第18.4节 焦耳定律（高效培优·讲义）物理新教材人教版九年级全一册

本讲义聚焦焦耳定律核心知识点，从电流热效应现象切入，通过实验探究热量与电流、电阻、时间的关系，推导焦耳定律公式Q=I²Rt，区分纯电阻与非纯电阻电路电热计算，最终落实到电热的利用（如电饭锅）与防止（如散热风扇），构建完整知识链。 资料以科学探究为特色，实验设计运用控制变量法（串联不同电阻）和转换法（U形管液面差反映热量），培养科学思维与探究能力。结合生活实例（电热毯双挡问题）和分层练习，强化物理观念，课中辅助实验教学，课后助力学生查漏补缺。

第18.4节 焦耳定律 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的热效应 考点02 焦耳定律 考点03 电热的利用与防止 03 避坑指南·解题通法 角度01 利用电流的热效应工作的用电器 角度02 探究电流产生热量与电阻的关系 角度03 探究电流产生的热量与电流的关系 角度04 焦耳定律的公式及简单应用 角度05 焦耳定律的推导式及其应用 角度06 电热器的工作部分与导线的发热情况比较 角度07 电热的利用和防止 角度08 结合实际应用的电路综合计算问题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.认识电流的热效应，知道电热的利弊。 2.理解焦耳定律内容，掌握公式（Q=I2Rt）。 3.区分纯电阻和非纯电阻电路电热计算方法。 4.了解电热的利用和防止的生活实例。 1.电热大小由电流、电阻、通电时间共同决定。 2.电动机这类非纯电阻，电热小于消耗的总电能。 3.散热风扇、散热片都是用来防止电热危害。 知识导图 考点01 电流的热效应 1、电流的热效应：由于导体有电阻，所以当有电流通过导体时，导体总会发热，将电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 2、探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关 提出问题 电炉丝接入电路时，电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？换句话说，电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关？ 猜想与假设 根据生活经验可以猜想电流通过导体时产生的热量多少可能跟导体的电阻大小、通过导体的电流大小以及通电时间有关。 设计并进行实验 （1）如图甲所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化（转换法：产生的热量多少，通过U型管液面高度的变化反映出来）。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边密闭容器中电阻丝较大。将两容器的电阻丝串联起来接到电源两端，通电一段时间后，发现右边U型管中的液面高度变化大于左边的。 （2）如图乙所示，两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在右边容器的外部，将另一个相同的电阻丝和容器内的电阻丝并联，然后与左边容器内的电阻丝串联接入电路，在通电时间相同的情况下，我们发现左边的U型管中的液面高度变化大于右边的。 分析论证 （1）如图甲，两容器中电阻丝阻值不同，通过它们的电流相同，通电时间相同（控制不变的量：电流、通电时间；变化量：电阻），右边的U型管中的液面高度变化大于左边的，说明右边容器中电阻丝的热量多。这表明：在电流相同、通电时间相同情况下，电阻越大，电阻产生的热量越多。 （2）如图乙，两容器中的电阻丝阻值相同，根据串并联电路电流的规律可知，通过左边容器的电阻丝电流大于通过右边容器中电阻丝的电流，通电时间相同（控制不变的量：阻值、通电时间；变化量：电流），左边U型管中的液面高度变化大于右边的，说明左侧容器中的电阻丝产生的热量多。 （3）由常识可知，在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。 实验结论 电流通过导体产生的热量跟导体的电阻、通过导体的电流和通电时间有关，导体电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间越长，产生的热量就越多。 【深化点拨】 1．电流的热效应理解 （1）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。解题是要抓住关键词：“具有热量”、“含有热量”，这样的说法是错误的。 （2）电流有三大效应：热效应、磁效应、化学效应。 2．探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关实验解题方法点拨 （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。 1．某大学开发出一种耐高温达的纳米线膜材料，具有极高的高温热稳定性且隔热性能优异，很轻、绝缘性能好，可工业化应用。下列物品中，不能应用该材料制作的是（     ） A．消防员防护服 B．家用灭火毯 C．飞机上的机身保温层 D．电饭锅发热盘的电热丝 【答案】D 【详解】ABC．消防员防护服、家用灭火毯、飞机机身保温层均需要耐高温、隔热的性能，与该材料特性匹配，故ABC不符合题意； D．电饭锅发热盘的电热丝利用电流热效应工作，必须为导体，该材料绝缘性能好，属于绝缘体，无法导电产生热量，不能制作电热丝，故D符合题意。 故选D。 2．电热毯通电后发热，此过程_________能转化为_________能；灯丝的发红而导线却几乎不发热，原因是导线的电阻远远______（选填“大于”或“小于”）灯丝的电阻。 【答案】 电 内 小于 【详解】电热毯通电过程消耗电能，产生内能，故为电能转化为内能。 因灯丝与导线串联，通过它们的电流和通电时间均相同，由焦耳定律可知，相同时间内导线产生的热量远少于灯丝，故导线电阻远远小于灯丝电阻。 3．如图是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。两个透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端。 (1)图甲是探究电流通过导体产生的热量与导体___________的关系。 (2)图乙中，的作用是___________。 (3)电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过___________来显示容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是___________。 (4)英国物理学家___________通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟各因素的关系。 【答案】(1)电阻 (2)使和的电流不相等 (3) U形管两侧液面高度差 转换法 (4)焦耳 【详解】（1）甲图中两个电阻丝串联，流过两电阻的电流、通电时间都相同，只有电阻阻值不同，因此探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 （2）乙图中两个容器内电阻阻值相同，与并联后再与串联，的作用是分流，使通过和的电流不同，从而满足探究热量与电流关系的实验条件。 （3）电流产生的热量无法直接观测，容器内空气受热膨胀会使U形管液面产生高度差，实验通过U形管液面高度差反映容器内空气温度的变化，这种将不易测量的物理量转换为易观测物理量的方法叫做转换法。 （4）英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确确定了电流通过导体产生热量的关系，得出了焦耳定律。 考点02 焦耳定律 1、焦耳定律 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，跟它的时间成正比 计算公式 Q=I2Rt（普遍适用）。 公式中，Q—表示热量，单位是J；I—表示电流，单位是A；R—表示电阻，单位Ω；t—表示它的时间，单位s 焦耳定律公式的理论推导 焦耳定律可通过理论推导得出。假设当电流通过导体时，电能全部转化为内能，则有电流产生的热量（Q）=电流做的功（W），结合欧姆定律可得：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt。 可见，当消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出来的电流发热规律与焦耳定律实验得出的焦耳定律是一致的 焦耳定律应用问题 （1）焦耳定律Q=I2Rt是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，就可以用它来计算导体所产生的热量； （2）公式中各物理量都是对同一导体或同一段电路而言的； （3）运用公式时，各物理量要转换成国际单位中的单位后再代入公式进行计算。 串并联电路中焦耳定律 （1）在串联电路中，根据Q=I2Rt可知，电热与电阻成正比，即； （2）在并联电路中，根据可知，电热与电阻成反比，即 2、焦耳定律在实际中的应用 （1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略．电压与电流同频且同相位．电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路．　基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路。 （2）焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路。 3、电热器的“双挡”问题 （1）“双挡”中的电阻：电热器通常设计有“高温挡”和“低温挡”。根据可知，当U一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大，所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大。 （2）“双挡”的控制开关 a短路式：两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示。 当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温挡； b单刀双掷式：主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接在附加电阻上，如下图所示。 当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温挡。 4、电热与电功的关系 应用公式 电功 电功率 焦耳定律 适用范围 基本公式 W=UIt P=UI Q=I2Rt 普遍适用 导出公式 =I2Rt  =I2R =UIt  纯电阻电路W=Q 【深化点拨】 1．焦耳定律推导公式的应用解题思路点拨：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。。 2．焦耳定律公式Q=I2Rt的使用环境 （1）电流通过电动机做功消耗的电能，一部分转化为机械能，另一部分是转化为内能，也就是W≠Q．那么，用来计算电功的公式W=UIt不能用来计算电热，电热智能用焦耳定律Q=I2Rt来计算。 （2）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。 1．两个电阻和，且，将它们串联在电路中，相同时间内产生的热量之比为（     ） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 【答案】B 【详解】在串联电路中，通过各个用电器的电流是相等的，即，同一电路通电时间相同，根据焦耳定律可得，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 2．如图所示的电路中，电源电压U=9V，电阻R1=20Ω，R2=10Ω，则通电1min该电路产生的热量为_______J。电热器中的电饭锅是利用电流的______效应制成的加热设备。 【答案】 162 热 【详解】通电1min该电路产生的热量为 电流的热效应，是指电流通过导体时电能转化为内能的现象，常见应用有电饭锅、电热水器、电暖器等。 3．如图所示的电路，定值电阻R1的阻值为15，定值电阻R2的阻值为30，闭合开关S后，电流表A的示数为0.20A求： (1)电阻R1两端的电压； (2)电源电压： (3)整个电路在1min内产生的热量。 【详解】（1）电阻两端的电压 （2）电源电压 （3）整个电路在1min内产生的热量 考点03 电热的利用与防止 1、电热的利用 （1）电流的效应：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应。 （2）电流热效应的实质：是电流通过导体时，由电能转化为内能。 （3）电热器：电流通过导体时将电能全部转化为内能的用电器。其优点是清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节电流。 （4）有时人们利用电热，如电饭锅、电熨斗等；有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等。 2、电热的防止 （1）电热的危害：有时候，电热是一种浪费，甚至会造成伤害。