15.3 电流的热效应(讲义)物理新教材北师大版(北京)九年级全一册
2026-07-29
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精品
摘要:
本讲义聚焦电流热效应及焦耳定律核心知识点,承接电流做功内容,系统梳理电流热效应定义、焦耳定律(Q=I²Rt)及导出式,明确电热影响因素(电流、电阻、时间),区分纯电阻与非纯电阻电路电热计算,结合电热利用(热水器)与防止(散热窗)实例,构建完整学习支架。
该资料突出科学探究与科学思维融合,通过探究电热与电阻关系实验(如不同阻值电阻丝加热煤油)培养证据收集与分析能力,结合实际应用案例渗透社会责任。课中随学随练助教师互动教学,课后分层练习(基础、素养、创新)帮学生查漏补缺,提升知识应用与问题解决能力。
内容正文:
第十五章
电流做功
第3节 电流的热效应
课标要点
1.认识电流热效应;
2.熟记焦耳定律内容、公式;
3.理解电热影响因素;
4.区分电热与电功,会计算电热,知道电热利用与防止。
学习重难点
重点:焦耳定律公式及计算;电流产生热量的三个影响因素。
难点:纯电阻、非纯电阻电路电功与电热的区分。
知识点 焦耳定律
1. 电流通过导体时电能转化成热(电能转化为内能),这个现象叫做电流的热效应。
2. 焦耳定律: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。(英国物理学家焦耳)
3. 定义式:Q=I2Rt I2= R= t =
4. 导出式:①Q=UIt U= I= t =
② Q=t U2= U = R = t =
③Q=Pt P= t=
Q—热量—焦耳(J); I—电流—安培(A); R—电阻—欧姆(Ω);
t—通电时间—秒(s); P—电功率—瓦特(W); U—电压—伏特(V)。
5. 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),这时以下公式均成立Q=Uit Q=t Q=Pt;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。
6. 利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
7. 防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
8. 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,即=;
(3)并联电路中,各部分电路的热量与其电阻成反比,即=(各支路通电时间都相同)。
随学随练如图甲所示的是小灯泡L和电阻R的I-U图像。现将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,其中开关为单刀双掷开关,电源两端电压U恒定为3V,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S,开关拨至a,通过电阻R的电流为0.4A
B.闭合开关S,开关拨至a,电路的总功率为15W
C.闭合开关S,开关拨至a,在1min内电阻R产生的热量为180J
D.断开开关S,开关拨至b,此时小灯泡L的电功率比电阻R的电功率小
【答案】D
【详解】ABC.由图乙可知,闭合开关S,开关S1拨至a,电阻R和小灯泡L并联,根据并联电路的电压规律可知,灯泡和电阻R两端的电压为电源电压3V,由图甲可知通过灯泡L和电阻R的电流分别为0.4A、0.1A;根据并联电路的电流规律可知,干路电流为
则电路的总功率为
1min内电阻R产生的热量
故ABC错误;
D.由图乙可知,断开开关S,开关S1拨至b,电阻R和小灯泡L串联,由于电源电压一定,根据串联电路电流处处相等,由图甲可知当电路中的电流相等时,灯泡两端的电压一定小于电阻两端的电压,根据可知,小灯泡L的电功率比电阻R的电功率小,故D正确。
故选D。
题型 焦耳定律
活学活用如图所示的电路,电源电压不变,电阻R1的阻值为5Ω。开关S闭合时,电压表的示数为3V,电流表的示数为0.2A。求:
(1)R2的电阻。
(2)电源电压。
(3)电路的总功率。
(4)通电3min电阻R1产生的热量。
【答案】(1)15Ω
(2)4V
(3)0.8W
(4)36J
【详解】(1)由电路图可知,电阻R1和R2串联,电压表测量R2两端的电压,即R2两端的电压为3V;电流表测量电路中的电流为0.2A。根据欧姆定律,可得R2的电阻为
(2)根据,可得电阻R1两端电压为
在串联电路中,总电压等于各部分电路两端电压之和,即电源电压为
(3)根据电功率公式,可得电路的总功率为
(4)通电时间
根据焦耳定律,可得电阻R1产生的热量为
基础通关
1.下列说法正确的是( )
A.通常情况下,陶瓷杯、钢尺和橡皮都属于绝缘体
