6.3 焦耳定律（讲义）物理新教材教科版九年级上册

本讲义聚焦焦耳定律核心知识点，从电流热效应现象切入，通过控制变量法和转换法探究电流、电阻、通电时间对电热的影响，得出Q=I²Rt规律，区分纯电阻与非纯电阻电路能量转化差异，结合电热利用与防止实例，以串并联电路比例计算和电动机问题为应用支架，构建完整知识脉络。 该资料以科学探究为特色，实验中用U形管液面高度差转换热量多少（转换法），培养科学思维；纯电阻与非纯电阻电路对比表深化能量观念（物理观念），随学随练与分层习题（基础通关、素养提升、迁移创新）辅助课中教学，课后助力学生查漏补缺，提升解决实际电热问题的能力。

第六章 电功率 第3节 焦耳定律 课标要点 1. 理解电流的热效应。 2. 掌握焦耳定律内容、公式Q=I2Rt。 3. 解释生活电热现象。 学习重难点 重点：探究电热影响因素的实验设计。 难点：区分电功与电热，处理综合计算。 知识点电流产生的热量与哪些因素有关 1. 电流的热效应 电流通过导体时，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 生活实例：电炉子、电暖气、电饭锅、电烙铁。 2. 实验：探究电流产生热量的影响因素 实验方法：控制变量法、转换法 转换法应用：通过 U 形管两侧液面高度差，反映电阻丝产生热量多少；液面高度差越大，产生热量越多。 （1） 探究热量与电阻的关系 条件：电流相同、通电时间相同，电阻不同（两电阻串联） 现象：电阻越大，U 形管液面高度差越大。 结论：在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生热量越多。 （2） 探究热量与电流的关系 条件：电阻相同、通电时间相同，电流不同（同一电阻，并联分流改变电流） 现象：电流越大，U 形管液面高度差越大。 结论：在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生热量越多。 （3）探究热量与通电时间的关系 条件：电阻、电流不变，改变通电时间 现象：通电时间越长，液面高度差越大。 结论：在电流、电阻相同时，通电时间越长，产生热量越多。 特别提醒 实验中容器密闭，利用空气受热膨胀，实现转换法 随学随练 1．如图是探究电流通过导体产生热量影响因素的实验装置，初始U形细管中各液面高度相平，容器中有等量空气且密闭良好，，将A、B接入电路中，下列说法正确的是（    ） A．通过和的电流相等 B．通电一段时间右侧U形管中液面高度差较大 C．该装置能探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系 D．若要探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，必须满足 【答案】C 【详解】AB．图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可知 则通过左侧容器中电阻的电流大小大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，由可知，通电一段时间后左侧容器内电阻丝R1产生的热量多，因此左侧U形管中液面高度差较大，故AB错误； C．在实验过程中，通过开关的闭合和断开可以改变通电时间，并观察不同时间内同一电阻丝所在容器U形管中液面高度差的变化，所以能探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系，故C正确； D．要探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，保持电阻和通电时间相同，通过两个电阻的电流不同，不是必须要求，只要R3有分流作用即可，故D错误。 故选C。 2．如图所示，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。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。 (1)实验中通过观察________来比较电流通过导体产生热量的多少； (2)实验中，乙容器外部的电阻的作用是使通过左右两容器内电阻的________不相等； (3)通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化，________（选填“甲”或“乙”）容器中电阻产生的热量较多，由此能得出的实验结论是________。 【答案】(1)U形管中液面的高度差 (2)电流 (3) 甲 在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多 【详解】（1）电流产生的热量无法直接观测，但密闭容器内空气受热膨胀，会使对应U形管液面出现高度差，热量越多液面高度差越大，因此通过U形管液面高度差反映产热多少。 （2）乙容器内部的电阻和容器外的电阻并联后，再和甲容器内的电阻串联，并联电路会分流，因此通过甲容器电阻的总电流，大于通过乙容器内部电阻的电流，乙容器外部电阻的作用就是让两个容器内电阻的电流不相等。 （3）两个容器内的电阻阻值相同、通电时间相同，甲容器内电阻的电流更大，最终A侧U形管液面高度差更大，说明甲容器电阻产热更多，由此得到实验结论：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。 知识点 焦耳定律的运用（重点） 项目 纯电阻电路 非纯电阻电路 能量转化 电能全部转化为内能 电能转化为其他形式的能 + 内能 电功与热量关系 W=Q W>Q，W=Q+W其他​ 实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、卡住不转的电动机 电风扇、转动的电动机、电视机、电脑、电池充电 电功公式 t= 总电功： 热量只能用： 电功率公式 = 总功率： 发热功率：P热=I2R 随学随练 1．如图是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压恒为6V，电阻为2Ω。闭合开关S，电阻丝温度升高，3s内产生的热量为___ J。 【答案】54 【详解】闭合开关S，通过电阻的电流 3s内电阻丝产生的热量为 2．某电热器正常工作时的电流为5A，其正常工作5min产生了的热量，则该电热器的阻值是__________，其正常工作__________s产生的热量是。 【答案】 16 400 【详解】[1]电热器正常工作时的电流为5A，根据焦耳定律可知，该电热器的阻值为 [2]电热器正常工作时的电流为5A，根据焦耳定律可知，要产生的热量，需要正常工作的时间为 3．甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4，电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为5∶2，通电时间之比为1∶2，则通过甲、乙两个电热器的电流之比为________。 【答案】2∶1 【详解】通过甲、乙两个电热器的电流之比为 知识点 电热的利用与防止（难点） 1. 电热的利用与防止 （1）电热的利用（电热器，纯电阻） 原理：电流的热效应。 举例：电饭锅、电热水器、电熨斗、电烙铁。 能量转化：电能→内能。 （2）电热的防止 用电器工作发热过多会损坏元件，需要散热。 散热方式：散热窗、散热片、风扇散热。 举例：电视机散热孔、电脑 CPU 散热风扇。 ✅ 特别提醒 电热器的发热体特点：电阻大、熔点高。 随学随练 1．下列四种电器的结构设计是为了更好地利用电热的是（　　） A．电机外壳散热片 B．电暖气散热片 C．电脑CPU风扇 D．电视机散热孔 【答案】B 【详解】电热的利用是指将电能转化为内能并加以利用，而电热的防治是避免电热过多产生危害而采取散热措施。电机外壳散热片、电脑CPU风扇、电视机散热孔，都是为了防止电热积累，避免设备因过热损坏，属于电热的防治；电暖气散热片是通过电热元件产生热量，再通过散热片将热量传递到空气中，目的是利用电热取暖，属于电热的利用。故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 题型 串并联电路电热比例 电路类型 相同条件 热量之比 串联 电流I、时间t相等 ​ 并联 电压U、时间t相等 ​ 活学活用 1．两个电阻的阻值之比，若将它们并联在电路中，相同时间内产生热量之比=_____ 。 【答案】4:1 【详解】两个电阻并联，两端电压相等，且题目中通电时间相同。对于纯电阻电路，电阻产生的热量公式可推导为 ，由此可知：电压U、通电时间t相同时，热量Q与电阻R成反比。 已知，因此 2．如图所示，两个透明容器中密封着等量的空气，通过比较两个U形管液面高度差大小，可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系；相同时间内，甲、乙两容器中电阻丝产生的热量之比为___________。 【答案】 电流 4:1 【详解】[1]由图可知，甲、乙容器内的电阻阻值相等，通电时间相同；乙容器内的电阻与另一个电阻并联后，再和甲容器的电阻串联，因此流过甲电阻的电流大于流过乙容器内电阻的电流，实验控制了电阻、通电时间相同，电流不同，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系。 [2]根据焦耳定律，设流过甲电阻的电流为，由于乙容器外并联的电阻和乙容器内电阻阻值相等，因此流过乙容器内电阻的电流为；甲、乙电阻相等，通电时间相等，因此热量之比 题型 电动机相关计算题 电动机属于非纯电阻用电器，首先区分总功、发热、输出机械能。 