时间相等，由Q＝I2Rt可知，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。 故选：C。 【点评】本题主要考查对焦耳定律及应用的了解和掌握，知道导线和导线的连接处为串联（电流相等）是本题的关键。 2．（2024秋•鲤城区校级月考）电视机、电风扇、电烙铁三用电器都标有“220V 60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生的热量最多的是（　　） A．一样多 B．电视机 C．电风扇 D．电烙铁 【考点】电热的大小比较．版权所有 【专题】电与热、生活用电；分析、综合能力． 【答案】D 【分析】根据电风扇、电烙铁和电动机这三种用电器工作时的能量转化情况分析判断。 【解答】解：电风扇和电动机工作时消耗电能，大部分转化为机械能，少部分转化为内能；电烙铁工作时把电能全转化为内能； 它们都在额定电压下工作 P＝P额，实际功率P相同，根据W＝Pt，工作时间相同时，三个用电器消耗的电能相同， 只有电烙铁把电能全转化内能，则电烙铁产生的热量最多。 故选：D。 【点评】注意生活中常用电器的能量转化情况：一消耗电能全转化为内能的：电熨斗、电饭锅、电烙铁、电饭锅；二消耗电能转化为内能和机械能的：电风扇、电吹风、电动机。 3．（2024秋•烟台期中）如图所示，甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像，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。下列说法中正确的是（　　） A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为5Ω B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.2W D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为84J 【考点】焦耳定律的简单计算；欧姆定律的应用；电功率P＝UI的简单计算．版权所有 【专题】计算题；电能和电功率；应用能力． 【答案】B 【分析】（1）由图甲可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.5A，可得此时小灯泡的电功率；只闭合开关S1时，只有小灯泡接入电路，可知电源电压等于小灯泡两端的电压，即U＝2V，可得小灯泡L的电阻； （2）由图乙可知，再闭合开关S2时，R与L并联，电流表增加的示数等于通过R的电流；由并联电路中电压的规律知，电阻R两端的电压为2V，由图甲可知，当电压为2V时，通过R的电流为0.2A； （3）再闭合开关S2时，由并联电路中电流的规律知，可得电路的总电流；可得电路的总功率； （4）再闭合开关S2后，根据Q＝W＝UIt可以求得在1min内电阻R产生的热量。 【解答】解：A．由图甲可知，当小灯泡两端的电压为2V时，通过小灯泡的电流为0.5A，根据P＝UI可以求得此时小灯泡的电功率为： PL＝ULIL＝2V×0.5A＝1W； 只闭合开关S1时，只有小灯泡接入电路，可知电源电压等于小灯泡两端的电压，即U＝2V，根据欧姆定律可以求得小灯泡L的电阻为： ； 故A错误； B．由图乙可知，再闭合开关S2时，R与L并联，电流表增加的示数等于通过R的电流；由并联电路中电压的规律知，电阻R两端的电压为2V，由图甲可知，当电压为2V时，通过R的电流为0.2A，所以电流表示数增加0.2A，故B正确； C．再闭合开关S2时，由并联电路中电流的规律知，电路的总电流为：I＝IR+IL＝0.2A+0.5A＝0.7A； 根据P＝UI可以求得，电路的总功率为：P＝UI＝2V×0.7A＝1.4W； 故C错误； D．再闭合开关S2后，根据Q＝W＝UIt可以求得，在1min内电阻R产生的热量为：QR＝WR＝UIRt＝2V×0.2A×60s＝24J； 故D错误。 故选：B。 【点评】本题考查电路分析能力，电功率的计算，欧姆定律的应用，电热的计算。 4．（2024秋•南山区期末）如图是探究焦耳定律的实验装置，U形管中液面高度的变化反映密闭容器中空气温度的变化。下列说法正确的是（　　） 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．通电时，通过电阻丝R1和R2的电流不同 C．