B.在国际单位制中,电功的单位是焦耳,电功率的单位是瓦特
C.手机正常工作时,它的电功率大约为1000W
D.电热水器和台式电风扇都是利用电流热效应工作的
【答案】B
【详解】A.钢尺的材料金属,属于导体,橡皮属于绝缘体,陶瓷是很好的绝缘体,故A错误;
B.在国际单位制中,电功的单位是焦耳,电功率的单位是瓦特,故B正确;
C.手机工作电流非常小,一般在0.3A以下,它的电功率约为1.5W,故C错误;
D.电热水器是将电能转化为热能,利用的是电流的热效应,台式电风扇主要将电能转化为机械能,故D错误。
故选B。
2.下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电熨斗 B.洗衣机 C.电冰箱 D.电风扇
【答案】A
【详解】A.电熨斗工作时将电能转化为内能,是利用电流热效应工作的,故A符合题意;
BCD.洗衣机、电冰箱、电风扇工作时主要将电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故BCD不符合题意。
故选A。
3.某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内装有煤油以及阻值为R1和R2的电阻丝(R1=5Ω,R2=10Ω),记录相关数据。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数,根据上述实验,回答下列问题:
(1)两个烧瓶中需要装入_________和_________相同的煤油。
(2)该实验中,电流通过导体产生热量的多少用______________来反映,依据是_________________。
【答案】(1) 质量 初温
(2) 温度计示数的变化 当电阻丝通电后,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量,温度升高。
【详解】(1)[1][2]两个烧瓶中需要装入质量和初温相同的煤油,依据控制变量法,只有煤油的质量和初温都相同,才能通过温度计示数的变化量来准确反映电阻丝产生热量的多少。
(2)[1]电流通过导体产生热量的多少用温度计示数的变化量来反映,温度计示数的变化量越大,说明电流通过导体产生热量越多。
[2]当电阻丝通电后,产生的热量被煤油吸收,煤油吸收热量,温度升高,所以本实验是通过温度计的示数变化反映电流产生的热量多少。
4.图中所示的四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电煮锅 B.迷你电冰箱
C.扫地机器人 D.笔记本电脑
【答案】A
【详解】A.电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。电煮锅工作时把电能转化为内能,利用了电流的热效应,故A符合题意;
B.迷你电冰箱,主要是把电能转化为机械能,故B不符合题意;
C.扫地机器人,主要是把电能转化为机械能,故C不符合题意;
D.笔记本电脑工作时,主要将电能转化为光能、机械能等,没有利用电流热效应,故D不符合题意。
故选 A。
5.如图所示电路中,电源电压恒定不变,的阻值为。闭合开关S,电压表的示数为4V,电流表的示数为,求:
(1)的阻值。
(2)通电,产生的热量。
【答案】(1)
(2)48J
【详解】(1)由图可知,与串联,电流处处相等,电压表测两端电压,的阻值
(2)通电,产生的热量为
素养提升
6.小兴用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关,图中两个烧瓶完全相同,瓶内煤油的质量相等且初温相同,两支温度计A和B也相同。
(1)实验中用__________反映电阻丝产生热量的多少。若电阻丝的阻值为,则电阻丝的阻值应选择________(选填“5Ω”或“10Ω”)以达成实验目的。
(2)闭合开关一段时间,发现两支温度计示数的变化量不相等,则可得出的实验结论是:__________。
【答案】(1) 温度计的示数变化 10Ω
(2)电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关
【详解】(1)本实验用到转换法:电阻丝产生的热量无法直接观察,电阻丝产热越多,煤油吸热后温度升高越多,因此用温度计示数的变化量反映电阻丝产生的热量的多少。
本实验目的是探究电流产热和电阻的关系,需要控制电流、通电时间相同,改变电阻大小,已知,因此需要选择阻值不同的10Ω,保证实验变量唯一。
(2)图中两电阻丝串联,因此通过两个电阻的电流、通电时间都相同,只有电阻阻值不同;通电后温度计示数变化量不相等,说明两个电阻产生的热量不同,因此可得出结论:在电流和通电时间相同时,电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关。