像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时，将电能转化为其他形式的能的过程，总有一部分电能转化为热，过多的电热如果不能及时散失，会产生许多安全隐患 （2）措施：有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等。 【深化点拨】 1．电热的利用的解题思路点拨：电热器是利用电流的热效应来工作的设备。电热器的主要工作部分是发热体，发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制作的。电热器是将电能转化为内能来工作的。其优点是清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节电流。 2．电热的防止的解题思路点拨：在很多情况下，我们并不希望用电器的温度过高。像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时，将电能转化其他形式能的过程中，总有一部分电能转化为内能，过多的电热如果不能及时散发，会产生安全隐患。因此，许多用电器采用散热孔、散热片或在发热体安装风扇等方式进行散热，如图所示。 3．电热的利用与防止解题思路点拨 （1）电热既有有利的一面，又有有害的一面。人们利用电流的热效应制成各种用电器，对于不需要的电热，要想办法尽量减小其造成的危害。 （2）任何用电器，只要有电阻存在，电流通过时就会有热效应；电流流过超导体不会有热效应。 1．下列实例中，是利用电热的是（  ） A．电车行驶 B．电脑CPU附近的风扇 C．夏天潮湿的天气隔一段时间对电视通电 D．电视机后面的散热孔 【答案】C 【详解】A．电车行驶主要将电能转化为机械能，产生的电热是额外的无用能量，不属于利用电热，故A不符合题意； B．CPU工作产生的热量会损坏元件，风扇用于散热，属于防止电热危害，故B不符合题意； C．夏季空气潮湿，通电后利用产生的电热烘干电视机内的潮气，避免受潮损坏元件，属于利用电热，故C符合题意； D．电视机散热孔用于散出工作产生的多余热量，防止温度过高损坏电视，属于防止电热危害，故D不符合题意。 故选C。 2．大数据服务器会产生大量电热，从而导致服务器温度升高，干扰服务器的正常运行，为此需要____（选填“利用”或“防止”）电热。 【答案】防止 【详解】服务器产生的电热会使服务器温度升高，干扰其正常工作，这种电热是有害的，因此需要防止电热。 焦耳定律的综合应用及解题步骤 1.焦耳定律的核心公式与适用条件：焦耳定律描述了电流通过导体产生热量的规律，但公式的选择取决于电路类型。 通用公式： Q=I2Rt。 适用范围：任何电路（无论是纯电阻电路还是含有电动机、电解槽的非纯电阻电路）。 物理意义：电流产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。 推导公式（仅适用于纯电阻电路）： Q=W=UIt==Pt。 适用条件：电能全部转化为内能的电路（如电烙铁、电饭锅、白炽灯）。 避坑点：在含有电动机的电路中，消耗的电能 W=UIt大部分转化为机械能，只有少部分转化为内能 Q=I2Rt。此时 W>Q，千万不能直接用 Q=计算热量，除非题目明确求的是“线圈电阻产生的热量”且已知电阻值。 2. 探究实验的设计逻辑：必须“掌握”控制变量法 实验方法：转换法（通过U形管液面高度差或温度计示数变化来反映产生热量的多少）和控制变量法。 （1）探究热量与电阻的关系： 操作：将两个阻值不同的电阻丝串联。 目的：串联电路电流处处相等，从而控制电流（I）和通电时间（t） 相同，只改变电阻（R）。 结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。 （2）探究热量与电流的关系： 操作：利用滑动变阻器改变电流，或者将其中一个电阻并联分流（如图中的典型装置）。 目的：控制电阻（R）和通电时间（t ）相同，改变电流（I）。 结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。 避坑点：实验中通常使用空气盒（密闭容器），因为空气受热膨胀效果比液体更明显，实验现象更直观。 3.电热的利用与防止：物理知识最终要回归生活，这部分常以选择题或简答题出现。 （1）电热的利用原理：利用电流的热效应，将电能转化为内能。 实例：电饭锅、电热水器、电热毯、电烙铁、养鸡场的电热孵化器等。 核心部件：发热体（通常由电阻率大、熔点高的合金制成，如镍铬合金）。 （2）电热的防止原理：防止电流热效应带来的危害（如烧坏电器、引发火灾）。 措施： 散热：电脑CPU安装散热风扇、电视机外壳有散热孔、电动机外壳有散热片。 减小发热：输电线采用粗导线（减小电阻 R，根据 Q=I2Rt减少损耗）、高压输电（减小电流I）。 4.多档位问题计算：家用电器（如电饭煲、饮水机）常有“加热”和“保温”两档，解题关键在于判断电路状态。 判断依据：电源电压 U不变（通常为220V），根据公式 可知： 电阻越小，功率越大→高温档（加热）。 电阻越大，功率越小→低温档（保温）。 常见电路模型： 单刀双掷开关：开关接不同触点，改变接入电路的电阻数量（串联或单独接入）。 并联支路开关：闭合支路开关，总电阻减小，总功率增大（加热）；断开支路开关，总电阻增大，总功率减小（保温）。 解题技巧：看到“高温档”，马上找电路中电阻最小的状态（通常是只有一个小电阻工作，或两个电阻并联）；看到“低温档”，找电阻最大的状态（通常是两个电阻串联）。 角度01 利用电流的热效应工作的用电器 1．下列利用电流热效应工作的用电器是（     ） A．电风扇 B．电视机 C．扫地机 D．电饭煲 【答案】D 【详解】利用电流热效应工作的用电器主要将电能转化为内能； AC．电风扇和扫地机核心部件均为电动机，主要将电能转化为机械能，故AC不符合题意； B．电视机工作时主要将电能转化为光能和声能，故B不符合题意； D．电饭煲工作时主要将电能转化为内能，故D符合题意。 故选D。 2．白炽灯是根据电流的________效应工作的。一根镍铬合金丝两端电压一定，将镍铬合金丝对折后接入原电路中，其电阻将______，通过的电流将_______。（选填“变大”“变小”或“不变”） 【答案】 热 变小 变大 【详解】[1]白炽灯工作时，电流通过灯丝产生热量，使灯丝温度升高至白炽状态发光，是依据电流的热效应工作。 [2][3]导体的电阻与长度成正比、与横截面积成反比；镍铬合金丝对折后，长度变短、横截面积变大，所以其电阻变小；根据欧姆定律，在合金丝两端电压一定的情况下，电阻变小，通过的电流会变大。 角度02 探究电流产生热量与电阻的关系 3．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，两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法正确的是（　　） ①通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大 ②将R2和R3都换成10Ω的电阻丝，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系 ③该实验装置利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝产生热量的多少 ④若通过R1的电流为2A，通电1min，R1产生的热量为1200J A．①② B．②③ C．①④ D．①③ 【答案】C 【详解】由图可知，与外置的并联，再与串联；干路电流，又、通电时间相同，根据焦耳定律，可知，即左侧电阻产热更多，左侧U形管液面高度差更大，故①正确；探究电流产生热量与电阻的关系时，需要控制通过两个电阻的电流、通电时间相同，仅改变电阻大小，仍满足，通过两个容器内电阻的电流不相等，无法探究热量与电阻的关系，故②错误；该实验利用透明容器内密封空气的热胀冷缩带动U形管液面变化，通过液面高度差反映电阻产热多少，故③错误； ④R1产生的热量为 故④正确。综上①④正确，故选C。 4．如图所示是丽丽在“探究影响电流产生热量”的因素实验，为了探究电流产生的热量与电流的关系应选图________（选填A．“甲”或B．“乙”）来进行实验。实验过程中她将图乙中的放入空气盒内，连接方式不变，则________（选填A．“能”或B．“不能”）探究电流产生的热量与电阻的关系。 【答案】 B A 【详解】探究电流产生的热量与电流的关系需控制电阻和通电时间相同、改变电流，图乙中两容器内电阻阻值均为且通过电流不同（干路电流大于支路电流），且满足通电时间相同，故应选图乙。 探究电流产生的热量与电阻的关系需控制电流和通电时间相同、改变电阻，将放入空气盒后，右侧两电阻并联后总电阻小于5Ω，与左侧的电阻串联，两个盒子内总电流、通电时间相同，总电阻不同，满足探究电流产生的热量与电阻关系的控制变量条件。 5．小李和小张分别用两套实验装置来探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”，小李采用了如图1所示电路，小张采用如图2所示电路。 (1)图1中是通过观察 ____________来比较电流通过导体产生热量的多少；图2中是通过观察 _____________来比较电流通过导体产生热量的多少。 (2)图1、2中的甲都是为了探究电流通过导体产生的热量与 _______的关系，图1、2中的乙都是为了探究电流通过导体产生的热量与 _______的关系；电炉工作时，电炉丝热得发红，可以用图1和图2中的 _____（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 (3)为了使实验现象更明显，可以将图2乙中的R3的阻值换成 ________（选填“更大的”或“更小的”）；通电相同时间后，发现图2乙中的情形，电流越大，产生的热量越 _____。 (4)某小组在利用图2乙装置实验时，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，请你分析实验现象不同的原因可能是R3_______（选填“短路”或“断路”）。 【答案】(1) 温度计示数变化 U形管液面高度差 (2) 电阻 电流 甲 (3) 更小的 多 (4)断路 【详解】（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，由温度计示数变化确定产生的热量多少，图1中是通过观察温度计示数变化来比较电流通过导体产生热量的多少。 密封容器内电阻丝放出的热量不同，密封容器内空气吸收的热量不同，则U形管两侧液面高度差不同，所以通过观察U形管左右两侧液面高度差来比较电流通过导体产生热量的多少。 （2）图1、2中甲装置中，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通过导体产生的热量与电阻的关系。 图1乙装置中每个支路电阻与变阻器串联，然后两支路并联，以其中任一电阻为研究对象，通过变阻器改变电路的电流大小，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；图2中的乙装置，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，可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；故图1、2中的乙实验都可以研究电流产生的热量与电流的关系。 电炉工作时，导线与电炉丝串联（通过的电流和通电时间相同），电炉丝电阻大，电炉丝热得发红，而连接它的导线却几乎不发热，可以用图1和图2中的甲实验结论来解释。 （3）图2乙装置中的电阻R3与盒内电阻并联，起到分流作用，因而作用主要是使电阻R1和R2中的电流不相等，根据并联时电阻越小，分得的电流越大，为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更小的，分去更大的电流，使得两个盒内电阻的电流差异更大。 通电相同时间后，发现图2乙中的情形，由串并联电路电流的规律可知通过左侧电阻的电流较大，U形管液面的高度差较大，产生的热量较多。由此可以得出结论：在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。 （4）某小组在利用图2乙装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，可知电阻产生热量相同，两个容器中电阻相等，通电时间相等，根据，可知通过两个容器内电阻的电流相同，故障可能是R3断路。 角度03 探究电流产生的热量与电流的关系 6．如图是“探究影响电流热效应的因素”实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的玻璃瓶内，且，瓶内装入初温、质量相同的煤油。下列说法错误的是（     ） A．与串联目的是为了控制电阻丝中电流相同 B．闭合开关后，所在瓶温度计示数变化更快 C．滑动变阻器的滑片向左移，两瓶中煤油温度上升将变慢 D．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系 【答案】C 【详解】A．串联电路电流处处相等，与串联的目的就是控制通过两电阻的电流、通电时间相同，故A正确； B．根据焦耳定律，电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生热量越多；已知，因此产热更多，所在瓶温度计示数变化更快，故B正确； C．滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路的电阻变小，电路总电阻变小，电源电压不变，电路电流变大，相同时间内电阻产生热量更多，两瓶煤油温度上升会变快，不是变慢，故C错误； D．