1. 总消耗电能（电流做总功）： 2. 线圈产生热量：（只能用此式算热量） 3. 输出机械能： 4. 总功率：；发热功率：；机械功率： 特别提醒 电动机卡住不转动，没有机械能输出，变成纯电阻，此时W总=Q，会产生大量热，极易烧毁线圈。 活学活用 1．把一台电动机接入电压为220V的电路中，通过电动机的电流为5A，电动机线圈的电阻为4Ω，通电120s，电动机消耗的电能为_________J，产生的热量为_________J。 【答案】 132000 12000 【详解】[1]根据题意可得电动机消耗的电能 [2]根据焦耳定律，该过程中产生的热量 基础通关 1．通过大量实验最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系的科学家是（　　） A．伏特 B．焦耳 C．欧姆 D．安培 【答案】B 【详解】1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量与电流的平方、导体的电阻、通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律，故B符合题意，ACD不符合题意。 故选B。 2．下列事例属于防止电热危害的是（　　） A．用电熨斗熨衣服 B．用电暖器取暖 C．用微型风扇给电脑散热 D．用电热水壶烧水 【答案】C 【详解】A．电熨斗利用电热提供的热量熨衣服，属于利用电热，故A不符合题意； B．电暖器利用电热提供的热量取暖，属于利用电热，故B不符合题意； C．电脑工作时会产生电热，微型风扇散热是为了防止电热积累导致设备损坏，属于防止电热危害，故C符合题意； D．电热水壶利用电热提供的热量烧水，属于利用电热，故D不符合题意。 故选C。 3．小明同学用如图所示的实验装置，探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，两个透明容器中封闭着等量的空气，R1、R2、R3是三段电阻丝。下列说法正确的是（　　） A．若R1和R2阻值不同，则可探究电热与电阻的关系 B．只有R1和R3阻值相同时，才可探究电热与电流的关系 C．不管R1、R2、R3阻值是否相同，都可探究电热与通电时间的关系 D．只有R1、R2和R3阻值相同时，才能探究电热与电流的关系 【答案】C 【详解】A．探究电热与电阻的关系，应控制电流和通电时间相同，电阻的阻值不同，电阻R2和R3并联后再和电阻R1串联，由串并联电路电流的规律可知通过R1和R2的电流不同，不能探究电热与电阻的关系，故A错误； B．探究电热与电流的关系，应控制电阻和通电时间相同，电流大小不同，R1和R3阻值相同，如果R1和R2阻值不同，不能探究电热与电流的关系，故B错误； C．探究电热与通电时间的关系，应控制电流和电阻相同，通电时间不同，可以选择其中一个装置，通过改变通电时间，观察U形管液面高度差的变化，即可探究电热与通电时间的关系，故C正确； D．探究电热与电流的关系，应控制电阻和通电时间相同，电流大小不同，只要R1和R2阻值相同，并不要求R3的阻值也与它们相同，故D错误。 故选C。 4．一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，在额定电压下通电10min产生的热量为（　　） A．4×102J B．2.4×104J C．2.2×103J D．1.32×105J 【答案】B 【详解】在额定电压下通电10min电烙铁产生的热量 故选B。 5．甲、乙两电阻，通过的电流之比为1:2，通电时间之比为3:4，若产生的电热相等，则甲和乙电阻之比为（   ） A．8:3 B．3:8 C．3:16 D．16:3 【答案】D 【详解】根据题意可知，通过甲乙的电流之比 通电时间之比 产生热量之比 由得甲和乙电阻之比为 故D符合题意。 故选D。 6．如图所示，长度相同、横截面积不同的镍铬金属棒AB和BC连接在一起，如果在AC两端加上一定的电压U，通过AB、BC的电流分别为I1、I2；电流通过镍铬合金棒AB、BC产生的电热分别为Q1、Q2，则（　　） A．I1>I2 B．I1<I2 C．Q1>Q2 D．Q1<Q2 【答案】C 【详解】AB．镍铬金属棒AB和BC的长度、材料相同，AB的横截面积较小，AB的电阻较大。AB和BC串联，由串联电路电流特点得 故AB不符合题意； CD．AB和BC电流与通电时间相同，AB的电阻较大，由得 故C符合题意，D不符合题意。 故选C。 7．阻值为的一段导体，两端加4V电压时，通过它的电流为_________________A，通电1min产生的热量为_________________J。当它两端的电压减小到2V时，它的电阻为_________________Ω。 【答案】 0.4 96 10 【详解】由欧姆定律得，通过导体的电流 由焦耳定律得，通电1min产生的热量 因电阻是导体本身的固有属性，与两端电压、通过电流无关，故电阻仍为10Ω。 