7.图甲为某品牌电热水壶实物图,图乙为其电路原理图,和为阻值不变的电热丝,为总开关,为温控开关,当水加热到时,电热水壶自动切换到保温状态。电热水壶的额定电压是,加热功率是,保温功率是。电热水壶正常工作过程中,下列说法正确的是( )
A.加热过程一定比保温过程消耗的电能多
B.加热过程比保温过程电路中的电流小
C.电热丝
D.加热和保温相同时间产生的热量之比为10∶1
【答案】C
【详解】当闭合、闭合时,被短路,只有接入电路,电阻小,由可知,电压不变时功率大,为加热状态;当闭合、断开时,与串联,总电阻大,功率小,为保温状态。
A.根据电能公式,电能由功率和工作时间共同决定,未说明工作时间,无法比较加热和保温消耗电能的多少,故A错误;
B.由,电源电压不变,加热功率,因此加热电流,故B错误;
C.加热状态的电阻
保温状态总电阻
串联电路总电阻等于各电阻之和,因此的电阻
则,故C正确;
D.纯电阻电路,相同时间内产生热量,因此热量比
不是,故D错误。
故选C。
8.小云想探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系。他连接了如图所示的电路,其中两个完全相同的保温杯甲、乙内分别装有质量、初温相同的煤油,以及阻值分别为和的电阻丝()。闭合开关一段时间后,不考虑热量损失,请分析并判断甲、乙温度计示数和的大小关系。
【答案】,分析见解析
【详解】根据焦耳定律电流通过两个电阻丝发出的热量分别为,,由图知两个电阻丝串联,所以通过它们的电流I相等,而阻值,所以相同的时间t内,发出的热量。又因为不考虑热量损失,电流通过电阻丝发出的热量完全被保温杯内的煤油吸收,即,,所以甲、乙两个保温杯内的煤油吸热。由比热容公式,,因为甲、乙保温杯内装有煤油的质量m、初温t相同,所以甲、乙温度计示数。
9.电饭锅是现代厨房一种常见的用电器,它不但能够把食物做熟,而且还能够保温,使用起来非常方便。图甲为某款电饭锅,图乙为该电饭锅的简化电路图。其中和为阻值不变的电热丝,是煮饭加热开关,是自动保温开关。已知,,该电饭锅接入电压为220V的电路中。求:
(1)加热挡时,电路中的电流。
(2)保温挡工作10min产生的热量。
【答案】(1)
(2)
【详解】(1)当开关、闭合,电阻R1单独工作,此时电路中电阻较小,为加热挡,加热挡时电路中的电流为
(2)当开关闭合、断开时,电阻R1和R2串联,此时电路中电阻较大,为保温挡,此时电路中总电阻为
保温挡工作10min产生的热量为
10.用图所示电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关,其中两个烧瓶完全相同,瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻和;
(1)该实验采用串联电路可以控制_______相同和_______相同。滑动变阻器的作用是________。
(2)闭合开关一段时间,观察到________,可得出电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关的结论。
【答案】(1) 电流 通电时间 改变电流大小
(2)温度计A和B的示数不同
【详解】(1)[1][2]该实验采用串联电路,将阻值不等的电阻和串联接入同一电路,同一电路通电时间相同,根据串联电流规律可知,通过电阻和的电流相同;所以,可以控制电流相同和通电时间相同。
[3]滑动变阻器在实验中可以保护电路,防止电流过大而损坏元件;同时,还可以通过移动滑片改变电路的总电阻,从而改变通过电路的电流,进而进行多次实验。
(2)闭合开关一段时间,电流通过阻值不等的电阻和产生热量,由可得,电流通过阻值不等的电阻和产生的热量多少不同,则瓶内质量和初温相同的煤油吸收的热量也不同,升高的温度也不同,所以温度计A和B的示数也不同,说明电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关。
迁移创新
11.如图所示,把两个定值电阻、放入完全相同的烧瓶中,烧瓶中装有初温相同的煤油,甲烧瓶中煤油的质量大于乙烧瓶中煤油的质量。甲、乙装置串联在电路中通电一段时间后。甲中温度计示数高于乙中温度计示数,待烧瓶中煤油冷却回初温,将、并联在电路中通电一段时间后,下列说法正确的是( )
A.甲温度计示数低于乙温度计示数 B.两端的电压小于两端的电压
C.通过的电流大于通过的电流 D.的电功率大于的电功率
【答案】A
【详解】、串联,电路中电流、通电时间都相等: 已知,初温相同,最终甲温度更高,因此温度变化量。 根据吸热公式,可得;电流产生的热量全部被煤油吸收,结合焦耳定律,I、t相同,越大电阻越大,因此得到结论。
B.、并联,并联电路各支路电压相等,因此,故B错误;
C.根据,相同,,因此,故C错误;