探究电流热效应与电流的关系时，需要控制电阻不变、改变电流；该装置可以通过移动滑动变阻器滑片改变电流，观察同一个烧瓶内煤油的温度变化，就能完成探究，故D正确。 故选C。 7．如图所示，该装置可探究电流通过导体产生的热量与________的关系，通电一段时间后，通过观察________来比较两电阻产生热量的大小，这是运用了________法。 【答案】 电流大小 U形管液面高度差 转换 【详解】该装置中，两个容器内的电阻R1、R2阻值相等，通电时间相同；R2和容器外的R3并联后，再与R1串联，因此通过R1和R2的电流大小不同，所以该实验探究的是电流通过导体产生的热量与电流大小的关系。 电流产生的热量无法直接观察，实验中是通过观察U形管两侧液面的高度差来比较两个电阻产生热量的多少。 把不易直接观测的热量转换为容易观测的液面高度差来研究，这种方法叫做转换法。 8．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初温、质量相同的空气。 (1)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中可以通过观察U形管液面高度变化来显示容器内空气温度的变化，这种实验方法叫________； (2)在甲图中，两个容器中装有阻值不同的电阻丝，将两段电阻丝________（选填“串联”或“并联”）起来接到电源两端，此时通过两段电阻丝中的________相同。通电一段时间后，________（选填“左”或“右”）侧容器中电阻丝产生的热量更多； (3)在乙图中，通电相同时间，发现左侧U形管内液面上升较高，这表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的________越大，这段电阻丝产生的热量越多；这个实验探究中，与的阻值________（选填“一定”或“不一定”）相同。 【答案】(1)转换法 (2) 串联 电流 右 (3) 电流 不一定 【详解】（1）电流产生的热量无法直接观测，将不易直接测量的热量多少，转换为容易观察的U形管液面高度差来反映，这种将抽象、不易观测的物理量转化为直观易测现象的实验方法叫做转换法。 （2）甲图中两个不同阻值的电阻丝串联接入电路，根据串联电路的特点，通过两段电阻丝的电流和通电时间都完全相同；根据焦耳定律，在电流、通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多，右侧容器内电阻为10Ω，大于左侧的5Ω，因此右侧电阻丝产生的热量更多。 （3）乙图中右侧容器外并联了一个电阻，使得通过左侧容器内电阻的电流大于右侧容器内电阻的电流，两个容器内电阻阻值、通电时间均相同，左侧U形管液面上升更高说明左侧产热更多，因此可得出结论：电阻和通电时间相同时，通过电阻的电流越大，产生的热量越多。本实验只需要保证两个容器内的电阻（和）阻值相同即可，容器外并联的仅起到分流作用，不需要和阻值相等，因此与的阻值不一定相同。 角度04 焦耳定律的公式及简单应用 9．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定功率为，电压表量程为，电流表量程为，滑动变阻器允许通过的最大电流为，在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关和，将滑片从最右端向左最大范围移动到点，再断开开关，闭合开关，将滑片从点向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数和电流表示数I的关系图像，下列说法正确的是（    ） A．小灯泡的额定电压为9V，电源电压为 B．只闭合开关和，滑动变阻器的阻值变化范围为 C．只闭合开关和，小灯泡的功率变化范围为1.5W~5W D．只闭合开关和，滑片在点时，定值电阻在内产生的热量为 【答案】D 【详解】A．只闭合开关S、S1，滑动变阻器R1与灯泡L串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流。滑片从最右端b向左最大范围移动到a点，保证电路各元件安全，当变阻器连入电路的阻值最小，电路的总电阻最小，电路中电流最大。由图乙知，此时电路的最大电流0.5A等于灯泡的额定电流，灯泡正常发光，功率等于额定功率5W，由可知，灯泡的额定电压 由此图像知，此时滑动变阻器两端电压，由串联电路电压的特点可得电源电压 故A错误； B．灯泡正常发光时变阻器连入电路的最小电阻 滑片P在b端时，电路的总电阻最大，电路的电流最小，由图像可知最小电流为0.25A，滑动变阻器两端的电压为8V，所以滑动变阻器的最大电阻为 所以滑动变阻器R1的阻值变化范围为，故B错误； C．滑片在b端时灯泡的功率 所以小灯泡L的功率变化范围为1W~5W，故C错误； D．只闭合开关S、S2，滑片P在a点时， R1的最大阻值与R2串联，电路中的电流恒为0.3A，此时R1两端的电压 此时R2两端的电压 则定值电阻R2在10s内产生的热量 故D正确。 故选D。 10．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，是电热丝，，。开关S接“1”时，电热壶为______挡，此挡位电热壶的额定功率为______W。开关S接“2”时，正常工作1min，电流通过产生的热量为______J。若在用电高峰期，实际电压为200V，电热壶的实际加热功率为______W。 【答案】 加热 968 120 800 【详解】电压一定，根据，开关S接“1”时，只有接入电路，总电阻较小，总功率较大，故为加热挡； 加热挡额定功率为 开关S接“2”时，与串联，电路电流为 电流通过产生的热量为 实际加热功率为 11．如图所示，R为定值电阻，L为标有“6 V  3 W”的小灯泡，灯丝阻值不变，电源电压恒定。闭合开关，小灯泡正常工作时，电流表读数为1.5 A。求： (1)通过小灯泡的电流IL； (2)定值电阻R阻值； (3)定值电阻R在10 s内产生的热量Q； 【详解】（1）小灯泡正常发光，工作在额定状态，由可知，通过小灯泡的电流 （2）由电路图可知，小灯泡与R并联，电源电压等于小灯泡两端的电压，即，通过R的电流 定值电阻 （3）定值电阻R在10s内产生的热量 角度05 焦耳定律的推导式及其应用 12．某自制电烘箱额定电压220V，正常工作时电流5A，其产生热量全部被水吸收，使水从50℃升高到60℃，吸收热量6.6×104J。忽略温度对电阻影响，当电路电压变为110V时，电烘箱加热时间变为原来的8倍，水升高相同的温度，求加热水的体积变成（     ）（c水=4.2×103 J/（kg·℃），ρ水=1.0×103 kg/m3） A． B． C． D． 【答案】D 【详解】纯电阻电路放热满足， 设第一次加热时间为，则第二次加热时间，两次放热比值 故第二次水吸收热量 由，得第二次水的质量 第二次水的体积约，故选D。 13．如图是实践小组设计的简易电热孵化器电路。已知电源电压恒为220V，R0是电热丝，温度对R0阻值的影响忽略不计。闭合开关S后，电流为5A。则R0的阻值为___________，通电10s后R0产生的热量为___________J；使用时发现电热箱内温度低于孵化所需的温度，若将电热箱体内的功率增加20%来提高温度，可以在电热箱内___________联一个阻值为___________Ω的加热电阻丝。 【答案】 44 并 220/ 【详解】R0的阻值 通电10s后R0产生的热量 未连接加热电阻丝电路工作时， R0的电功率 因为电源电压不变，根据可知，要使总功率增大，总电阻应减小，所以加热电阻丝应与电阻R0并联。此时加热电阻丝的电功率 加热电阻丝的阻值 14．小明家的电热毯有高温和低温两挡，其简化电路如图所示。电源电压为220V，和均为电热丝，且，当开关S闭合时，电热毯处于高温挡，功率为88W；当S断开时，电热毯处于低温挡。求： (1)处于高温挡时电路中的电流； (2)电阻的阻值； (3)处于低温挡时，整个电路工作30s产生的热量。 【详解】（1）开关闭合时，被短路，只有接入电路，总电阻小，功率大，为高温挡；断开时，与串联，总电阻大，功率小，为低温挡。已知高温挡功率，电源电压，由可知，处于高温挡时电路中的电流 （2）由可知，电阻的阻值为 （3）低温挡时与串联，由得总电阻 纯电阻电路中，电路产生的热量，产生的热量 角度06 电热器的工作部分与导线的发热情况比较 15．小明在使用电炉子的时候发现，电炉丝已经热得发红了，与之相连的导线却不怎么热，对这个现象描述正确的是（　　） A．导线的电阻比电炉丝的电阻大 B．通过导线的电流比电炉丝的电流小 C．导线的通电时间比电炉丝的通电时间短 D．电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律，电流产生的热量更多 【答案】D 【详解】电炉丝和导线是串联的，根据串联电路的特点，通过它们的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律，在电流I和通电时间t相同的情况下，电阻R越大，电流产生的热量Q就越多；电炉丝热得发红，导线不怎么热，说明电炉丝的电阻远大于导线的电阻，产生的热量更多。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 16．如图所示，电炉工作时，电炉丝热得发红，与之串联的导线却几乎不发热，这是因为电炉丝的___________比导线大很多。电炉丝正常工作时通过的电流为5A，其电炉丝的电阻是，则该电炉正常工作5s产生的热量是___________J。 【答案】 电阻 5500 【详解】电炉丝和导线串联，通过它们的电流、通电时间都相等，电炉丝热得发红，说明它产生的热量远大于导线，根据焦耳定律，是因为电炉丝的电阻比导线大很多。 由焦耳定律可知，正常工作5s产生的热量为 角度07 电热的利用和防止 17．电流的热效应在生产和生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害。下列事例中，属于防止电热危害的是（　　） A．用电水壶烧水 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药 C．电动机外壳有散热片 D．家用电器长时间停用，隔一段时间通电一次 【答案】C 【详解】A．用电水壶烧水时，电能转化为内能，利用电热来加热水，属于利用电热，故A不符合题意； B．大型爆破工程中，是利用电热产生的热量引发炸药爆炸，属于利用电热，故B不符合题意； C．电动机工作时会产生电热，过多的热量会影响电动机的正常运行，因此电动机外壳的散热片是为了将电热散出，避免电热带来的危害，故C符合题意； D．家用电器长时间停用，隔一段时间通电一次，是利用电热来驱除电器内部的潮气，故D不符合题意。 故选C。 18．如图所示，电脑的机箱中装有微型风扇，目的是防止__________对电子元件造成的危害。某电脑CPU的功率为100W，其中发热功率占8%。若工作半小时，则CPU产生热量__________J。 【答案】 电热 14400 【详解】[1][2]电流通过电子元件时会产生热量（电热），热量积累过多会损坏电子元件，机箱装微型风扇是为了散热，目的是防止电热对电子元件造成危害。 热量计算： 首先算出CPU的发热功率：，工作半小时换算时间：，产生热量：。 角度08 结合实际应用的电路综合计算问题 19．如图甲所示是小强家中具有加热和保温两个挡位的电饭锅，图乙为其内部简化电路图，R1、R2为发热电阻，R1=110Ω，额定加热功率为1400W。当电饭锅处于保温状态时，通过电饭锅的电流为________A；处于加热状态时，通电5min电流通过R2产生的热量为________J。 【答案】 2 【详解】[1]由图可知，当开关S接触点0、1时，R1工作，此时电路电阻较大，根据可知，电饭锅处于保温状态；当开关S接触点1、2时，R1、R2并联，此时电路电阻较小，根据可知，电饭锅处于加热状态。处于保温状态时，通过电饭锅的电流 [2]当开关S接触点1、2，电饭锅处于加热状态时，电阻R1的电功率 电阻R2的电功率 通电5min电流通过R2产生的热量 20．由于卫生间环境相对阴暗潮湿，比较容易滋生细菌，所以建议在卫生间安装如图-1所示的电热毛巾架，该毛巾架通过智能系统能够实现高温挡、低温挡自动切换，额定电压为220V。图-2所示为其内部电路原理图，和均为550Ω的发热电阻丝；求： (1)高温挡的额定功率。 (2)低温挡正常工作30min产生的热量。 【详解】（1）根据公式 ，可知，当开关接1时，只有接入电路，总电阻小，功率大，为高温挡； 当开关接2时，与串联，总电阻大，功率小，为低温挡； 已知，，代入公式得高温挡功率 （2）低温挡总电阻 低温挡功率 工作时间 该电路为纯电阻电路，产生的热量 因此 【例1】（2026·辽宁·中考真题）如图是一款具有低温和高温两种模式的家用电热器简化电路图，和都是用来加热的电阻，阻值为。闭合、断开，电热器处于低温模式；闭合和，电热器处于高温模式，总功率为。[水的比热容]求： (1)低温模式，电路中的电流； (2)高温模式，电阻的电功率； (3)用高温模式对、的水加热，水升高的温度。（设电热器产生的热量全部被水吸收） 【详解】（1）闭合、断开，电路中只有工作，电热器处于低温模式，电路中电流为 （2）闭合和，与并联，电热器处于高温模式，的电功率为 因并联电路总功率等于各支路功率之和，故的电功率为 （3）高温模式加热时间 电热器产生的热量为 因热量全部被水吸收，故水吸收的热量 水升高的温度为 【深化点拨】 （1）考查多挡位电热器并联电路识别，能根据开关通断判断单电阻、双电阻并联两种工作状态，理解家庭电路电压恒定。 （2）考查电功率规律，并联电路总功率等于各支路功率之和，以此拆分高温挡总功率，求出支路电阻功率。 （3）考查电热与热量转化，当不计热量损失时，电热器产生的电热全部被水吸收，实现电和热的等量转换。 （4）考查比热容吸热规律，利用电热转化得到的热量，分析水升温问题，属于中考电热综合常考模型。 【变式1-1】（2026·安徽·中考真题）一款便携式加热坐垫的简化电路如图所示，、均为发热电阻，通过控制开关、的通断，实现“速热”和“保温”两挡加热功能。查阅该坐垫的说明书得知：电源电压为，“速热”挡功率为，“保温”挡功率为。在该坐垫正常工作的状态下，求： + (1)的电阻； (2)选择“保温”挡工作时，通过电阻的电流； (3)选择“速热”挡通电1 min，电阻产生的热量。 【详解】（1）分析电路可知，只闭合开关时，单独工作，此时总电阻较大，根据，总功率较小，为保温挡； 开关、均闭合时，、并联，此时总电阻较小，根据，总功率较大，为速热挡。 所以的电阻为 （2）选择“保温”挡工作时，通过电阻的电流为 （3）选择“速热”挡时，电阻的功率为 则通电1 min，电阻产生的热量为 【变式1-2】（2026·内蒙古·中考真题）内蒙古某机场为防止积雪压损航站楼，在面积为4000m2的航站楼顶部（可视为平面），均匀铺设多段规格相同的电热丝用于融雪。各段电热丝并联连接，正常工作电压为，每段电热丝电阻为，融雪过程中电热丝产生热量的70%被周围的雪吸收。某次雪后，航站楼顶部雪的厚度均为2cm，电热丝开始正常工作，10min将周围的雪的温度从-10℃升至-5℃。雪的密度取，雪的比热容取。求 (1)通过每段电热丝的电流； (2)10 min内每段电热丝周围的雪吸收的热量； (3)为使覆盖航站楼顶部的雪在10 min内均从-10℃升至-5℃，至少需要铺设多少段电热丝。 【详解】（1）各段电热丝并联连接，所以各支路电压相等，都等于电源电压，则通过每段电热丝的电流 （2）工作时间 10min内每段电热丝产生的热量 则雪吸收的热量 （3）雪的厚度 雪的体积 雪的总质量 雪的温度变化 雪吸收的总热量 电热丝段数 【变式1-3】（2026·新疆·中考真题）如图所示的电路，，。闭合开关S，电阻两端的电压。求： (1)电路中电流的大小； (2)电源两端的电压； (3)电路工作2 min产生的热量。 【详解】（1） 由电路图可知，与串联，电流表测电路电流，根据串联电路电流处处相等可得，电路中的电流 （2）两端电压 则电源电压 （3）电路工作2 min产生的热量 【例2】（2026·四川南充·中考真题）如图是某学校科技小组设计的一个可照明、可加热多功能仪器简化电路图。已知小灯泡L标有“12V  12W”字样，发热电阻R1的阻值恒为27Ω，电源电压恒定不变，闭合开关S。当开关S1接a点时，调节滑动变阻器R2，使小灯泡L正常发光，此时R2的电压为3V，则电源电压为___________V；当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，R1工作10min产生的热量为___________J。 【答案】 15 4050 【详解】当开关S1接a点时，L 与 R2 ​串联，此时小灯泡L正常发光，小灯泡正常发光时的电流 根据串联电路电压特点，可知电源电压 此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值 当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，电路中的电流 R1工作10min产生的热量 【深化点拨】 （1）考查用电器额定值的含义，灯泡正常发光代表灯泡两端电压、工作电流等于额定数值。 （2）考查串联电路电压、电流规律，串联时电流处处相等，电源电压等于各元件两端电压之和。 （3）考查滑动变阻器的特点，滑片位置不变时，接入电路的电阻大小保持恒定。 （4）考查焦耳定律应用，可计算定值电阻通电后产生的电热，是电学串联合电热综合的常考题型。 【变式2-1】（2026·四川凉山·中考真题）已知某型号电热水壶的额定电压为220V，加热电阻为48.4Ω，接入家庭电路中正常工作。将质量为2kg，初温为15℃的水加热200s，加热效率为84%，电热水壶产生的热量为______J，水上升的温度为______℃。[] 【答案】 20 【详解】 电热水壶为纯电阻用电器，产生的热量等于消耗的电能 水吸收的热量 水上升的温度 【变式2-2】（2026·四川成都·中考真题）科创小组的小维设计了一款具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器，可通过旋钮开关实现功能切换。简化电路如图所示，电源电压为220 V，，。闭合开关S，当旋钮开关接1时，加热器处于________挡，在该挡位通电3 min电流产生的热量是________J。 【答案】 保温 /7920 【详解】 闭合开关，当旋钮开关接1时，与串联，总电阻 当旋钮接2时，只有接入电路，总电阻更小。 电源电压不变，根据功率公式，总电阻越大，功率越小，低功率对应保温挡，因此接1时加热器处于保温挡。 该电路是纯电阻电路，电流产生的热量 时间 代入数值计算 【变式2-3】（2025·四川绵阳·中考真题）如图所示电路中，电源电压恒定，R1、R2和R3是定值电阻。当X和Y均为电流表时，闭合开关，其示数之比为9∶5，此时R1、R2、R3的连接方式是________（选填“串联”或“并联”），若通电时间t，电路产生的总焦耳热为Q1；当X和Y均为电压表时，闭合开关，其示数之比为5∶3，若通电相同时间t，电路产生的总焦耳热为Q2。则Q1_______Q2。 【答案】 并联 > 【详解】[1]若当X和Y均为电流表时，分析电路知，电流表X测R2、R3的总电流，电流表Y测R1、R2的总电流，闭合开关，等效电路如图所示，故此时R1、R2、R3并联，由并联电路电阻规律可知，总电阻越并越小，并联电路的总电阻会小于任何一个分电阻。 [2] 当X和Y均为电压表时，闭合开关，则电路是一个串联电路，由串联电路电阻规律可知，总电阻越串越大，串联电路的总电阻会大于任何一个分电阻。综上可得 电源电压不变，由可知，在相同时间t内电路产生的总焦耳热，电阻小的产生的热量多，故 ⚡基础速刷 1．下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（     ） A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电池充电 【答案】A 【详解】A. 电风扇工作时电能主要转化为机械能，故A正确； B. 电灯发光时电能主要转化为光能和内能，故B错误； C. 电饭锅煮饭利用电流热效应，电能转化为内能，故C错误； D. 电池充电时电能转化为化学能储存，故D错误。 故选A。 2．如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（     ） A．吸尘器 B．电暖气 C．洗衣机 D．电脑 【答案】B 【详解】AC．吸尘器和洗衣机核心部件为电动机，工作时主要将电能转化为机械能，故AC不符合题意； B．电暖气工作时，主要将电能转化为内能，利用电流热效应，故B符合题意； D．电脑工作时主要将电能转化为光能、声能等，故D不符合题意。 故选B。 3．将一台“220V  100W”的电风扇、一个“220V  100W”的充电器、一把“220V  100W”的电烙铁分别接到220V的电源上，在相同时间内，电流通过它们产生热量最多的是（    ） A．电风扇 B．充电器 C．电烙铁 D．电风扇和电烙铁 【答案】C 【详解】三个用电器的额定电压都是220V、额定功率都是100W，接入220V电源后都正常工作，实际功率等于额定功率。根据公式，相同时间内三个用电器消耗的总电能相等。电烙铁是纯电阻电器，工作时电能全部转化为热量；电风扇大部分电能转化为机械能，只有很少一部分转化为热量；充电器大部分电能转化为电池的化学能，只有很少一部分转化为热量；故电烙铁产生的热量最多。故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．一种家用电熨斗的规格为“220V 400W”，这种电熨斗内部电热丝的电阻是 ________Ω。如果在额定电压下工作，1min内将产生 __________J的热量。 【答案】 121 24000 【详解】[1]根据电功率公式，可得电热丝电阻 [2]，电熨斗为纯电阻用电器，电能全部转化为热量，故产生的热量 5．如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝阻值为1Ω。闭合开关，电热丝温度升高，利用电流的_____________效应实现高温封口，若使用时总把塑料袋烫坏，可以_____________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 【答案】 热 增大 【详解】塑料袋封口夹是当电热丝有电流通过时，电热丝能发出热量，所以利用电流的热效应实现高温封口的。 若使用时总把塑料袋烫坏，即产生热量过多，则需要减小电热丝的功率，由可知，电压一定时，增大电阻，可以减小电热丝的功率。 6．如图所示实验，是探究电流通过导体产生热量的实验装置，把5 Ω和10 Ω的电阻丝_______（选填“串联”或“并联”）在电路中，目的是控制通过两电阻的电流和通电时间相同。根据焦耳定律，通电一段时间后，_______（选填“左”或“右”）侧容器内电阻丝产生的热量更多，对应的U形管液面高度差更大。若要探究电流产生的热量与电流的关系，需要在其中一个容器的外部_______（选填“串联”或“并联”）一个阻值相同的电阻。 【答案】 串联 右 并联 【详解】串联电路的特点是电流处处相等，且所有用电器通电时间相同，因此要控制通过两电阻的电流和通电时间相同，需要将两个电阻丝串联。 根据焦耳定律，电流、通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多；已知，因此右侧容器内电阻产生热量更多，U形管液面高度差更大。 探究电流产生热量与电流的关系时，需要控制电阻、通电时间相同，改变电流大小；因此在一个容器外部并联一个阻值相同的电阻，能让通过两容器内电阻的电流不同，满足实验控制变量的要求。 7．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为。闭合开关S，电流表的示数为0.6A，电流表的示数为0.3A。求： (1)电源电压。 (2)通电5min，电阻产生的热量。 【详解】（1）由电路图可知，与并联，电流表测支路的电流，电流表测支路的电流。因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，由可得，电源的电压 （2）通电5min，电阻产生的热量 🚀能力跃升 8．将一盏、的白炽灯，一台、的电风扇，一只、的小电暖手炉，同时接在的电压下，则相同时间内消耗的电能和产生的热量（     ） A．电风扇消耗的电能最多，产生的热量一样多 B．消耗的电能和产生的热量都一样多 C．暖手炉消耗的电能最多，产生的热量一样多 D．消耗的电能一样多，产生的热量暖手炉最多 【答案】D 【详解】三个用电器额定电压均为220V，接在220V电压下均正常工作，实际功率。 AC．消耗的电能，由可知，相同时间、相同功率下，三者消耗的电能相等，故AC不符合题意； BD．产生的热量，暖手炉为纯电阻用电器，电能全部转化为内能，即，白炽灯电能大部分转化为内能、少部分转化为光能，电风扇电能大部分转化为机械能、少部分转化为内能，二者均满足，故暖手炉产生热量最多，故B不符合题意，D符合题意。 故选D。 9．如图是小灯泡L和定值电阻R的图像。下列说法不正确的是（     ） A．小灯泡L灯丝的电阻随温度的升高而增大 B．甲是定值电阻R的图像，其阻值为5 C．若仅将小灯泡L和定值电阻R串联在电路中，当电流为0.3A时，电源电压为2.5V D．若仅将小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为2.5V的电路中，在5s内定值电阻R产生的热量为6.25J 【答案】C 【详解】A．由图像可知，当电压增大时，图像逐渐靠近U坐标轴，说明U与I的比值逐渐增大，小灯泡的电阻逐渐增大，故说明小灯泡L灯丝的电阻随温度的升高而增大，故A正确； B．定值电阻的图像是过原点的直线，所以甲是定值电阻R的图像。取，，则阻值 故B正确； C．当L和R串联，电流时，从甲图（R）得 从乙图（L）得电流0.3A时，灯泡电压，电源电压 故C错误； D．当L和R并联在2.5V电路中时，定值电阻两端电压也为2.5V。定值电阻产生的热量 故D正确。 本题选择描述错误的，故选C。 10．“探物”小组找来定值电阻、声敏电阻R、电流表、开关、学生电源等器材，设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置。R的阻值随声音强弱变化的关系如图甲所示，该装置电路如图乙所示。在某次测试中，当噪声为时，电流表示数为；当噪声为时，电流表示数为。下列选项正确的是（     ） A．阻值是 B．噪声为时，通电，电流通过声敏电阻R产生的热量为 C．噪声为时，电路消耗的电功率为 D．当电流表示数为时，噪声强度为 【答案】C 【详解】A．由图乙可知，与声敏电阻串联，电流表测量电路电流，结合图甲可知，噪声为时，，电流；噪声为时，，电流。 根据串联电路特点和欧姆定律，电源电压满足 联立两式解得，。故A错误； B．噪声为时，由图甲得，总电阻 电路电流 通电，产生的热量 ，故B错误； C．噪声为时，电流，电路总功率 ，故C正确； D．电流表示数为时，总电阻 声敏电阻阻值 由图甲可知，对应噪声强度为，故D错误。 故选 C。 11．