8．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。 9．将5 Ω和10 Ω电阻丝串联连接到电源两端，如图所示。接通电源，通电一定时间后，比较U形管中液面高度变化。这是在探究电流产生的热量与________的关系；如果电路中电流是0.2 A，通电时间是100 s，电流通过10 Ω的电阻产生的热量是________J。 【答案】 电阻 40 【详解】两个电阻丝串联，根据串联电路特点，通过两个电阻的电流相等，通电时间也相同，只有电阻大小不同，因此实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系。 电阻产生的热量为 10．如图所示电路中，电源电压不变，电阻的阻值为10Ω，当只闭合开关S后，电流表的示数为0.3A。    (1)求电源两端的电压； (2)若S和S1都闭合，电流表示数为0.4A，求电阻的电功率； (3)若S和S1都闭合，求整个电路在1min内产生的热量。 (4)当 S 和S1都闭合时，求电阻在2min内产生的热量。 【答案】(1)3V (2)0.3W (3)72J (4)36J 【详解】（1）由图可知，当只闭合开关S时，电路为的简单电路，电流表测电路中的电流，电源电压为 （2）开关S、均闭合时，和并联，电流表测干路的电流，由并联电路的特点可知，此时通过的电流不变，由并联电路电流特点可知，通过的电流为 由并联电路电压特点可知， 电阻的电功率 （3）开关S、均闭合时，整个电路在1min内产生的热量 （4）开关S、均闭合时，电阻在2min内产生的热量 素养提升 1．在探究“电流产生的热量与什么因素有关”时，小李设计了如图的实验装置。甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，里面各放有一根5Ω的电阻丝，其中乙容器将一个5Ω的电阻丝与容器内5Ω电阻丝并联，两个U形管中装有等量的水，接通电源后，下列说法正确的是（     ） A．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小 B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C．相同时间内甲产生的热量是乙产生热量的2倍 D．若通过右侧容器中电阻的电流为1A，通电1min，则该电阻产生的热量为300J 【答案】D 【详解】A．甲容器的5Ω电阻在干路，乙容器内的5Ω电阻和容器外另一个5Ω电阻并联，因此通过甲电阻的电流大于通过乙容器内电阻的电流。根据焦耳定律，电阻和通电时间相同时，电流越大产生热量越多，所以左侧空气吸热更多，左侧U形管液面高度差比右侧更大，故A错误； B．若将左边容器电阻换成10Ω，此时两个容器内电阻阻值不同，但乙容器外并联了电阻，会导致两个容器内电阻的电流不相等，没有控制电流这一变量相同，无法探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误； C．乙容器内两个5Ω电阻并联，根据并联电路电流规律，干路的甲电阻的电流是乙容器内单个电阻电流的2倍。由可知，甲的热量，乙容器内电阻的热量，因此相同时间内甲产生的热量是乙的4倍，不是2倍，故C错误； D．该电阻产生的热量为 故D正确； 故选D。 2．标有“”和“”的两个定值电阻，串联起来接在的电路上，则它们在相同的时间内产生的热量之比为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【详解】两定值电阻的阻值 两电阻串联时电流相同、通电时间相同，则它们在相同的时间内产生的热量之比 故选C。 3．电动机将电能转化为机械能和内能，一台电动机额定电压为220V，额定电流为5A，线圈电阻为1Ω，它正常工作10s，则电流产生的热量和转化成的机械能分别为（     ） A．250J  10950J B．11000J  10950J C．250J  10750J D．48400J  1100J 【答案】C 【详解】由焦耳定律得，电流产生的热量为 电动机消耗的总电能为 转化的机械能为 故选C。 4．如图甲所示是电阻R和灯泡的U一I图像。若将电阻R和小灯泡L串联在电压是3V的电路中（如图乙）。则电阻在1min产生的热量是____________J。 【答案】48 【详解】因R与L串联，故电路电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，即 由U-I图像可知，当电流时，，，满足总电压要求，因此电路电流为0.4A。电阻R在1min产生的热量为 5．某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，、不能同时闭合，的阻值为。