D.根据电功率公式,相同,,因此,故D错误;
A.通电相同时间,产生热量,又因为,根据,相同,更小、更大,因此,初温相同,最终甲温度计示数低于乙,故A正确。
故选A。
12.如图所示的装置中,两个完全相同的保温杯内装有质量、初温均相等的甲、乙液体,比热容分别为、,A、B为规格相同的温度计,为阻值不变的电热丝。闭合开关,通电一段时间,温度计A、B的示数分别为、。不考虑热损失且液体未达到沸点。下列说法正确的是( )
A.若大于,则电流通过产生的热量大于电流通过产生的热量
B.若等于,大于,则电热丝的阻值小于的阻值
C.若电热丝的阻值大于电热丝的阻值,小于,则大于
D.若大于,电热丝的阻值大于的阻值,则小于
【答案】C
【分析】先判断电路连接方式,可知与串联,因此通过两个电热丝的电流和通电时间均相同;不考虑热损失,所以电流通过电热丝产生的热量全部被对应的液体吸收,即;根据焦耳定律判断电热丝产生热量的大小关系,再结合吸热公式分析物理量之间的关系。
【详解】由图可知,与串联,因此电路中电流、通电时间都相等;不考虑热损失,电热丝产生的热量全部被液体吸收,即
根据和可得
甲、乙质量相等,初温相同。
A.只能说明甲的温度变化更大,但甲、乙液体的比热容、未知,根据,无法确定甲、乙吸收热量的大小关系,即无法确定电流通过产生的热量与电流通过产生的热量的关系,故A错误;
B.若,,则,根据,甲液体吸收的热量大于乙液体吸收的热量,即R1产生的热量更多;根据,R1、R2的电流、通电时间都相等时,,故B错误;
C.根据
得
已知,即
,即,因此,故C正确;
D.根据
得
已知、,即,
无法确定和的大小,因此和大小无法确定。故D错误。
故选C。
13.某智能充电器为与其匹配的手机充电时,通常有三种模式:以较大的恒定电流充电(恒流充电)、以较大的恒定电压充电(恒压充电)和以微弱的电流充电(涓流充电),这样可以有效延长电池的使用寿命。某款手机剩余20%的电量时,用与其匹配的智能充电器充电,该智能充电器输出的电流I、电压U与充电时间t的关系分别如图甲、图乙所示。若不考虑充电过程中温度对电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.在恒压充电过程中,手机电池储存的电能在逐渐减少
B.在恒流充电过程中,充电器的电功率逐渐变大
C.在恒流充电过程中,充电线上单位时间内电流产生的热量不变
D.手机电池在恒压充电过程中比在恒流充电过程中升温更快
【答案】C
【详解】A.充电过程中,充电器持续向电池输入电能,恒压充电时电池储存的电能是逐渐增加的,故A错误;
B.充电器电功率,恒流充电时不变,逐渐增大,因此电功率逐渐变大,但“充电器的电功率”这一说法在不指明是输入功率还是输出功率时有歧义,故B错误;
C.根据焦耳定律,充电线单位时间产生的热量,恒流充电不变,且不考虑温度对电阻的影响,不变,因此单位时间产生的热量不变,故C正确;
D.电池升温由电流热效应导致,产生的热功率,恒流充电的电流远大于恒压充电的电流,恒流充电产热功率更大,升温更快,故D错误。
故选C。
14.(多选)如图所示电路,两个完全相同的保温杯内分别装有质量和初温相同的甲、乙两种液体,相同的温度计,阻值不变的电热丝和,且。闭合开关S,给电路通电一段时间后,观测到甲液体的温度为,乙液体的温度为。已知,不考虑热损失且全过程未达到液体沸点。下列判断正确的是( )
A.产生的热量小于产生的热量
B.产生的热量大于产生的热量
C.液体甲的比热容小于液体乙的比热容
D.液体甲的比热容大于液体乙的比热容
【答案】AC
【详解】AB.电路为串联电路,电流相等,,通电时间相同。根据可得产生的热量小于产生的热量,故A正确,B错误;
CD.不考虑热损失且全过程未达到液体沸点,且甲、乙两种液体的质量和初温相同,一段时间后末温度,甲液体升高的温度大于乙液体升高的温度,液体甲吸收的热量小于乙,根据,可得液体甲的比热容小于液体乙的比热容,故C正确,D错误。
故选AC。
15.将包装口香糖的锡箔纸(质地均匀、厚度相同)剪成如图所示的形状,其中AB、BC、CD段的长度相同。将A、D两端分别与电池正、负极接触,一段时间后发现BC段燃烧起来。下列说法正确的是( )
A.燃烧前,BC段的电阻小于AB段的电阻
B.燃烧前,通过BC段的电流大于通过CD段的电流
C.燃烧前,BC段两端电压大于CD段两端电压
D.BC段燃烧,说明电流只在通过BC段时产生热量
【答案】C
【详解】A.AB、BC段长度相同,BC段横截面积小于AB段,所以BC段的电阻大于AB段的电阻,故A错误;
B.将锡箔纸A、D两端与电池正、负极接触,此时AB、BC、CD段串联在电路中。根据串联电路的电流特点,串联电路中各处的电流相等,所以通过BC段的电流等于通过CD段的电流,故B错误;