一台电动机正常工作时的电压是380V，其线圈的电阻为，通过线圈的电流10A，这台电动机工作1min，线圈产生的热量是__________J．那么它的电功率是__________W。 【答案】 【详解】线圈产生的热量为 电动机的电功率为 12．（25-26九年级上·福建南平·阶段检测）一个玩具车使用的电动机，线圈电阻为0.5Ω，将其接入电源电压为2.5V的电路中，电动机正常工作，测得此时流过电动机的电流是1A，则电动机正常工作时消耗的电功率为_______W，电动机正常工作1min转化的机械能为_______J。 【答案】 2.5 120 【详解】[1]由题意可知，电动机正常工作时两端电压为2.5V，流过的电流是1A，这过程消耗的电功率 [2]1min内电动机消耗的总电能 电流产生的电热 由于电动机工作时电能转化为内能和机械能，因此转化的机械能 13．小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。三个相同的烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，在煤油中都各自浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻为，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻为，烧瓶C中的金属丝是锰铜合金丝，电阻为，温度计显示煤油的温度。 (1)实验中、、采用______联的连接方法，采用这种连接方式的目的是：______。 (2)本实验是通过______反映导体产生热量的多少。请你写出转换的依据：______。 (3)若，闭合开关后，小明和小红发现相同时间内C烧瓶中温度计的示数升高得最多，B烧瓶中温度计的示数升高得较多，A烧瓶中温度计的示数升高得最少。从而得出结论：______。 (4)若利用该实验装置探究导体产生的热量与通电时间是否有关。请写出主要步骤及实验表格。 【答案】(1) 串 使通过三个电阻的电流大小、通电时间都相同 (2) 煤油升高的温度 质量相同的同种煤油，吸收的热量越多，升高的温度越大 (3)在通过导体的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多 (4)主要步骤：闭合开关，保持电路中电流不变，选取任意一个烧瓶（比如烧瓶A），记录初始煤油温度后，通电1分钟，记录此时温度计的示数，计算煤油升高的温度；保持电路其他条件不变，通电时间为2分钟、3分钟，分别记录对应时刻的温度计示数，计算出每次煤油升高的温度；对比不同通电时间下的煤油的升温情况，判断产生热量的多少和通电时间的关系； 实验表格： 通电时间T/min 煤油的初温 煤油的末温 煤油升高的温度 产生热量的多少（多/少） 1 2 3 【详解】（1）探究导体产生的热量与电阻大小的关系，需要控制电流和通电时间完全相同，根据串联电路中电流的特点可知，三个电阻应采用串联的连接方式，使通过三个电阻的电流大小、通电时间都相同。 （2）导体产生的热量会使煤油的温度升高，所以实验中通过煤油升高的温度反映导体产生热量的多少； 由得，三瓶煤油是同种物质、质量相同，所以煤油升高的温度越高，导体产生的热量的越多。 （3）实验中控制了电流和通电时间相同，电阻越大的烧瓶温度计示数升高越多，说明导体产生的热量越多，从而得出结论为在通过导体的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，产生的热量越多。 （4）略 14．如图所示电路，电源电压保持3V不变。只闭合开关，电流表示数为0.3A。闭合开关、，电流表示数为0.6A。求： (1)通过的电流； (2)的阻值； (3)通电10s，电流通过产生的热量？ 【详解】（1）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，已知​的电流，干路电流，因此通过的电流 （2）两端电压等于电源电压，根据欧姆定律​得： （3）纯电阻电路中，电流通过产生的热量 🌟思维挑战 15．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为10V，电压表量程为0-15V，电流表量程为0-0.6A。在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关S、S1，将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点，再断开开关S1，闭合开关S2，将滑片P从a点向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电流表与电压表示数的关系图像。下列说法正确的（　　） A．电源电压为10V B．只闭合开关S、S1，灯泡L的功率变化范围为1W~5W C．只闭合开关S、S2时，电压表示数的变化范围是1.2V~9.0V D．只闭合开关S、S2，滑片P在a点时，定值电阻R2在10s内产生的热量为7.5J 【答案】B 【分析】根据开关情况判断电路元件连接情况，找到图乙图像的对应关系，分析滑动变阻器、小灯泡和定值电阻R2的电压，结合电路电流得出功率和热量结果。 【详解】只闭合开关S、S1，小灯泡与滑动变阻器串联，电压表测量滑动变阻器两端电压，将滑片P从最右端b点向左最大范围移动到a点，滑动变阻器接入电路的电阻减小，电压表示数减小，电流表示数增加，因此为乙图中的曲线。当滑片P向左移动到最大范围的a点时，小灯泡两端电压达到额定电压10V，此时滑动变阻器两端电压为2V，电源电压为 此时电流表示数为0.5A，小灯泡功率最大为 此时滑动变阻器电阻为 当滑片P在最右端b点时，滑动变阻器两端电压为8V，电流表示数为0.25A，此时小灯泡两端电压为 小灯泡功率最小为 滑动变阻器最大电阻为 所以只闭合开关S、S1，灯泡L的功率变化范围为1W~5W 只闭合开关S、S2时，滑动变阻器与R2串联，滑动变阻器接入电路全部电阻，滑片只影响电压表示数，电流表示数不变，因此为乙图水平直线。则电压表最大示数为 电压表最小示数为 电压表示数的变化范围是1.2V~9.6V 定值电阻R2两端电压为 定值电阻R2在10s内产生的热量为 故B正确，ACD错误 故选 B。 16．在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热熔的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。其内部电路如图乙，打印笔工作有快、慢两挡，、是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图丙，下列说法正确的是（     ） A．快挡打印时，图中开关应处于断开状态 B．PTC发热电阻增大时，发热功率增大 C．该打印笔工作过程中的最大电流是0.25A D．温度为250℃时，打印笔快挡平均每分钟产生的热量为4800J 【答案】D 【分析】电源电压不变，根据，总电阻越小，功率越大，为快挡。 【详解】A．快挡打印需要功率大，总电阻小。当闭合时，、并联，总电阻小于断开（只有工作）的总电阻，因此快挡时应闭合，故A错误； B．电源电压不变，根据，电阻增大时，发热功率减小，故B错误； C．根据，总电阻最小时电流最大。由图丙可知，单个PTC最小电阻为 快挡两电阻并联，总电阻 最大电流，故C错误； D．由图丙可知，时单个电阻，快挡两电阻并联，总功率 时间 产生的热量 ，故D正确。 故选D。 17．某款家用电热取暖器的内部简化电路如图所示，电源电压恒为220V，R1、R2为加热电阻，通过开关切换可实现多挡位调节。已知取暖器的高温挡功率为1100W，中温挡功率为550W。当开关、闭合，接b时，取暖器处于__________（选填“高温”“中温”或“低温”）挡；电路在低温挡状态下工作10min所产生热量为__________J。 【答案】 高温 【详解】[1]根据可知，当电压一定时，电阻越小，电功率越大，消耗功率越大；电阻越大，电功率越小，消耗功率越小。当、闭合，接b时，两电阻并联，电阻最小，此为高温挡；当开关S1、S3接a时，两电阻串联，电阻最大，为低温挡；当开关S1、S2闭合，S3接a时，只有R1接入电路，为中温挡。 [2]高温挡两电阻并联，功率为 中温挡只有工作，功率为 解得 低温挡时两电阻串联，所产生热量为 18．如图甲所示，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω。闭合开关，滑片从一端移至另一端，滑动变阻器的功率P随电阻R的变化关系如图乙所示，当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为 ____ A，通电1min电流通过R1产生的热量是 ______ J。 【答案】 0.2 24 【详解】[1]当滑片在最右端时阻值最大，此时，通过图乙可知此时 因为该电路为串联电路，所以电流表的示数与通过滑动变阻器的电流相等，因此由可得电流表的示数为 即 [2]因为当时，滑动变阻器的功率为 所以由可得，此时电路中的电流为 根据欧姆定律和串联电路的电压规律可得： 当时，电源电压为① 当时，电源电压为② 联立①②解得 又因为通电时间为 所以滑片P滑至最右端时，通电1min电流通过R1产生的热量为 19．某小组同学采用“伏安法”测量某定值电阻的阻值。 (1)小明设计并连接的电路如图甲所示。请用笔画线代替导线，将该电路连接完整； (2)此实验中滑动变阻器的作用一是改变定值电阻两端的电压，二是___________。若不用滑动变阻器，也同样可以“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种合理的方法：____________； (3)同组的小刚发现，他连接的电路，闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片P时，电流表的示数变小、电压表的示数变大，你认为小刚电路连接中存在的错误是_____________； (4)小明检查电路连接无误后，闭合开关，观察和记录每次实验电压表和电流表的读数，记入以下表格。其中第4组数据中，两表的读数如图乙所示。请你将表格补充完整。 实验序号 1 2 3 4 电压/V 0.6 1.2 1.8 ___________ 电流/A 0.12 0.24 0.36 ___________ ①实验进行了多次测量，其目的是____________； ②根据表格内相关数据计算可知：待测电阻的阻值是___________。 (5)测量阻值的过程中，老师提醒他们要尽量缩短通电时间，并用较小的电流来测量，这样做的理由是：______________。 (6)（补全特殊方法测量电路）若实验中电流表不慎损坏，现有一个单刀双掷开关和导线若干，请你用上述器材完成图丙的电路图，要求能测量的阻值（阻值已知）___________。 (7)小组同学发现还有一待测电阻没有测量，他们在已连接好的图甲的基础上，用替换接入电路。测量过程中，发现电流表示数始终小于分度值于是他们按照如图丁所示的电路图，重新连接了电路，闭合开关后，改变电阻箱接入的阻值进行多次测量。记录下电阻箱的阻值及对应的电压表示数，并根据记录的数据绘制出图像，如图戊所示，则所测电阻的阻值为___________。 【答案】(1) (2) 保护电路 改变电源电压 (3)电压表并联在了滑动变阻器的两端 (4) 2.5 0.5 求平均值减小误差 5 (5)因为电流有热效应，避免温度升高影响电阻阻值 (6) (7)160 【详解】（1）如图甲所示，电阻Rx与滑动变阻器串联，电压表测Rx两端电压，滑动变阻器接线柱应一上一下接，如图所示： （2）[1]滑动变阻器一般有两个作用，保护电路和改变定值电阻两端电压，得到多组数据。 [2]要改变定值电阻两端电压，除了调节滑动变阻器，还可以从电源入手，改变电源电压。 （3）闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片P时，滑动变阻器接入阻值增大，电流表的示数变小，Rx两端电压减小，滑动变阻器两端电压变大，而电压表的示数变大，则电压表并联在了滑动变阻器的两端，测滑动变阻器两端电压。 （4）[1]如图乙，电压表接小量程，分度值0.1V，示数为2.5V。 [2]如图乙，电流表接小量程，分度值0.02A，示数为0.5A。 [3]本实验是测量性实验，多次测量的目的是为了求平均值减小误差。 [4] 由表中数据，可分别计算电阻值为 所测电阻值为 （5）由焦耳定律可知，电流产生的热量与电流的大小、电阻、及通电时间有关，在电阻一定时，电流越大，通电时间越长，产生的热量越多，温度变化越明显，电阻阻值会受温度影响。 （6）实验中没有电流表，有电压表和定值电阻，则可以采用“伏阻法”测未知电阻阻值，将定值电阻与未知电阻串联，使它们的电流相等。利用单刀双掷开关先置于b处可测量定值电阻两端电压，从而计算出电流；再置于a处测量总电压，根据串联电路电压关系可求出未知电阻的电压，从而可计算出未知电阻阻值，电路图如下所示： <> （7）图像最左端的延长线表示当电阻箱处于断开状态时，电阻箱的电压等于电源电压U，此时最小且等于0.36，则 当时，即，，则 由串联电路的电流特点和欧姆定律可得，此时电路中的电流为 则定值电阻电压为 根据欧姆定律得 20．如图所示，电源电压恒定不变，用电器分别标有如下字样：电动机“6V  3W”、灯泡“6V  2.4W”、滑动变阻器“50Ω 1A”；开关S1闭合、S3接1、S2断开时，电动机正常工作；已知电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A，电动机线圈电阻为2Ω。（忽略温度对电阻的影响；开关变换时，电压表在原位，接线柱正确连接） (1)电动机正常工作1min，电流通过它产生的热量为多少？ (2)开关S2闭合、S3接1，S1断开，滑动变阻器的滑片移至a端时，通过灯泡的电流为0.16A，此时电压表的示数为多少？画出等效电路图。 (3)开关S1、S2闭合，S3接2时，为保证电路安全工作，滑动变阻器连入电路的最小阻值为多少？ 【详解】（1）开关S1闭合、S3接1、S2断开时，只有电动机接入电路，此时电动机正常工作，则电源电压等于电动机的额定电压，即 电动机正常工作的电流 电动机工作时间 电流通过电动机线圈产生的热量为 （2）当开关S2闭合、S3接1，S1断开，滑动变阻器的滑片移至a端时，滑动变阻器短路，电动机和灯泡串联接入电路，电压表测灯泡两端电压，等效电路图如图所示： 由题意可知，灯泡的电阻 此时灯泡两端的电压 所以电压表示数为2.4V。 （3）当开关S1、S2闭合，S3接2时，灯泡与滑动变阻器并联，电流表测量干路电流，电压表测电源电压。为保证电路安全，各元件的电流和电压不能超过其额定值或量程，则电路中的最大安全电流 根据并联电路的电压关系可知， 此时灯泡正常工作，通过灯泡的电流 根据并联电路的电流关系可知，通过滑动变阻器的最大电流 则滑动变阻器连入电路的最小阻值为 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第18.4节 焦耳定律 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的热效应 考点02 焦耳定律 考点03 电热的利用与防止 03 避坑指南·解题通法 角度01 利用电流的热效应工作的用电器 角度02 探究电流产生热量与电阻的关系 角度03 探究电流产生的热量与电流的关系 角度04 焦耳定律的公式及简单应用 角度05 焦耳定律的推导式及其应用 角度06 电热器的工作部分与导线的发热情况比较 角度07 电热的利用和防止 角度08 结合实际应用的电路综合计算问题 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1.认识电流的热效应，知道电热的利弊。 2.理解焦耳定律内容，掌握公式（Q=I2Rt）。 3.区分纯电阻和非纯电阻电路电热计算方法。 4.了解电热的利用和防止的生活实例。 1.电热大小由电流、电阻、通电时间共同决定。 2.电动机这类非纯电阻，电热小于消耗的总电能。 3.散热风扇、散热片都是用来防止电热危害。 知识导图 考点01 电流的热效应 1、电流的热效应：由于导体有电阻，所以当有电流通过导体时，导体总会发热，将电能转化为 ，这种现象叫做电流的热效应。 2、探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关 提出问题 电炉丝接入电路时，电炉丝和导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？换句话说，电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关？ 猜想与假设 根据生活经验可以猜想电流通过导体时产生的热量多少可能跟导体的电阻大小、通过导体的电流大小以及通电时间有关。 设计并进行实验 （1）如图甲所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面 反映密闭空气温度的变化（转换法：产生的热量多少，通过U型管液面高度的变化反映出来）。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边密闭容器中电阻丝较大。将两容器的电阻丝串联起来接到电源两端，通电一段时间后，发现右边U型管中的液面高度变化大于左边的。 （2）如图乙所示，两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在右边容器的外部，将另一个相同的电阻丝和容器内的电阻丝并联，然后与左边容器内的电阻丝串联接入电路，在通电时间相同的情况下，我们发现左边的U型管中的液面高度变化大于右边的。 分析论证 （1）如图甲，两容器中电阻丝阻值 ，通过它们的电流 ，通电时间 （控制不变的量：电流、通电时间；变化量：电阻），右边的U型管中的液面高度变化大于左边的，说明右边容器中电阻丝的热量多。这表明：在电流相同、通电时间相同情况下，电阻越大，电阻产生的热量 。 （2）如图乙，两容器中的电阻丝阻值相同，根据串并联电路电流的规律可知，通过左边容器的电阻丝电流大于通过右边容器中电阻丝的电流，通电时间相同（控制不变的量：阻值、通电时间；变化量：电流），左边U型管中的液面高度变化大于右边的，说明左侧容器中的电阻丝产生的热量多。 （3）由常识可知，在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。 实验结论 电流通过导体产生的热量跟导体的 、通过导体的 和通电 有关，导体电阻越大、通过导体的电流越大、通电时间越长，产生的热量就 。 【深化点拨】 1．电流的热效应理解 （1）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。解题是要抓住关键词：“具有热量”、“含有热量”，这样的说法是错误的。 （2）电流有三大效应：热效应、磁效应、化学效应。 2．探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关实验解题方法点拨 （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。 1．某大学开发出一种耐高温达的纳米线膜材料，具有极高的高温热稳定性且隔热性能优异，很轻、绝缘性能好，可工业化应用。下列物品中，不能应用该材料制作的是（     ） A．消防员防护服 B．家用灭火毯 C．飞机上的机身保温层 D．电饭锅发热盘的电热丝 2．电热毯通电后发热，此过程_________能转化为_________能；灯丝的发红而导线却几乎不发热，原因是导线的电阻远远______（选填“大于”或“小于”）灯丝的电阻。 3．如图是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。两个透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端。 (1)图甲是探究电流通过导体产生的热量与导体___________的关系。 (2)图乙中，的作用是___________。 (3)电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过___________来显示容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是___________。 (4)英国物理学家___________通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟各因素的关系。 考点02 焦耳定律 1、焦耳定律 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，跟它的时间成正比 计算公式 Q=I2Rt（普遍适用）。 公式中，Q—表示热量，单位是J；I—表示电流，单位是A；R—表示电阻，单位Ω；t—表示它的时间，单位s 焦耳定律公式的理论推导 焦耳定律可通过理论推导得出。假设当电流通过导体时，电能全部转化为内能，则有电流产生的热量（Q）=电流做的功（W），结合欧姆定律可得：Q=W=UIt=IR·It=I2Rt。 可见，当消耗的电能 用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出来的电流发热规律与焦耳定律实验得出的焦耳定律是一致的 焦耳定律应用问题 （1）焦耳定律Q=I2Rt是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，就可以用它来计算导体所产生的热量； （2）公式中各物理量都是对 而言的； （3）运用公式时，各物理量要转换成国际单位中的单位后再代入公式进行计算。 串并联电路中焦耳定律 （1）在串联电路中，根据Q=I2Rt可知，电热与电阻成正比，即； （2）在并联电路中，根据可知，电热与电阻成反比，即 2、焦耳定律在实际中的应用 （1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略．电压与电流同频且同相位．电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路．　基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路。 （2）焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路。 3、电热器的“双挡”问题 （1）“双挡”中的电阻：电热器通常设计有“高温挡”和“低温挡”。根据可知，当U一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大，所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大。 （2）“双挡”的控制开关 a短路式：两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示。 当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温挡； b单刀双掷式：主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接在附加电阻上，如下图所示。 当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温挡。 4、电热与电功的关系 应用公式 电功 电功率 焦耳定律 适用范围 基本公式 W=UIt P=UI Q=I2Rt 普遍适用 导出公式 =I2Rt  =I2R =UIt  纯电阻电路W=Q 【深化点拨】 1．焦耳定律推导公式的应用解题思路点拨：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。。 2．焦耳定律公式Q=I2Rt的使用环境 （1）电流通过电动机做功消耗的电能，一部分转化为机械能，另一部分是转化为内能，也就是W≠Q．那么，用来计算电功的公式W=UIt不能用来计算电热，电热智能用焦耳定律Q=I2Rt来计算。 （2）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。 1．两个电阻和，且，将它们串联在电路中，相同时间内产生的热量之比为（     ） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 2．如图所示的电路中，电源电压U=9V，电阻R1=20Ω，R2=10Ω，则通电1min该电路产生的热量为_______J。电热器中的电饭锅是利用电流的______效应制成的加热设备。 3．如图所示的电路，定值电阻R1的阻值为15，定值电阻R2的阻值为30，闭合开关S后，电流表A的示数为0.20A求： (1)电阻R1两端的电压； (2)电源电压： (3)整个电路在1min内产生的热量。 考点03 电热的利用与防止 1、电热的利用 （1）电流的效应：电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做 。 （2）电流热效应的实质：是电流通过导体时，由 转化为 。 （3）电热器：电流通过导体时将电能全部转化为内能的用电器。其优点是清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节电流。 （4）有时人们利用电热，如电饭锅、电熨斗等；有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等。 2、电热的防止 （1）电热的危害：有时候，电热是一种浪费，甚至会造成伤害。像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时，将电能转化为其他形式的能的过程，总有一部分电能转化为热，过多的电热如果不能及时散失，会产生许多安全隐患 （2）措施：有时人们防止电热产生的危害，如散热孔、散热片、散热风扇等。 【深化点拨】 1．电热的利用的解题思路点拨：电热器是利用电流的热效应来工作的设备。电热器的主要工作部分是发热体，发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制作的。电热器是将电能转化为内能来工作的。其优点是清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节电流。 2．电热的防止的解题思路点拨：在很多情况下，我们并不希望用电器的温度过高。像电视机、计算机、电动机等用电器在工作时，将电能转化其他形式能的过程中，总有一部分电能转化为内能，过多的电热如果不能及时散发，会产生安全隐患。因此，许多用电器采用散热孔、散热片或在发热体安装风扇等方式进行散热，如图所示。 3．电热的利用与防止解题思路点拨 （1）电热既有有利的一面，又有有害的一面。人们利用电流的热效应制成各种用电器，对于不需要的电热，要想办法尽量减小其造成的危害。 （2）任何用电器，只要有电阻存在，电流通过时就会有热效应；电流流过超导体不会有热效应。 1．下列实例中，是利用电热的是（  ） A．电车行驶 B．电脑CPU附近的风扇 C．夏天潮湿的天气隔一段时间对电视通电 D．电视机后面的散热孔 2．