只闭合时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（     ） A．电源电压为10V B．只闭合、时，电热杯处于低温挡 C．只闭合时，电热杯工作1min产生热量600J D．加热100g水，水温升高10℃，水吸收热量420J 【答案】C 【详解】A．只闭合时，电路为的简单电路，电源电压，故A错误； B．只闭合、时，与并联，电路总电阻最小，由可知电功率最大，电热杯处于高温挡，故B错误； C．只闭合时，电热杯工作1min产生热量，故C正确； D．水的质量 水吸收热量，故D错误。 故选C。 迁移创新 1．某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是其内部电路简化图，、、为加热电阻，它们的阻值均为，通过旋转开关（为转轴）可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中，旋转开关转至______（选填“”、“”、“”或“”）时，电热敷腰带处于高温挡工作；电热敷腰带在低温挡工作，产生的电热为______。 【答案】 de 13200 【详解】[1]由电功率公式可知，在电源电压U一定时，电路的总电阻R越小，电功率P越大。分析电路图可知，旋转开关转至“ab”时，电路处于断开状态；旋转开关转至“bc”时，电阻R1和R2串联，电路总电阻 旋转开关转至“cd”时，电路中只有电阻R2，电路总电阻；旋转开关转至“de”时，电阻R2和R3并联，根据并联电路电阻 得电路总电阻 因为串联电路的总电阻大于任何一个分电阻，并联电路的总电阻小于任何一个分电阻，所以，当开关转至“bc”时，电路总电阻最大，电功率最小，为低温挡；当开关转至“de”时，电路总电阻最小，电功率最大，电热敷腰带处于高温挡；当开关转至“cd”时，为中温挡。 [2]电热敷腰带通电时间 低温挡消耗的电功率 低温挡工作，产生的电热 2．在图甲所示的电路中，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器的最大阻值是。闭合开关，滑动变阻器的电功率随其接入电路的阻值变化的图像如图乙所示，求： (1)当滑片P移至最右端时，电路中的电流； (2)电阻的阻值； (3)此时连续通电10s，电流通过产生的热量。 【答案】(1)0.2A (2)10Ω (3)4J 【详解】（1）当滑片P移至最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大，为。由图乙可知，当滑动变阻器接入电路的电阻时，其消耗的电功率。由可得，此时电路中的电流为 （2）由图甲可知，电阻与滑动变阻器串联，当滑片P移至最右端时，电路中的总电阻为 根据串联电路电阻规律可知，的阻值为 （3）此时连续通电10s，电流通过产生的热量为 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $ 第六章 电功率 第3节 焦耳定律 课标要点 1. 理解电流的热效应。 2. 掌握焦耳定律内容、公式Q=I2Rt。 3. 解释生活电热现象。 学习重难点 重点：探究电热影响因素的实验设计。 难点：区分电功与电热，处理综合计算。 知识点电流产生的热量与哪些因素有关（重点） 1. 电流的热效应 电流通过导体时，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 生活实例：电炉子、电暖气、电饭锅、电烙铁。 2. 实验：探究电流产生热量的影响因素 实验方法：控制变量法、转换法 转换法应用：通过 U 形管两侧液面高度差，反映电阻丝产生热量多少；液面高度差越大，产生热量越多。 （1） 探究热量与电阻的关系 条件：电流相同、通电时间相同，电阻不同（两电阻串联） 现象：电阻越大，U 形管液面高度差越大。 结论：在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生热量越多。 （2） 探究热量与电流的关系 条件：电阻相同、通电时间相同，电流不同（同一电阻，并联分流改变电流） 现象：电流越大，U 形管液面高度差越大。 结论：在电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生热量越多。 （3）探究热量与通电时间的关系 条件：电阻、电流不变，改变通电时间 现象：通电时间越长，液面高度差越大。 结论：在电流、电阻相同时，通电时间越长，产生热量越多。 特别提醒 实验中容器密闭，利用空气受热膨胀，实现转换法 随学随练 1．如图是探究电流通过导体产生热量影响因素的实验装置，初始U形细管中各液面高度相平，容器中有等量空气且密闭良好，，将A、B接入电路中，下列说法正确的是（    ） A．通过和的电流相等 B．通电一段时间右侧U形管中液面高度差较大 C．