C.由串联电路的分压原理可知,串联电路中电阻越大,分得的电压越高。因为BC段电阻大于CD段电阻,且通过它们的电流相等,根据可知,BC段两端电压大于CD段两端电压,故C正确;
D.根据焦耳定律,串联电路中电流处处相等,BC段电阻大,相同时间内BC段产生的热量多,所以BC段先燃烧,但并不是只有BC段产生热量,其他部分也产生热量,只是相对较少,故D错误。
故选C。
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第十五章
电流做功
第3节 电流的热效应
课标要点
1.认识电流热效应;
2.熟记焦耳定律内容、公式;
3.理解电热影响因素;
4.区分电热与电功,会计算电热,知道电热利用与防止。
学习重难点
重点:焦耳定律公式及计算;电流产生热量的三个影响因素。
难点:纯电阻、非纯电阻电路电功与电热的区分。
知识点 焦耳定律
1. 电流通过导体时电能转化成热(电能转化为内能),这个现象叫做电流的热效应。
2. 焦耳定律: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。(英国物理学家焦耳)
3. 定义式:Q=I2Rt I2= R= t =
4. 导出式:①Q=UIt U= I= t =
② Q=t U2= U = R = t =
③Q=Pt P= t=
Q—热量—焦耳(J); I—电流—安培(A); R—电阻—欧姆(Ω);
t—通电时间—秒(s); P—电功率—瓦特(W); U—电压—伏特(V)。
5. 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),这时以下公式均成立Q=Uit Q=t Q=Pt;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。
6. 利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
7. 防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。
8. 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,即=;
(3)并联电路中,各部分电路的热量与其电阻成反比,即=(各支路通电时间都相同)。
随学随练如图甲所示的是小灯泡L和电阻R的I-U图像。现将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中,其中开关为单刀双掷开关,电源两端电压U恒定为3V,下列说法中正确的是( )
A.闭合开关S,开关拨至a,通过电阻R的电流为0.4A
B.闭合开关S,开关拨至a,电路的总功率为15W
C.闭合开关S,开关拨至a,在1min内电阻R产生的热量为180J
D.断开开关S,开关拨至b,此时小灯泡L的电功率比电阻R的电功率小
题型 焦耳定律
活学活用如图所示的电路,电源电压不变,电阻R1的阻值为5Ω。开关S闭合时,电压表的示数为3V,电流表的示数为0.2A。求:
(1)R2的电阻。
(2)电源电压。
(3)电路的总功率。
(4)通电3min电阻R1产生的热量。
基础通关
1.下列说法正确的是( )
A.通常情况下,陶瓷杯、钢尺和橡皮都属于绝缘体
B.在国际单位制中,电功的单位是焦耳,电功率的单位是瓦特
C.手机正常工作时,它的电功率大约为1000W
D.电热水器和台式电风扇都是利用电流热效应工作的
2.下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A.电熨斗 B.洗衣机 C.电冰箱 D.电风扇
3.某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内装有煤油以及阻值为R1和R2的电阻丝(R1=5Ω,R2=10Ω),记录相关数据。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数,根据上述实验,回答下列问题:
(1)两个烧瓶中需要装入_________和_________相同的煤油。
(2)该实验中,电流通过导体产生热量的多少用______________来反映,依据是_________________。
4.图中所示的四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( )
A.电煮锅 B.迷你电冰箱
C.扫地机器人 D.笔记本电脑
5.如图所示电路中,电源电压恒定不变,的阻值为。闭合开关S,电压表的示数为4V,电流表的示数为,求:
(1)的阻值。
(2)通电,产生的热量。
素养提升
6.小兴用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关,图中两个烧瓶完全相同,瓶内煤油的质量相等且初温相同,两支温度计A和B也相同。