U形管内液面上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越少 D．在探究导体产生的热量与电阻的关系时，R1和R2电阻丝的阻值应不同 【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；应用能力． 【答案】D 【分析】根据焦耳定律进行分析。 【解答】解：A、实验时U形管中液面高度没有变化，可能是装置的气密性不好，也可能是电路中某处断路，故A错误； B、通电时，两个电阻是串联的，通过电阻丝R1和R2的电流相同，故B错误； C、U形管内液面上升的高度越高，说明电阻丝产生的热量越多，故C错误； D、在探究导体产生的热量与电阻的关系时，R1和R2电阻丝的阻值应不同，故D正确。 故选：D。 【点评】本题考查的是影响电热大小的因素；知道控制变量法在实验中的应用。 5．（2024•工业园区校级二模）如图所示，在“比较两个灯泡亮度”、探究“影响电流热效应的因素”的活动中，下列说法正确的是（　　） ①甲图中灯越亮说明在相同时间内电流做功越多 ②图甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点 ③图乙中，若R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油，装R2的烧瓶中温度计示数上升较快 ④图乙中，实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多 A．只有① B．只有②③ C．只有①③④ D．①②③④ 【考点】电流产生的热量与电阻的关系；小灯泡实际功率的比较；电阻产生热量多少的表现．版权所有 【专题】实验题；电与热、生活用电；实验基本能力． 【答案】D 【分析】①电流做功的过程就是电能转化为其它形式能的过程； ②图甲中只能做一次实验，为得出普遍性的规律要多次测量； ③图乙中，两灯串联，通过的电流和通电时间相同，根据Q＝I2Rt分析。 ④根据转换法，实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多。 【解答】解：①甲图中，根据转换法可知，实验中通过灯泡的亮度来表示两灯相同时间内做功的多少；灯越亮说明在相同时间内电流做功越多；故①正确； ②图甲中只能做一次实验，故甲对探究电流做功多少与电流大小的关系有一定缺点，故②正确； ③图乙中，两灯串联，通过的电流和通电时间相同，根据Q＝I2Rt，若R1＜R2，则R2产生热量多，装R2的烧瓶中温度计示数上升较快，故③正确； ④图乙中，瓶中装有质量相等的煤油，根据转换法，实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多，故④正确。 故选：D。 【点评】本题“比较两个灯泡亮度”及探究“影响电流热效应的因素”，考查转换法、焦耳定律及转换法和归纳法的运用等知识。 二．填空题（共4小题） 6．（2024秋•齐齐哈尔期中）芯片体积小，元件密集。当芯片中有 　电流　通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 　热传递　的方式改变芯片内能。 【考点】电流的热效应；热传递改变物体的内能．版权所有 【专题】电与热、生活用电；应用能力． 【答案】电流；热传递 【分析】电流通过导体时，导体都会发热，这种现象叫电流的热效应。 改变物体内能的方式有两种：做功和热传递。 【解答】解： 芯片原件有电阻，当电流通过导体时，导体发热，是将电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。 芯片放出热量，散热部件吸收热量，热量通过热传递的方式传递给散热部件，从而起到降温作用。 故答案为：电流；热传递。 【点评】本题考查的是电流的热效应；知道改变物体内能的两种方式。 7．（2024秋•射阳县校级期中）如图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为3V，电热丝R的电阻为0.4Ω，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的　热　效应工作的，通电2min产生的热量为　2700　J；若使用时总把塑料烫坏，可采取的措施　增大R的阻值　。 