该装置能探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系 D．若要探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系，必须满足 2．如图所示，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。甲、乙是完全相同的密闭容器，里面密封着等量的空气，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平。 (1)实验中通过观察________来比较电流通过导体产生热量的多少； (2)实验中，乙容器外部的电阻的作用是使通过左右两容器内电阻的________不相等； (3)通过对比观察A、B两U形管中液面高度的变化，________（选填“甲”或“乙”）容器中电阻产生的热量较多，由此能得出的实验结论是________。 知识点 焦耳定律的运用（重点） 项目 纯电阻电路 非纯电阻电路 能量转化 电能全部转化为内能 电能转化为其他形式的能 + 内能 电功与热量关系 W=Q W>Q，W=Q+W其他​ 实例 白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、卡住不转的电动机 电风扇、转动的电动机、电视机、电脑、电池充电 电功公式 t= 总电功： 热量只能用： 电功率公式 = 总功率： 发热功率：P热=I2R 随学随练 1．如图是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压恒为6V，电阻为2Ω。闭合开关S，电阻丝温度升高，3s内产生的热量为___ J。 2．某电热器正常工作时的电流为5A，其正常工作5min产生了的热量，则该电热器的阻值是__________，其正常工作__________s产生的热量是。 3．甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4，电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为5∶2，通电时间之比为1∶2，则通过甲、乙两个电热器的电流之比为________。 知识点 电热的利用与防止 1. 电热的利用与防止 （1）电热的利用（电热器，纯电阻） 原理：电流的热效应。 举例：电饭锅、电热水器、电熨斗、电烙铁。 能量转化：电能→内能。 （2）电热的防止 用电器工作发热过多会损坏元件，需要散热。 散热方式：散热窗、散热片、风扇散热。 举例：电视机散热孔、电脑 CPU 散热风扇。 ✅ 特别提醒 电热器的发热体特点：电阻大、熔点高。 随学随练 1．下列四种电器的结构设计是为了更好地利用电热的是（　　） A．电机外壳散热片 B．电暖气散热片 C．电脑CPU风扇 D．电视机散热孔 题型 串并联电路电热比例 电路类型 相同条件 热量之比 串联 电流I、时间t相等 ​ 并联 电压U、时间t相等 ​ 活学活用 1．两个电阻的阻值之比，若将它们并联在电路中，相同时间内产生热量之比=_____ 。 2．如图所示，两个透明容器中密封着等量的空气，通过比较两个U形管液面高度差大小，可以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系；相同时间内，甲、乙两容器中电阻丝产生的热量之比为___________。 题型 电动机相关计算题 电动机属于非纯电阻用电器，首先区分总功、发热、输出机械能。 1. 总消耗电能（电流做总功）： 2. 线圈产生热量：（只能用此式算热量） 3. 输出机械能： 4. 总功率：；发热功率：；机械功率： 特别提醒 电动机卡住不转动，没有机械能输出，变成纯电阻，此时W总=Q，会产生大量热，极易烧毁线圈。 活学活用 1．把一台电动机接入电压为220V的电路中，通过电动机的电流为5A，电动机线圈的电阻为4Ω，通电120s，电动机消耗的电能为_________J，产生的热量为_________J。 基础通关 1．通过大量实验最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系的科学家是（　　） A．伏特 B．焦耳 C．欧姆 D．安培 2．下列事例属于防止电热危害的是（　　） A．用电熨斗熨衣服 B．用电暖器取暖 C．用微型风扇给电脑散热 D．用电热水壶烧水 3．小明同学用如图所示的实验装置，探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，两个透明容器中封闭着等量的空气，R1、R2、R3是三段电阻丝。下列说法正确的是（　　） A．若R1和R2阻值不同，则可探究电热与电阻的关系 B．只有R1和R3阻值相同时，才可探究电热与电流的关系 C．