(1)实验中用__________反映电阻丝产生热量的多少。若电阻丝的阻值为,则电阻丝的阻值应选择________(选填“5Ω”或“10Ω”)以达成实验目的。
(2)闭合开关一段时间,发现两支温度计示数的变化量不相等,则可得出的实验结论是:__________。
7.图甲为某品牌电热水壶实物图,图乙为其电路原理图,和为阻值不变的电热丝,为总开关,为温控开关,当水加热到时,电热水壶自动切换到保温状态。电热水壶的额定电压是,加热功率是,保温功率是。电热水壶正常工作过程中,下列说法正确的是( )
A.加热过程一定比保温过程消耗的电能多
B.加热过程比保温过程电路中的电流小
C.电热丝
D.加热和保温相同时间产生的热量之比为10∶1
8.小云想探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系。他连接了如图所示的电路,其中两个完全相同的保温杯甲、乙内分别装有质量、初温相同的煤油,以及阻值分别为和的电阻丝()。闭合开关一段时间后,不考虑热量损失,请分析并判断甲、乙温度计示数和的大小关系。
9.电饭锅是现代厨房一种常见的用电器,它不但能够把食物做熟,而且还能够保温,使用起来非常方便。图甲为某款电饭锅,图乙为该电饭锅的简化电路图。其中和为阻值不变的电热丝,是煮饭加热开关,是自动保温开关。已知,,该电饭锅接入电压为220V的电路中。求:
(1)加热挡时,电路中的电流。
(2)保温挡工作10min产生的热量。
10.用图所示电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关,其中两个烧瓶完全相同,瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻和;
(1)该实验采用串联电路可以控制_______相同和_______相同。滑动变阻器的作用是________。
(2)闭合开关一段时间,观察到________,可得出电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关的结论。
迁移创新
11.如图所示,把两个定值电阻、放入完全相同的烧瓶中,烧瓶中装有初温相同的煤油,甲烧瓶中煤油的质量大于乙烧瓶中煤油的质量。甲、乙装置串联在电路中通电一段时间后。甲中温度计示数高于乙中温度计示数,待烧瓶中煤油冷却回初温,将、并联在电路中通电一段时间后,下列说法正确的是( )
A.甲温度计示数低于乙温度计示数 B.两端的电压小于两端的电压
C.通过的电流大于通过的电流 D.的电功率大于的电功率
12.如图所示的装置中,两个完全相同的保温杯内装有质量、初温均相等的甲、乙液体,比热容分别为、,A、B为规格相同的温度计,为阻值不变的电热丝。闭合开关,通电一段时间,温度计A、B的示数分别为、。不考虑热损失且液体未达到沸点。下列说法正确的是( )
A.若大于,则电流通过产生的热量大于电流通过产生的热量
B.若等于,大于,则电热丝的阻值小于的阻值
C.若电热丝的阻值大于电热丝的阻值,小于,则大于
D.若大于,电热丝的阻值大于的阻值,则小于
13.某智能充电器为与其匹配的手机充电时,通常有三种模式:以较大的恒定电流充电(恒流充电)、以较大的恒定电压充电(恒压充电)和以微弱的电流充电(涓流充电),这样可以有效延长电池的使用寿命。某款手机剩余20%的电量时,用与其匹配的智能充电器充电,该智能充电器输出的电流I、电压U与充电时间t的关系分别如图甲、图乙所示。若不考虑充电过程中温度对电阻的影响,下列说法正确的是( )
A.在恒压充电过程中,手机电池储存的电能在逐渐减少
B.在恒流充电过程中,充电器的电功率逐渐变大
C.在恒流充电过程中,充电线上单位时间内电流产生的热量不变
D.手机电池在恒压充电过程中比在恒流充电过程中升温更快
14.(多选)如图所示电路,两个完全相同的保温杯内分别装有质量和初温相同的甲、乙两种液体,相同的温度计,阻值不变的电热丝和,且。闭合开关S,给电路通电一段时间后,观测到甲液体的温度为,乙液体的温度为。已知,不考虑热损失且全过程未达到液体沸点。下列判断正确的是( )
A.产生的热量小于产生的热量
B.产生的热量大于产生的热量
C.液体甲的比热容小于液体乙的比热容
D.液体甲的比热容大于液体乙的比热容
15.将包装口香糖的锡箔纸(质地均匀、厚度相同)剪成如图所示的形状,其中AB、BC、CD段的长度相同。将A、D两端分别与电池正、负极接触,一段时间后发现BC段燃烧起来。下列说法正确的是( )
A.燃烧前,BC段的电阻小于AB段的电阻
B.燃烧前,通过BC段的电流大于通过CD段的电流
C.燃烧前,BC段两端电压大于CD段两端电压
D.BC段燃烧,说明电流只在通过BC段时产生热量
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