【考点】焦耳定律的简单计算；电流的热效应．版权所有 【专题】计算题；电能和电功率；应用能力． 【答案】热；2700；增大R的阻值。 【分析】当电流通过电阻时，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应；纯电阻电路产生的热量Q＝I2Rtt；若电压不变，则R越大产生的热量越少。 【解答】解：电流通过电阻，因为电流的热效应，电阻发热产生热量，温度升高，实现高温封口； 电阻产生的热量为： Q＝I2Rtt2×60s＝2700J； 由公式Q＝I2Rtt可知，电压不变，要减小电阻产生的热量，应增大R的阻值。 故答案为：热；2700；增大R的阻值。 【点评】本题考查了电流的热效应及焦耳定律的计算公式的应用，属于基础考查，难度不大。 8．（2024•姑苏区模拟）电烤箱、电熨斗、电烙铁等用电器，都是利用 　电流的热效应　（选填“电磁感应现象”、“电流的磁效应”或“电流的热效应”）来工作；将电阻为110Ω的电烙铁接入家庭电路中，正常工作1min产生的热量为 　26400　J。 【考点】焦耳定律的简单计算；电流的热效应．版权所有 【专题】应用题；电与热、生活用电． 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）电热器是利用电流热效应制成的加热设备； （2）在家庭电路中，实际电压为220V，利用欧姆定律求通过的电流，再利用焦耳定律求1min产生的热量。 【解答】解： （1）电烤箱、电熨斗、电烙铁等用电器工作时，消耗电能全部转化为内能，都是利用电流的热效应工作的； （2）家庭电路的电压U＝220V， 通过电烙铁的电流I2A， 1min内产生的热量： Q＝I2Rt＝（2A）2×110Ω×60s＝26400J。 故答案为：电流的热效应；26400。 【点评】本题考查了欧姆定律、焦耳定律和电流热效应的应用，属于基础题目。 9．（2024秋•南京期末）某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图所示（虚线框内为电饭锅的发热部位）。电饭锅是利用电流的 　热　效应工作，已知R1＝44Ω，保温焖饭挡功率是22W，R2＝ 　2156　Ω；高温烧煮挡工作10min产生的热量 　6.6×105　J；若只要求提升保温焖饭挡的功率，你的措施是：　减小R2的阻值　。 【考点】焦耳定律的简单计算；电功率的综合计算；电流的热效应．版权所有 【答案】热；2156；6.6×105；减小R2的阻值。 【分析】（1）电流通过导体时，将电能转化为内能的现象叫做电流的热效应； （2）由图可知，当开关S接1时，R1、R2串联，当开关S接2时，只有R1工作，根据串联电路的特点和P可知电饭锅高温烧煮挡和保温焖饭挡的电路连接；根据P求出R1、R2的串联总电阻，根据串联电路的电阻特点求出R2的阻值； （3）根据P求出高温烧煮挡的功率，根据Q＝W＝Pt求出高温烧煮挡工作10min产生的热量； （4）只要求提升保温焖饭挡的功率而不改变高温烧煮挡的功率，可以减小R2的阻值。 【解答】解：电饭锅工作时将电能转化为内能，所以电饭锅是利用电流热效应工作的； 由图可知，当开关S接1时，R1、R2串联，根据串联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最大，由P可知，电路中的总功率最小，电饭锅处于保温焖饭挡； 由P可知，保温焖饭挡时电路中的总电阻：R2200Ω， 根据串联电路的电阻特点可知，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝2200Ω﹣44Ω＝2156Ω； 当开关S接2时，只有R1工作，则高温烧煮挡的电功率：P高温1100W， 高温烧煮挡工作10min产生的热量：Q＝W＝P高温t＝1100W×10×60s＝6.6×105J； 只要求提升保温焖饭挡的功率而不改变高温烧煮挡的功率，而且电源电压不变，由P可知，只要减小R2的阻值即可。 故答案为：热；2156；6.6×105；减小R2的阻值。 【点评】本题考查串联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律的灵活运用，难度不大。 三．实验探究题（共1小题） 10．（2024•邹城市校级三模）如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。 （1）图甲中在两个密闭容器中装有质量相等的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与 　电阻　的关系； （2）图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相同的电阻，若图乙中两U形管内液面高度差相同，则故障可能是 　R5开路　。排除故障后，通电相同时间，发现左侧U形管内液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，　通过导体的电流越大　，产生的热量越多； （3）为了使图乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻R5换为阻值 　小于　（选填“大于”或“小于”）5Ω的电阻。 【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】实验题；电流和电路；电与热、生活用电；实验基本能力． 【答案】（1）电阻；（2）R5开路；通过导体的电流越大； （3）小于。 【分析】（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，结合串联电路电流的规律分析； （2）电流通过导体产生热量的多少不易直接观察，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，电阻丝产生热量越多，气体膨胀程度越大，故可通过U形管液面的高度差来反映电阻丝产生的热量多少，采用了转换法，结合Q＝I2Rt分析； 由图可知，电阻丝4、5并联后，再与电阻丝3串联，通过电阻丝3的电流等于通过电阻丝4的电流与通过电阻丝5的电流之和，由题意可知，电流通过3产生的热量多，由此得出结论； （3）为了使实验中两侧U形管液面高度差更明显，可增大通过电阻丝R5的电流，由此得出结论。 【解答】解： （1）由图甲可知，电阻丝R1、R2串联，则通过电阻丝R1、R2的电流相等，R1、R2的通电时间相等，电阻丝R1、R2的电阻大小不同，由此可知该实验装置控制了电流和时间相同，改变了导体的电阻大小，探究电流产生的热量与电阻大小之间的关系； （2）由图可知，电阻丝R4、R5并联后，再与电阻丝R3串联，两U形管内液面上升高度差相同，根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，Q、R、t都相同，说明通过R3、R4两根电阻丝的电流相同，故是电阻丝R5不通电，所以电路中出现的故障是电阻丝R5开路了； 由图可知，电阻丝4、5并联后，再与电阻丝3串联，通过电阻丝3的电流等于通过电阻丝4的电流与通过电阻丝5的电流之和，则通过电阻丝3的电流大于电阻丝4的电流，由题意可知，电流通过3产生的热量多，由此可知，在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多； （3）为了使实验中两侧U形管液面高度差更明显，可以增大通过R3的电流，R3处于干路，故应减小电路中的电阻，可将R5的电阻换为小于5Ω的电阻。 故答案为：（1）电阻；（2）R5开路；通过导体的电流越大； （3）小于。 【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、转换法及焦耳定律的运用。 考点卡片 1．热传递改变物体的内能 【知识点的认识】 （1）条件：两个物体之间或同一个物体的不同部分存在温度差 （2）过程：高温物体放出热量，温度降低，内能减少，低温物体吸收热量，温度升高，内能增加； （3）结果：温度相同 （4）实质：内能的转移。能量的形式没有改变 【命题方向】 考查热传递改变物体内能的概念，以及现象。 例：下列实例中，属于热传递改变物体内能的是（　　） A.用锯条锯木头时锯条的温度升高 B.两手相互摩擦时手的温度升高 C.电钻打孔时钻头温度升高 D.热鸡蛋放入冷水中温度降低 分析：改变物体内能的方式有两种：做功和热传递，热传递过程是能量的转移过程，做功过程是能量的转化过程。 解析：解：A、锯木头是克服摩擦做功，锯条温度升高，是通过做功改变物体的内能； B、两手相互摩擦时，克服摩擦做功，机械能转化为内能，通过做功的方式改变物体的内能； C、电钻打孔是克服摩擦做功，钻头温度升高，是通过做功改变物体内能的； D、放入冷水中的热鸡蛋放出热量，温度降低，是通过热传递改变物体内能，故D正确。 