不管R1、R2、R3阻值是否相同，都可探究电热与通电时间的关系 D．只有R1、R2和R3阻值相同时，才能探究电热与电流的关系 4．一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，在额定电压下通电10min产生的热量为（　　） A．4×102J B．2.4×104J C．2.2×103J D．1.32×105J 5．甲、乙两电阻，通过的电流之比为1:2，通电时间之比为3:4，若产生的电热相等，则甲和乙电阻之比为（   ） A．8:3 B．3:8 C．3:16 D．16:3 6．如图所示，长度相同、横截面积不同的镍铬金属棒AB和BC连接在一起，如果在AC两端加上一定的电压U，通过AB、BC的电流分别为I1、I2；电流通过镍铬合金棒AB、BC产生的电热分别为Q1、Q2，则（　　） A．I1>I2 B．I1<I2 C．Q1>Q2 D．Q1<Q2 7．阻值为的一段导体，两端加4V电压时，通过它的电流为_________________A，通电1min产生的热量为_________________J。当它两端的电压减小到2V时，它的电阻为_________________Ω。 8．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。 9．将5 Ω和10 Ω电阻丝串联连接到电源两端，如图所示。接通电源，通电一定时间后，比较U形管中液面高度变化。这是在探究电流产生的热量与________的关系；如果电路中电流是0.2 A，通电时间是100 s，电流通过10 Ω的电阻产生的热量是________J。 10．如图所示电路中，电源电压不变，电阻的阻值为10Ω，当只闭合开关S后，电流表的示数为0.3A。    (1)求电源两端的电压； (2)若S和S1都闭合，电流表示数为0.4A，求电阻的电功率； (3)若S和S1都闭合，求整个电路在1min内产生的热量。 (4)当 S 和S1都闭合时，求电阻在2min内产生的热量。 素养提升 1．在探究“电流产生的热量与什么因素有关”时，小李设计了如图的实验装置。甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，里面各放有一根5Ω的电阻丝，其中乙容器将一个5Ω的电阻丝与容器内5Ω电阻丝并联，两个U形管中装有等量的水，接通电源后，下列说法正确的是（     ） A．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小 B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C．相同时间内甲产生的热量是乙产生热量的2倍 D．若通过右侧容器中电阻的电流为1A，通电1min，则该电阻产生的热量为300J 2．标有“”和“”的两个定值电阻，串联起来接在的电路上，则它们在相同的时间内产生的热量之比为（     ） A． B． C． D． 3．电动机将电能转化为机械能和内能，一台电动机额定电压为220V，额定电流为5A，线圈电阻为1Ω，它正常工作10s，则电流产生的热量和转化成的机械能分别为（     ） A．250J  10950J B．11000J  10950J C．250J  10750J D．48400J  1100J 4．如图甲所示是电阻R和灯泡的U一I图像。若将电阻R和小灯泡L串联在电压是3V的电路中（如图乙）。则电阻在1min产生的热量是____________J。 5．某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，、不能同时闭合，的阻值为。只闭合时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（     ） A．电源电压为10V B．只闭合、时，电热杯处于低温挡 C．只闭合时，电热杯工作1min产生热量600J D．加热100g水，水温升高10℃，水吸收热量420J 迁移创新 1．某电热敷腰带如图甲所示，有高温、中温和低温三个挡位，图乙是其内部电路简化图，、、为加热电阻，它们的阻值均为，通过旋转开关（为转轴）可以实现挡位切换。把电热敷腰带接入的家庭电路中，旋转开关转至______（选填“”、“”、“”或“”）时，电热敷腰带处于高温挡工作；电热敷腰带在低温挡工作，产生的电热为______。 2．在图甲所示的电路中，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器的最大阻值是。闭合开关，滑动变阻器的电功率随其接入电路的阻值变化的图像如图乙所示，求： (1)当滑片P移至最右端时，电路中的电流； (2)电阻的阻值； (3)此时连续通电10s，电流通过产生的热量。 学科网（北京）股份有限公司1 / 10 学科网（北京）股份有限公司 $