大数据服务器会产生大量电热，从而导致服务器温度升高，干扰服务器的正常运行，为此需要____（选填“利用”或“防止”）电热。 焦耳定律的综合应用及解题步骤 1.焦耳定律的核心公式与适用条件：焦耳定律描述了电流通过导体产生热量的规律，但公式的选择取决于电路类型。 通用公式： Q=I2Rt。 适用范围：任何电路（无论是纯电阻电路还是含有电动机、电解槽的非纯电阻电路）。 物理意义：电流产生的热量与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。 推导公式（仅适用于纯电阻电路）： Q=W=UIt==Pt。 适用条件：电能全部转化为内能的电路（如电烙铁、电饭锅、白炽灯）。 避坑点：在含有电动机的电路中，消耗的电能 W=UIt大部分转化为机械能，只有少部分转化为内能 Q=I2Rt。此时 W>Q，千万不能直接用 Q=计算热量，除非题目明确求的是“线圈电阻产生的热量”且已知电阻值。 2. 探究实验的设计逻辑：必须“掌握”控制变量法 实验方法：转换法（通过U形管液面高度差或温度计示数变化来反映产生热量的多少）和控制变量法。 （1）探究热量与电阻的关系： 操作：将两个阻值不同的电阻丝串联。 目的：串联电路电流处处相等，从而控制电流（I）和通电时间（t） 相同，只改变电阻（R）。 结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。 （2）探究热量与电流的关系： 操作：利用滑动变阻器改变电流，或者将其中一个电阻并联分流（如图中的典型装置）。 目的：控制电阻（R）和通电时间（t ）相同，改变电流（I）。 结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。 避坑点：实验中通常使用空气盒（密闭容器），因为空气受热膨胀效果比液体更明显，实验现象更直观。 3.电热的利用与防止：物理知识最终要回归生活，这部分常以选择题或简答题出现。 （1）电热的利用原理：利用电流的热效应，将电能转化为内能。 实例：电饭锅、电热水器、电热毯、电烙铁、养鸡场的电热孵化器等。 核心部件：发热体（通常由电阻率大、熔点高的合金制成，如镍铬合金）。 （2）电热的防止原理：防止电流热效应带来的危害（如烧坏电器、引发火灾）。 措施： 散热：电脑CPU安装散热风扇、电视机外壳有散热孔、电动机外壳有散热片。 减小发热：输电线采用粗导线（减小电阻 R，根据 Q=I2Rt减少损耗）、高压输电（减小电流I）。 4.多档位问题计算：家用电器（如电饭煲、饮水机）常有“加热”和“保温”两档，解题关键在于判断电路状态。 判断依据：电源电压 U不变（通常为220V），根据公式 可知： 电阻越小，功率越大→高温档（加热）。 电阻越大，功率越小→低温档（保温）。 常见电路模型： 单刀双掷开关：开关接不同触点，改变接入电路的电阻数量（串联或单独接入）。 并联支路开关：闭合支路开关，总电阻减小，总功率增大（加热）；断开支路开关，总电阻增大，总功率减小（保温）。 解题技巧：看到“高温档”，马上找电路中电阻最小的状态（通常是只有一个小电阻工作，或两个电阻并联）；看到“低温档”，找电阻最大的状态（通常是两个电阻串联）。 角度01 利用电流的热效应工作的用电器 1．下列利用电流热效应工作的用电器是（     ） A．电风扇 B．电视机 C．扫地机 D．电饭煲 2．白炽灯是根据电流的________效应工作的。一根镍铬合金丝两端电压一定，将镍铬合金丝对折后接入原电路中，其电阻将______，通过的电流将_______。（选填“变大”“变小”或“不变”） 角度02 探究电流产生热量与电阻的关系 3．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，两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法正确的是（　　） ①通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大 ②将R2和R3都换成10Ω的电阻丝，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系 ③该实验装置利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝产生热量的多少 ④若通过R1的电流为2A，通电1min，R1产生的热量为1200J A．①② B．②③ C．①④ D．①③ 4．如图所示是丽丽在“探究影响电流产生热量”的因素实验，为了探究电流产生的热量与电流的关系应选图________（选填A．“甲”或B．“乙”）来进行实验。实验过程中她将图乙中的放入空气盒内，连接方式不变，则________（选填A．“能”或B．“不能”）探究电流产生的热量与电阻的关系。 5．小李和小张分别用两套实验装置来探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”，小李采用了如图1所示电路，小张采用如图2所示电路。 (1)图1中是通过观察 ____________来比较电流通过导体产生热量的多少；图2中是通过观察 _____________来比较电流通过导体产生热量的多少。 (2)图1、2中的甲都是为了探究电流通过导体产生的热量与 _______的关系，图1、2中的乙都是为了探究电流通过导体产生的热量与 _______的关系；电炉工作时，电炉丝热得发红，可以用图1和图2中的 _____（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 (3)为了使实验现象更明显，可以将图2乙中的R3的阻值换成 ________（选填“更大的”或“更小的”）；通电相同时间后，发现图2乙中的情形，电流越大，产生的热量越 _____。 (4)某小组在利用图2乙装置实验时，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，请你分析实验现象不同的原因可能是R3_______（选填“短路”或“断路”）。 角度03 探究电流产生的热量与电流的关系 6．如图是“探究影响电流热效应的因素”实验装置，将R1、R2两电阻丝密封在两只完全相同的玻璃瓶内，且，瓶内装入初温、质量相同的煤油。下列说法错误的是（     ） A．与串联目的是为了控制电阻丝中电流相同 B．闭合开关后，所在瓶温度计示数变化更快 C．滑动变阻器的滑片向左移，两瓶中煤油温度上升将变慢 D．该装置可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流的关系 7．如图所示，该装置可探究电流通过导体产生的热量与________的关系，通电一段时间后，通过观察________来比较两电阻产生热量的大小，这是运用了________法。 8．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初温、质量相同的空气。 (1)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中可以通过观察U形管液面高度变化来显示容器内空气温度的变化，这种实验方法叫________； (2)在甲图中，两个容器中装有阻值不同的电阻丝，将两段电阻丝________（选填“串联”或“并联”）起来接到电源两端，此时通过两段电阻丝中的________相同。通电一段时间后，________（选填“左”或“右”）侧容器中电阻丝产生的热量更多； (3)在乙图中，通电相同时间，发现左侧U形管内液面上升较高，这表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的________越大，这段电阻丝产生的热量越多；这个实验探究中，与的阻值________（选填“一定”或“不一定”）相同。 角度04 焦耳定律的公式及简单应用 9．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定功率为，电压表量程为，电流表量程为，滑动变阻器允许通过的最大电流为，在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关和，将滑片从最右端向左最大范围移动到点，再断开开关，闭合开关，将滑片从点向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数和电流表示数I的关系图像，下列说法正确的是（    ） A．小灯泡的额定电压为9V，电源电压为 B．只闭合开关和，滑动变阻器的阻值变化范围为 C．只闭合开关和，小灯泡的功率变化范围为1.5W~5W D．只闭合开关和，滑片在点时，定值电阻在内产生的热量为 10．某家用电热壶有“加热”和“保温”两个挡位，其简化电路如图所示，是电热丝，，。开关S接“1”时，电热壶为______挡，此挡位电热壶的额定功率为______W。开关S接“2”时，正常工作1min，电流通过产生的热量为______J。若在用电高峰期，实际电压为200V，电热壶的实际加热功率为______W。 11．如图所示，R为定值电阻，L为标有“6 V  3 W”的小灯泡，灯丝阻值不变，电源电压恒定。闭合开关，小灯泡正常工作时，电流表读数为1.5 A。求： (1)通过小灯泡的电流IL； (2)定值电阻R阻值； (3)定值电阻R在10 s内产生的热量Q； 角度05 焦耳定律的推导式及其应用 12．某自制电烘箱额定电压220V，正常工作时电流5A，其产生热量全部被水吸收，使水从50℃升高到60℃，吸收热量6.6×104J。忽略温度对电阻影响，当电路电压变为110V时，电烘箱加热时间变为原来的8倍，水升高相同的温度，求加热水的体积变成（     ）（c水=4.2×103 J/（kg·℃），ρ水=1.0×103 kg/m3） A． B． C． D． 13．如图是实践小组设计的简易电热孵化器电路。已知电源电压恒为220V，R0是电热丝，温度对R0阻值的影响忽略不计。闭合开关S后，电流为5A。则R0的阻值为___________，通电10s后R0产生的热量为___________J；使用时发现电热箱内温度低于孵化所需的温度，若将电热箱体内的功率增加20%来提高温度，可以在电热箱内___________联一个阻值为___________Ω的加热电阻丝。 14．小明家的电热毯有高温和低温两挡，其简化电路如图所示。电源电压为220V，和均为电热丝，且，当开关S闭合时，电热毯处于高温挡，功率为88W；当S断开时，电热毯处于低温挡。求： (1)处于高温挡时电路中的电流； (2)电阻的阻值； (3)处于低温挡时，整个电路工作30s产生的热量。 角度06 电热器的工作部分与导线的发热情况比较 15．小明在使用电炉子的时候发现，电炉丝已经热得发红了，与之相连的导线却不怎么热，对这个现象描述正确的是（　　） A．导线的电阻比电炉丝的电阻大 B．通过导线的电流比电炉丝的电流小 C．导线的通电时间比电炉丝的通电时间短 D．电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律，电流产生的热量更多 16．如图所示，电炉工作时，电炉丝热得发红，与之串联的导线却几乎不发热，这是因为电炉丝的___________比导线大很多。电炉丝正常工作时通过的电流为5A，其电炉丝的电阻是，则该电炉正常工作5s产生的热量是___________J。 角度07 电热的利用和防止 17．电流的热效应在生产和生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害。下列事例中，属于防止电热危害的是（　　） A．用电水壶烧水 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药 C．电动机外壳有散热片 D．家用电器长时间停用，隔一段时间通电一次 18．如图所示，电脑的机箱中装有微型风扇，目的是防止__________对电子元件造成的危害。某电脑CPU的功率为100W，其中发热功率占8%。若工作半小时，则CPU产生热量__________J。 角度08 结合实际应用的电路综合计算问题 19．如图甲所示是小强家中具有加热和保温两个挡位的电饭锅，图乙为其内部简化电路图，R1、R2为发热电阻，R1=110Ω，额定加热功率为1400W。当电饭锅处于保温状态时，通过电饭锅的电流为________A；处于加热状态时，通电5min电流通过R2产生的热量为________J。 20．由于卫生间环境相对阴暗潮湿，比较容易滋生细菌，所以建议在卫生间安装如图-1所示的电热毛巾架，该毛巾架通过智能系统能够实现高温挡、低温挡自动切换，额定电压为220V。图-2所示为其内部电路原理图，和均为550Ω的发热电阻丝；求： (1)高温挡的额定功率。 (2)低温挡正常工作30min产生的热量。 【例1】（2026·辽宁·中考真题）如图是一款具有低温和高温两种模式的家用电热器简化电路图，和都是用来加热的电阻，阻值为。闭合、断开，电热器处于低温模式；闭合和，电热器处于高温模式，总功率为。[水的比热容]求： (1)低温模式，电路中的电流； (2)高温模式，电阻的电功率； (3)用高温模式对、的水加热，水升高的温度。（设电热器产生的热量全部被水吸收） 【深化点拨】 （1）考查多挡位电热器并联电路识别，能根据开关通断判断单电阻、双电阻并联两种工作状态，理解家庭电路电压恒定。 （2）考查电功率规律，并联电路总功率等于各支路功率之和，以此拆分高温挡总功率，求出支路电阻功率。 （3）考查电热与热量转化，当不计热量损失时，电热器产生的电热全部被水吸收，实现电和热的等量转换。 （4）考查比热容吸热规律，利用电热转化得到的热量，分析水升温问题，属于中考电热综合常考模型。 