故选：D。 点评：此题是考查对做功和热传递改变物体内能的辨别，是中考热点，属于易错题目。 【解题方法点拨】 热传递的实例： 炒菜时，用火给炒勺加热；冬天坐在炉子边取暖；放在太阳光下晒被子；哈气；热水袋取暖。 2．串联电路中的电流规律 【知识点的认识】 从理论上分析，经过电路中各个部分的电荷，不会消失，也不会凭空增加，所以单位时间内经过串联电路各处的电荷一样多，也就是说串联电路中电流处处相等．表达式为I1＝I2＝…In 【命题方向】 判断串联电流中各电路中的电流大小是中考的热点，常以选择题，填空题出题，考查定性关系 例：如图AO和OB是两段由同种材料制成的粗细不同的电阻线，这两段电阻线的长度相等。当把它们串联接入某一电路中时，电阻线AO和OB两端电流之间的关系是（　　） A.IAO＜lOB B.IAO＞IOB C.IAO＝IOB D.无法确定 分析：在串联电路中，电流处处相等，据此分析判断。 解析：解：由题意知，导体AO与OB串联接入电路，由串联电路的电流特点知，流过串联电路的电流处处相等，所以IAO＝IOB，故ABD错误；C正确。 故选：C。 点评：本题主要考查了串联电路的特点，难度不大，属于基础知识。 【解题方法点拨】 无论串联电路中的用电器规格是否相同，只要串联，通过电路的电流处处相等．串联电路中电流相等不要理解为电流是不变的，一个用电器的电流改变，流过其他用电器的电流也改变，但两者相等． 3．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。 4．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：R20Ω； 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。 5．电功率P＝UI的简单计算 【知识点的认识】 计算式：P＝UI。 推导：将W＝UIt代入公式P＝W/t中，可得P＝UI。 I：表示电流，单位是A U：表示电压，单位是V P：表示电功率，单位是W 【命题方向】 考查公式P＝UI的运用，也常考此公式的变形，求电压或电流。 例：如图所示，电源电压恒为6V，小灯泡L上标“3V 1.5W”字样（灯丝电阻不随温度变化），小灯泡L正常发光时的电流为　0.5　A。闭合开关S，移动滑动变阻器R的滑片P，使小灯泡L正常发光，此时滑动变阻器的阻值为　6　Ω，滑动变阻器R的电功率为　1.5　W。 分析：（1）由P＝UI计算小灯泡L正常发光时的电流； （2）闭合开关S，灯泡L与变阻器R串联，根据串联电路规律和欧姆定律计算小灯泡L正常发光时变阻器的接入电阻；由P＝UI计算滑动变阻器R的电功率。 解析：解：小灯泡L上标“3V 1.5W”字样，灯泡的额定电压为UL＝3V，额定功率为PL＝1.5W， 由P＝UI可得，灯泡正常发光时的电流：IL0.5A； 由欧姆定律可得，灯泡正常发光时的电阻：RL6Ω， 闭合开关S，灯泡正常发光时，变阻器两端的电压：U滑＝U﹣UL＝6V﹣3V＝3V， 柑橘串联电路电流规律可得，变阻器中通过的电流：I滑＝IL＝0.5A， 由欧姆定律可得，变阻器的接入电阻：R6Ω； 滑动变阻器R的电功率：P滑＝I滑U滑＝0.5A×3V＝1.5W。 故答案为：0.5；6；1.5。 点评：本题考查串联电路规律和欧姆定律＝电功率公式的应用，是基础题。 【解题方法点拨】 了解电功率基本公式及其变形公式的应用以及电流单位的换算，熟练利用公式是解题的关键． 6．小灯泡实际功率的比较 【知识点的认识】 灯泡的亮度取决于其实际功率，与其他因素无关。比较灯泡的亮度，就是比较灯泡的实际功率，实际功率大的灯泡亮。 【命题方向】 考查小灯泡实际功率的大小比较，以及动态电路中的小灯泡亮度的变化。 例：灯L1、L2的额定电压均为3V，两灯中的电流与其两端电压的关系如图所示。在确保电路安全的情况下，下列说法正确的是（　　） A.两灯正常发光时，L1较暗 B.两灯正常发光时，L2的电阻较大 C.两灯串联时，电路的最大功率为1W D.两灯并联时，电路的最大功率为2W 分析：（1）已知灯L1、L2的额定电压，由图可知两灯的额定电流，由P＝UI可分别得到两灯的额定功率，即可判断两灯正常发光时的明暗程度； （2）两灯泡的额定电压和额定电流已知，用欧姆定律可分别求出两灯泡正常发光时的电阻，即可判断两灯泡电阻的大小； （3）由串联时电流相同，从图中可找到串联电路的最大电流，由此时图中每个灯泡的实际电压根据串联串联电压的规律可得到电路的总电压，再用P＝UI即可得到串联时电路的最大功率； （4）两灯并联时，最大电压为它们的额定电压，电路总电流为两灯泡额定电流之和，用P＝UI即可得到并联时电路的最大功率。 解析：解：A、灯L1、L2的额定电压均为3V，由图可知灯L1的额定电流I1额＝0.25A，灯L2的额定电流I1额＝0.5A， 灯L1的额定功率P1额＝U1额×I1额＝3V×0.25A＝0.75W， 灯L2的额定功率P2额＝U2额×I2额＝3V×0.5A＝1.5W， 两灯正常发光时，灯泡的实际功率等于额定功率，灯L1的额定功率小，实际功率小，发光较暗，故A正确； B、正常发光时，L2的电阻R26Ω， 正常发光时，L1的电阻R112Ω，故B错误； C、两灯串联时，电路的最大电流等于I1额＝0.25A，由图知此时U2＝1V，U1＝3V，总电压U＝U1+U2＝3V+1V＝4V， 电路的最大功率P＝UI1额＝4V×0.25A＝1W，故C正确； D、两灯并联时，电路的最大电压等于两个灯泡的额定电压即U'＝3V， 电路的最大功率P'＝U'×（I1额+I2额）＝3V×（0.25A+0.5A）＝2.25W，故D错误。 故选：AC。 点评：本题考查了串并联电路的特点和欧姆定律、电功率公式的应用，正确得出串联时电路的最大电流和并联时电路的最大电压以及从图像中获取有用的信息是关键。 【解题方法点拨】 比较小灯泡的实际功率需要考虑其两端的电压和通过的电流，而亮度则直接反映了实际功率的大小。 7．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。 8．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． 9．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。 10．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。 11．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。 12．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： I1.5A，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： R26Ω； （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。 13．电热的大小比较 【知识点的认识】 在电压和时间相同的情况下，要用公式Q来比较热量的大小，在电流和时间相同的情况下，要用公式Q＝I2Rt来比较热量的大小。 【命题方向】 考查通过电路图的计算比较电热的大小，以及通过实际现象的不同来比较电热的大小。 例：如图所示，电源电压恒定不变，电阻R1和R2分别浸没在等量红色热消失液体中（温度越高，液体颜色越浅）。通电1min，R2的颜色比R1浅，下列说法正确的是（　　） A.电阻R1＞R2 B.电压U1＞U2 C.电流I1＜I2 D.热量Q1＜Q2 分析：根据串联电路的特点知电流大小关系；由温度越高，液体颜色越浅，可知电阻产生的热量大小关系；根据Q＝I2Rt可知电阻大小关系；根据欧姆定律分析电阻两端的电压关系。 解析：解：由图可知，电阻R1和R2串联接入电路，通电1min，电流相同即I1＝I2， 而R2对应的液体颜色比R1的浅，则电流通过R2产生的热量大于R1产生的热量，即Q1＜Q2， 根据Q＝I2Rt可知，两电阻的阻值关系为R1＜R2， 根据U＝IR可知，电阻两端的电压关系为U1＜U2，故D正确，ABC错误。 故选：D。 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，注意串联电路特点的运用。 【解题方法点拨】 由于电流通过电阻丝时，产生的热量与多方面因素有关，所以在比较电流通过电阻丝产生的热量多少时，需要运用控制变量法。 14．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。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$