【变式1-1】（2026·安徽·中考真题）一款便携式加热坐垫的简化电路如图所示，、均为发热电阻，通过控制开关、的通断，实现“速热”和“保温”两挡加热功能。查阅该坐垫的说明书得知：电源电压为，“速热”挡功率为，“保温”挡功率为。在该坐垫正常工作的状态下，求： + (1)的电阻； (2)选择“保温”挡工作时，通过电阻的电流； (3)选择“速热”挡通电1 min，电阻产生的热量。 【变式1-2】（2026·内蒙古·中考真题）内蒙古某机场为防止积雪压损航站楼，在面积为4000m2的航站楼顶部（可视为平面），均匀铺设多段规格相同的电热丝用于融雪。各段电热丝并联连接，正常工作电压为，每段电热丝电阻为，融雪过程中电热丝产生热量的70%被周围的雪吸收。某次雪后，航站楼顶部雪的厚度均为2cm，电热丝开始正常工作，10min将周围的雪的温度从-10℃升至-5℃。雪的密度取，雪的比热容取。求 (1)通过每段电热丝的电流； (2)10 min内每段电热丝周围的雪吸收的热量； (3)为使覆盖航站楼顶部的雪在10 min内均从-10℃升至-5℃，至少需要铺设多少段电热丝。 【变式1-3】（2026·新疆·中考真题）如图所示的电路，，。闭合开关S，电阻两端的电压。求： (1)电路中电流的大小； (2)电源两端的电压； (3)电路工作2 min产生的热量。 【例2】（2026·四川南充·中考真题）如图是某学校科技小组设计的一个可照明、可加热多功能仪器简化电路图。已知小灯泡L标有“12V  12W”字样，发热电阻R1的阻值恒为27Ω，电源电压恒定不变，闭合开关S。当开关S1接a点时，调节滑动变阻器R2，使小灯泡L正常发光，此时R2的电压为3V，则电源电压为___________V；当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，R1工作10min产生的热量为___________J。 【深化点拨】 （1）考查用电器额定值的含义，灯泡正常发光代表灯泡两端电压、工作电流等于额定数值。 （2）考查串联电路电压、电流规律，串联时电流处处相等，电源电压等于各元件两端电压之和。 （3）考查滑动变阻器的特点，滑片位置不变时，接入电路的电阻大小保持恒定。 （4）考查焦耳定律应用，可计算定值电阻通电后产生的电热，是电学串联合电热综合的常考题型。 【变式2-1】（2026·四川凉山·中考真题）已知某型号电热水壶的额定电压为220V，加热电阻为48.4Ω，接入家庭电路中正常工作。将质量为2kg，初温为15℃的水加热200s，加热效率为84%，电热水壶产生的热量为______J，水上升的温度为______℃。[] 【变式2-2】（2026·四川成都·中考真题）科创小组的小维设计了一款具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器，可通过旋钮开关实现功能切换。简化电路如图所示，电源电压为220 V，，。闭合开关S，当旋钮开关接1时，加热器处于________挡，在该挡位通电3 min电流产生的热量是________J。 【变式2-3】（2025·四川绵阳·中考真题）如图所示电路中，电源电压恒定，R1、R2和R3是定值电阻。当X和Y均为电流表时，闭合开关，其示数之比为9∶5，此时R1、R2、R3的连接方式是________（选填“串联”或“并联”），若通电时间t，电路产生的总焦耳热为Q1；当X和Y均为电压表时，闭合开关，其示数之比为5∶3，若通电相同时间t，电路产生的总焦耳热为Q2。则Q1_______Q2。 ⚡基础速刷 1．下列电流做功的过程中，电能主要转化为机械能的是（     ） A．电风扇吹风 B．电灯发光 C．电饭锅煮饭 D．电池充电 2．如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（     ） A．吸尘器 B．电暖气 C．洗衣机 D．电脑 3．将一台“220V  100W”的电风扇、一个“220V  100W”的充电器、一把“220V  100W”的电烙铁分别接到220V的电源上，在相同时间内，电流通过它们产生热量最多的是（    ） A．电风扇 B．充电器 C．电烙铁 D．电风扇和电烙铁 4．一种家用电熨斗的规格为“220V 400W”，这种电熨斗内部电热丝的电阻是 ________Ω。如果在额定电压下工作，1min内将产生 __________J的热量。 5．如图所示，是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，电热丝阻值为1Ω。闭合开关，电热丝温度升高，利用电流的_____________效应实现高温封口，若使用时总把塑料袋烫坏，可以_____________（选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。 6．如图所示实验，是探究电流通过导体产生热量的实验装置，把5 Ω和10 Ω的电阻丝_______（选填“串联”或“并联”）在电路中，目的是控制通过两电阻的电流和通电时间相同。根据焦耳定律，通电一段时间后，_______（选填“左”或“右”）侧容器内电阻丝产生的热量更多，对应的U形管液面高度差更大。若要探究电流产生的热量与电流的关系，需要在其中一个容器的外部_______（选填“串联”或“并联”）一个阻值相同的电阻。 7．在如图所示的电路中，电源电压保持不变，电阻的阻值为。闭合开关S，电流表的示数为0.6A，电流表的示数为0.3A。求： (1)电源电压。 (2)通电5min，电阻产生的热量。 🚀能力跃升 8．将一盏、的白炽灯，一台、的电风扇，一只、的小电暖手炉，同时接在的电压下，则相同时间内消耗的电能和产生的热量（     ） A．电风扇消耗的电能最多，产生的热量一样多 B．消耗的电能和产生的热量都一样多 C．暖手炉消耗的电能最多，产生的热量一样多 D．消耗的电能一样多，产生的热量暖手炉最多 9．如图是小灯泡L和定值电阻R的图像。下列说法不正确的是（     ） A．小灯泡L灯丝的电阻随温度的升高而增大 B．甲是定值电阻R的图像，其阻值为5 C．若仅将小灯泡L和定值电阻R串联在电路中，当电流为0.3A时，电源电压为2.5V D．若仅将小灯泡L和定值电阻R并联在电源电压为2.5V的电路中，在5s内定值电阻R产生的热量为6.25J 10．“探物”小组找来定值电阻、声敏电阻R、电流表、开关、学生电源等器材，设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置。R的阻值随声音强弱变化的关系如图甲所示，该装置电路如图乙所示。在某次测试中，当噪声为时，电流表示数为；当噪声为时，电流表示数为。下列选项正确的是（     ） A．阻值是 B．噪声为时，通电，电流通过声敏电阻R产生的热量为 C．噪声为时，电路消耗的电功率为 D．当电流表示数为时，噪声强度为 11．一台电动机正常工作时的电压是380V，其线圈的电阻为，通过线圈的电流10A，这台电动机工作1min，线圈产生的热量是__________J．那么它的电功率是__________W。 12．（25-26九年级上·福建南平·阶段检测）一个玩具车使用的电动机，线圈电阻为0.5Ω，将其接入电源电压为2.5V的电路中，电动机正常工作，测得此时流过电动机的电流是1A，则电动机正常工作时消耗的电功率为_______W，电动机正常工作1min转化的机械能为_______J。 13．小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。三个相同的烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，在煤油中都各自浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻为，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻为，烧瓶C中的金属丝是锰铜合金丝，电阻为，温度计显示煤油的温度。 (1)实验中、、采用______联的连接方法，采用这种连接方式的目的是：______。 (2)本实验是通过______反映导体产生热量的多少。请你写出转换的依据：______。 (3)若，闭合开关后，小明和小红发现相同时间内C烧瓶中温度计的示数升高得最多，B烧瓶中温度计的示数升高得较多，A烧瓶中温度计的示数升高得最少。从而得出结论：______。 (4)若利用该实验装置探究导体产生的热量与通电时间是否有关。请写出主要步骤及实验表格。 14．如图所示电路，电源电压保持3V不变。只闭合开关，电流表示数为0.3A。闭合开关、，电流表示数为0.6A。求： (1)通过的电流； (2)的阻值； (3)通电10s，电流通过产生的热量？ 🌟思维挑战 15．如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定电压为10V，电压表量程为0-15V，电流表量程为0-0.6A。在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关S、S1，将滑片P从最右端b向左最大范围移动到a点，再断开开关S1，闭合开关S2，将滑片P从a点向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电流表与电压表示数的关系图像。下列说法正确的（　　） A．电源电压为10V B．只闭合开关S、S1，灯泡L的功率变化范围为1W~5W C．只闭合开关S、S2时，电压表示数的变化范围是1.2V~9.0V D．只闭合开关S、S2，滑片P在a点时，定值电阻R2在10s内产生的热量为7.5J 16．在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热熔的塑料，塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态（如图甲）。其内部电路如图乙，打印笔工作有快、慢两挡，、是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图丙，下列说法正确的是（     ） A．快挡打印时，图中开关应处于断开状态 B．PTC发热电阻增大时，发热功率增大 C．该打印笔工作过程中的最大电流是0.25A D．温度为250℃时，打印笔快挡平均每分钟产生的热量为4800J 17．某款家用电热取暖器的内部简化电路如图所示，电源电压恒为220V，R1、R2为加热电阻，通过开关切换可实现多挡位调节。已知取暖器的高温挡功率为1100W，中温挡功率为550W。当开关、闭合，接b时，取暖器处于__________（选填“高温”“中温”或“低温”）挡；电路在低温挡状态下工作10min所产生热量为__________J。 18．如图甲所示，滑动变阻器R2最大阻值是20Ω。闭合开关，滑片从一端移至另一端，滑动变阻器的功率P随电阻R的变化关系如图乙所示，当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为 ____ A，通电1min电流通过R1产生的热量是 ______ J。 19．某小组同学采用“伏安法”测量某定值电阻的阻值。 (1)小明设计并连接的电路如图甲所示。请用笔画线代替导线，将该电路连接完整； (2)此实验中滑动变阻器的作用一是改变定值电阻两端的电压，二是___________。若不用滑动变阻器，也同样可以“改变定值电阻两端的电压”，请你写出一种合理的方法：____________； (3)同组的小刚发现，他连接的电路，闭合开关后，向左移动滑动变阻器的滑片P时，电流表的示数变小、电压表的示数变大，你认为小刚电路连接中存在的错误是_____________； (4)小明检查电路连接无误后，闭合开关，观察和记录每次实验电压表和电流表的读数，记入以下表格。其中第4组数据中，两表的读数如图乙所示。请你将表格补充完整。 实验序号 1 2 3 4 电压/V 0.6 1.2 1.8 ___________ 电流/A 0.12 0.24 0.36 ___________ ①实验进行了多次测量，其目的是____________； ②根据表格内相关数据计算可知：待测电阻的阻值是___________。 (5)测量阻值的过程中，老师提醒他们要尽量缩短通电时间，并用较小的电流来测量，这样做的理由是：______________。 (6)（补全特殊方法测量电路）若实验中电流表不慎损坏，现有一个单刀双掷开关和导线若干，请你用上述器材完成图丙的电路图，要求能测量的阻值（阻值已知）___________。 (7)小组同学发现还有一待测电阻没有测量，他们在已连接好的图甲的基础上，用替换接入电路。测量过程中，发现电流表示数始终小于分度值于是他们按照如图丁所示的电路图，重新连接了电路，闭合开关后，改变电阻箱接入的阻值进行多次测量。记录下电阻箱的阻值及对应的电压表示数，并根据记录的数据绘制出图像，如图戊所示，则所测电阻的阻值为___________。 20．如图所示，电源电压恒定不变，用电器分别标有如下字样：电动机“6V  3W”、灯泡“6V  2.4W”、滑动变阻器“50Ω 1A”；开关S1闭合、S3接1、S2断开时，电动机正常工作；已知电压表的量程为0~15V，电流表的量程为0~0.6A，电动机线圈电阻为2Ω。（忽略温度对电阻的影响；开关变换时，电压表在原位，接线柱正确连接） (1)电动机正常工作1min，电流通过它产生的热量为多少？ (2)开关S2闭合、S3接1，S1断开，滑动变阻器的滑片移至a端时，通过灯泡的电流为0.16A，此时电压表的示数为多少？画出等效电路图。 (3)开关S1、S2闭合，S3接2时，为保证电路安全工作，滑动变阻器连入电路的最小阻值为多少？ 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $