第三节 电流的热效应（举一反三·讲义）物理新教材北师大版九年级全一册

第三节 电流的热效应 【新教材北师大版】 【知识框架+知识精讲（2个知识归纳+4个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 展示电暖器、电烤箱、电热水壶工作图 【提问】这些用电器工作时都会发热，热量从哪里来？为什么电热丝发热多，导线发热少？ 【引导回答】电能→内能，电流的热效应。 知识归纳 【知识点1 探究影响电流热效应的因素】 1. 实验目的、原理、方法 实验目的：探究电流通过导体产生的电热与哪些因素有关； 实验原理：根据U形管液体升高高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少； 实验方法：控制变量法、转换法。 2. 电流产生的热量与电阻的关系 （1）实验步骤 步骤①如图甲所示，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。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大； 步骤②两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化； 步骤③整理实验器材。 （2）实验结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 3. 电流产生的热量与电流的关系 （1）实验步骤 步骤①如图乙所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同； 步骤②通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化； 步骤③整理实验器材。 （2）实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻电流越大，这个电阻产生的热量越多。 【例1】（2026·北京密云·期末）小云在探究焦耳定律时，分别设计了如图甲、乙所示的两个电路，其中烧瓶完全相同，电阻丝和阻值不等,电源电压保持不变。 （1）实验中，为了能将电流产生的热量Q转换为更好观察的温度计示数变化量，应该保持烧瓶中煤油的 相同； （2）甲图采用串联电路，是为了探究电流通过导体产生的热量与 是否有关； （3）在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下，比较温度计D和温度计 的示数变化量，可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关； （4）在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下，温度计 的示数变化量最小。 【答案】（1）质量 （2）电阻 （3）B （4）B 【解析】（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热量的多少，故应该保持烧瓶中煤油的质量相同。 （2）该实验采用串联电路可以控制电流相同和通电时间相同，从而探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。 （3）本实验中是通过插入装有煤油的烧瓶中的温度计的示数变化来显示电阻丝产生热量的多少，而要探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关，就应控制通电时间和电阻丝阻值相同，仅改变通过电阻丝的电流大小，结合甲、乙两个电路可知电阻丝两端的电压不同，则经过的电流不同，可知比较温度计D和温度计B的示数变化。 （4）乙图中，两电阻丝并联，两电阻丝的电压等于电源电压U，根据，结合可知，，甲中由串联电路电压的规律，两电阻的电压都小于U，可知，产生的热量小于小于，根据可知，产生的热量小于，综合上产生热量最少的是，在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下，温度计B的示数变化量最小。 【变式1-1】（2026•甘肃兰州中考真题）如图所示，两个规格相同的透明容器中密封着等量的空气。用该装置和秒表探究通电导体产生的热量与电流大小关系时，下列说法错误的是（　　） A．用U形管中液面的高度差判断通电导体产生热量的多少 B．导体R2和R3阻值相同 C．以上器材不能探究通电导体产生的热量与通电时间的关系 D．通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差较小 【答案】C 【解析】A、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，故A正确； B、探究通电导体产生的热量与电流大小关系时，保持导体R2和R3阻值相同，通过电阻的电流不同，故B正确； C、探究电流产生热量跟通电时间关系时，控制电流和电阻不变，改变通电时间，以上器材能探究通电导体产生的热量与通电时间的关系，故C错误； D、装置中两个电阻并联后再与一个电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等，即I右＝I左，两个电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右＝I1+I2，由Q＝I2Rt可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差更大，右侧U形管中液面的高度差较小，故D正确。故选：C。 【变式1-2】（2026·山西太原·期末）小伟利用如图所示的器材探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”，其中甲、乙、丙三个相同装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气。 （1）实验中，观察到U形管液面高度基本不变，可能的原因是 ； （2）调整好实验装置后，小伟选用甲、乙两个装置串联进行实验，这是为了探究电流通过导体产生的热量与 的关系； （3）要探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，选用丙和 组合， 联后接到电源两端进行实验，观察到丙装置比另一个装置中U形管中的液面高度差小一些，可以得出结 。 【答案】（1）容器漏气 （2）电阻 （3）乙 串 见解析 【解析】（1）实验中，观察到U形管液面高度基本不变，可能是装置气密性不好，即容器漏气。 （2）甲、乙两个装置串联，电流和通电时间相等，甲、乙两个容器中电阻大小不同，根据控制变量法，这是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系。 （3）[1]要探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，应控制容器中电阻相同，电流不同，故应当选择乙、丙装置进行串联。 [2]乙、丙装置串联后，乙相当于在干路上，电流大于丙装置容器内电阻的电流。观察到丙装置比乙装置中U形管中的液面高度差小一些，可以得出结论 ：在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。 【知识点2 焦耳定律】 1. 焦耳定律的定义和应用 （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）。 （3）变形公式：，Q=UIt。 （4）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=Q；在非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，W=Q+W其他。 （5）探究电热与哪些因素有关：①怎样用转换法体现电热：用温度计升高的度数；用细管内液柱升高的高度；用气球膨胀的大小；②怎样用控制变量法研究与电阻的关系：串联时控制电流和通电时间一定，并联时控制电压与通电时间一定。 2. 焦耳定律的计算公式及其应用 （1）电热与电能的关系：纯电阻电路时Q=W；非纯电阻电路时Q＜W。 （2）电热与电功的关系 物理量 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 （3）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。 3. 电热的利用与防止 （1）电流的热效应：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。 【例2】（2026•陕西西安期末）图甲、乙中，相同容器中装有相同质量的水，用不同电加热器在相同电压下工作，忽略散热损失，得到图丙所示水温与加热时间的图像，关于甲、乙图中容器下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，水吸收的热量之比为1：1 B．吸收相同热量，水的末温之比为3：2 C．升高相同温度，水吸热之比为2：3 D．加热器的电阻之比为2：3 【答案】D 【解析】A、由图丙可知，水的初温相同，加热相同时间，甲容器中水升高的温度大于乙容器中水升高的温度；水的质量相同，根据Q吸＝cmΔt可知甲容器中水吸收的热量大于乙容器中水吸收的热量，故A错误； B、根据Δt可知，吸收相同热量，水升高的温度相等，则水的末温相等，即水的末温之比为1：1，故B错误； C、根据Q吸＝cmΔt可知，升高相同温度，水吸收的热量相等，即水吸热之比为1：1，故C错误； D、由图可知，水温升高到40℃时，水吸收的热量相等，两电加热器的加热时间之比为t1：t2＝2：3， 忽略散热损失，水吸收的热量等于电加热器消耗的电能，根据W＝UItt可得， 加热器的电阻之比为R1：R2＝t1：t2＝2：3，故D正确。故选：D。 【变式2-1】（2026•山东济南期末）现代社会人们的生活越来越离不开电，下列电器工作时主要利用了电流热效应的是（　　） A．电风扇 B．电铃 C．电烤箱 D．电冰箱 【答案】C 【解析】A、电风扇工作时主要把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故A错误； B、电铃工作时注意把电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B错误； C、电烤箱工作时把电能全部转化内能，是利用电流的热效应工作的，故C正确； D、电动机将电能转换为机械能，驱动压缩机运转，不是利用电流热效应工作的，故D错误；故选：C。 【变式2-2】（2026•广西南宁期末）物理课上，老师给同学们做了这样一个实验：取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中ab、bc和cd段等长。戴好防护手套，将锡纸条两端连接电池正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是（　　） A．最先着火的是ab段，因为这里的电流最大 B．通过ab、bc、cd段的电流均相等，但相同时间电流通过ab段产生的热量最多 C．电流通过ab、bc、cd段相同时间产生的热量相同 D．ab段横截面积最小，电阻最大，所以通过ab段的电流最小 【答案】B 【解析】A、ab、bc、cd三段是串联在同一电路中的，串联电路电流处处相等，所以ab段的电流并不比另外两段大，故A错误； B、三段长度相同，由题图可知ab段横截面积最小，因此ab段电阻最大；又因为三段串联电流相等，根据焦耳定律Q＝I2Rt，在相同时间内电阻越大的导体产生热量越多，所以ab段产生热量最多，故B正确； C、由于三段电阻大小不同，而电流和通电时间相同，由Q＝I2Rt可知它们相同时间产生的热量不相同，故C错误； D、串联电路中电流处处相等，ab段电阻最大并不会导致通过它的电流最小，故D错误。故选：B。 【例3】（2026•湖北武汉期末）如图是一款烤红薯机的简化电路图。它有高温、中温、保温三种不同的加热模式，其旋转功能可使红薯在烤制过程中均匀受热，照明灯可根据需求选择是否开启。如表是烤红薯机的部分参数，其中R2＝2R1，滑动变阻器滑片始终位于R2的中点。下列说法不正确的是（　　） 额定电压 220V 照明灯功率 5W 电动机功率 25W 整机最大功率 2230W A．开关S1闭合，开关S2接触触点“1”和“2”时，烤红薯机处于中温模式 B．加热电阻R1阻值为44Ω C．烤红薯机工作时，通过开关S2的最大电流为10A D．烤红薯机在保温模式工作1小时，至少会消耗0.58千瓦时的电能 【答案】D 【解析】A、由图可知，当开关S1闭合，开关S2接触触点“0”和“1”时，变阻器R2的最大阻值接入电路；当开关S1闭合，开关S2接触触点“1”和“2”时，变阻器R2最大阻值的一半接入电路；当开关S1闭合，开关S2接触触点“2”和“3”时，变阻器R2最大阻值的一半与电阻R1并联； 根据并联电路的电阻规律可知R1和R2并联时总电阻最小，电源电压不变，根据P可知此时加热电路的总功率最大，则烤红薯机处于高温模式； 因R2R2，则变阻器R2的最大阻值接入电路时，总功率最小，此时烤红薯机处于保温模式； 则当开关S1闭合，开关S2接触触点“1”和“2”时，变阻器R2最大阻值的一半接入电路时，加热电路的功率较大，则烤红薯机处于中温模式，故A正确； B、整机的功率最大时，烤红薯机处于高温模式，R1和R2并联（R2的一半电阻接入电路中），且此时电动机和照明灯都工作，则高温加热功率为：P高温＝P总大﹣P灯﹣PM＝2230W﹣5W﹣25W＝2200W， 由P可得，R1和R2并联的总电阻为：， 已知R2＝2R1，则R2＝R1，即高温模式时加热电路中两支路的电阻相等， 根据并联电路的电阻规律可知R并R1，所以R1＝2R并＝2×22Ω＝44Ω，故B正确； C、烤红薯机处于高温模式时，加热功率最大，此时通过开关S2的电流最大， 由P＝UI可得通过开关S2的最大电流：I大，故C正确； D、开关S1闭合，开关S2接触触点“0”和“1”时，R2的最大阻值接入电路，烤红薯机处于保温模式， 且R2＝2R1＝2×44Ω＝88Ω，则保温功率：550W， 由图知，在开关S1闭合时，电动机始终工作，则烤红薯机在保温模式工作1小时，至少会消耗的电能为： W总＝（P保温+PM）t＝（550+25）×10﹣3kW×1h＝0.575kW•h，故D错误，符合题意。 故选：D。 【变式3-1】（2026•江苏徐州期末）如图是电饭锅的简化电路，开关S控制“1”“2”两个挡位。做饭时先高温烧煮，后焖饭、保温。则做饭过程中，开关S所处的挡位（　　） A．一直在“1”挡 B．一直在“2”挡 C．先在“1”挡，后在“2”挡 D．先在“2”挡，后在“1”挡 【答案】C 【解析】高温烧煮时，电路的电功率较大，焖饭、保温时，电路的电功率较小。 由图可知，开关S在“1”挡时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻较小， 开关S在“2”挡时，R1与R2串联，电路的总电阻较大， 根据P可知，开关S在“1”挡时，电路消耗的电功率较大，电饭锅处于高温烧煮状态； 开关S在“2”挡时，电路消耗的电功率较小，电饭锅处于焖饭、保温状态。 综上可知，C符合题意。 故选：C。 【变式3-2】（2026•北京东城区期末）如图甲所示的电热杯垫有加热和保温两个挡位，内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻丝（忽略温度对电阻的影响），已知电源电压U＝10V且保持不变，R1＝10Ω，当电热杯垫处于加热挡时，其功率为30W。下列说法正确的是（　　） A．开关S1、S2闭合时，电热杯垫处于保温挡 B．当电热杯垫处于加热挡时，加热电阻丝R1的功率为20W C．当电热杯垫处于保温挡时，工作30min产生的热量为300J D．加热电阻丝R2的阻值为5Ω 【答案】D 【解析】A、由图乙可知，当开关S1、S2都闭合时，R1、R2并联，根据并联的电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由P可知，电路中的总功率最大，电热杯垫处于加热挡， 当开关S1闭合、S2断开时，只有R1工作，电路中的总电阻最大，总功率最小，电热杯垫处于保温挡，故A错误； BC、当电热杯垫处于加热挡时，加热电阻丝R1的功率为： P110W，故B错误； 由于保温时只有R1工作，所以保温挡的电功率就等于加热电阻丝R1的功率，即P保温＝P1＝10W， 保温挡工作10min，产生的热量：Q＝W＝P保温t＝10W×30×60s＝18000J，故C错误； D、R2的电功率：P2＝P加热﹣P保温＝30W﹣10W＝20W， 由P可知，R2的阻值：R25Ω，故D正确。故选：D。 【例4】（2026•湖北襄阳期末）小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0A；当温度升到130℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。 （1）求R1的阻值。 （2）求挂烫机待机状态的功率。 （3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0～150s消耗的电能。 （4）请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。 【解析】（1）当S在位置“1”时，R1接入电路，电路中的电流为5.0A， 由 可得，R1的阻值： ； （2）当S在位置“2”时，R2接入电路，挂烫机处于待机状态， 则挂烫机待机状态的功率：P待机＝UI2＝220V×0.02A＝4.4W； （3）挂烫机加热状态时的功率：P加热＝UI1＝220V×5A＝1100W； 挂烫机0～150s消耗的电能：W＝P加热t加热+P待机t待机＝1100W×（30s+70s）+4.4W×（20s+30s）＝110220J； （4）从使用安全或节能的角度，设计的提示语可以为： ①通电即加热，请注意防烫；②使用完请及时拔掉插头；③高温蒸汽，请勿对人；④切勿用手触碰电热板；⑤使用时请勿离人；⑥使用时请勿覆盖等。 【变式4-1】（2026•四川成都期末）图甲为一款家用电火锅的简化电路图，其中R1、R2为定值电阻，R1＝44Ω。旋钮开关可实现高、中、低三个挡位的切换。当开关处于图甲所示位置时，电火锅为中温挡，电路中的电流为5A。求： （1）当用中温挡加热120s时，电火锅产生的热量； （2）在用电高峰期，若只让电火锅处于中温挡状态工作110s，电能表（如图乙所示）的转盘转了100r，则电火锅此时的实际电压； （3）电火锅正常工作时高温挡和低温挡的电功率之比为P高：P低＝4：1，请计算低温挡时的电功率。 【解析】（1）当开关处于图甲所示位置时，电路为R1的简单电路，电火锅为中温挡，120s产生的热量为：； （2）电能表转盘转了100r时消耗的电能为：， 则电火锅的实际功率：， 由可知，实际电压为：； （3）当旋钮开关拨到3时，R1、R2并联，此时电阻最小，总功率最大，为高温挡，高温挡功率为： ； 当旋钮开关拨到1时，R1、R2串联，此时电阻最大，总功率最小，为低温挡，低温挡功率为： ； 由题意，电火锅正常工作时高温挡和低温挡的电功率之比为：，解得：R1＝R2＝44Ω，则低温挡电功率为：。 【变式4-2】（2026•山东潍坊期末）随着生活水平提高，人们对饮用水的温度需求不断提升。如图所示是物理兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图，电源电压U＝220V，R、R1、R2是用于加热的电热丝，R1＝22Ω，R2＝55Ω。在热水器容器中倒入常温饮用水后，通过开关S、S1、S2可控制相关电热丝工作，实现四个不同加热挡位的切换，加热挡位和对应的功率如表格所示，加热挡位1、2、3、4的功率依次增大，热水器的出水温度依次升高。已知只闭合开关S时，热水器处于加热挡位1的工作状态；开关S、S1、S2全部闭合时，热水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。 加热挡位 加热功率 挡位1 P1＝220W 挡位2 P2未知 挡位3 P3未知 挡位4 P4未知 （1）求电热丝R的阻值； （2）求挡位2的加热功率P2； （3）已知热水器处于挡位3的工作状态时，出水温度为80℃，若水的初温为25℃，出水0.88L用时105s，求挡位3工作的效率η； （4）若某款家用插排允许通过的最大电流为16A，分析说明此热水器能不能接入该插排实现挡位4的正常工作。 【解析】（1）只闭合开关S，热水器处于挡位1的工作状态，此时只有电热丝R工作，根据P知，电阻； （2）当闭合开关S和S2时，电热丝R和R2并联，根据并联电压规律知，此时热水器处于挡位2的工作状态电热丝R2的功率； 加热挡位2的功率220W+880W＝1100W； （3）当闭合开关S和S1时，电热丝R和R1并联，此时热水器处于挡位3的工作状态电热丝R1的功率 ； 加热挡位3的功率 用时105s消耗的电能为W＝P3t＝2420W×105s＝2.541×105J； 0.88L水的体积V＝0.88×10﹣5m3 水的质量； 水温升高55℃吸收的热量Q＝cmΔt＝4.2×103J/（kg•℃）×0.88kg×55℃＝2.0328×106J； 挡位3工作的效率； （4）挡位4工作时，电热丝R、R1和R2并联 挡位4的加热功率P4＝P1+P41+P81＝220W+2200W+880W＝3300W； 挡位4工作时的电流IA； 未超过该插排的最大电流，能实现挡位4的正常工作。 答： （1）电热丝R的阻值是220Ω； （2）挡位2的加热功率P2为1100W； （3）挡位3工作的效率η问哦80%； （4）此热水器能接入该插排实现挡位4的正常工作。 模块三 课后作业 一、单选题(共?题) 1．如图所示，下列日常生活中的用电器，主要利用电流的热效应工作的是（　　） A．抽油烟机 B．笔记本电脑 C．空气炸锅 D．洗衣机 【答案】C 【解析】A、抽油烟机工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，A不符合题意； B、笔记本电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，少部分转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意； C、空气炸锅工作时，主要将电能转化为内能，是利用了电流的热效应，故C符合题意； D、洗衣机工作时，主要将电能转化为机械能，少部分转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故D不符合题意。故选：C。 2．下列事例中，属于防止电流的热效应产生危害的是（　　） A．用电饭锅煮米饭 B．烘干机烘干衣物 C．用电烙铁进行焊接 D．电视机后盖上有很多小孔 【答案】D 【解析】ABC、用电饭锅煮米饭、烘干机烘干衣物、用电烙铁进行焊接，是利用电热来加热物体，故ABC不符合题意； D、电视机后盖上有很多小孔是为了散热，防止电视机工作时过热带来的危害，D符合题意。故选：D。 3．两个电热器的阻值之比为2：5，把它们并联起来接入电路中，相同时间内它们产生的热量之比是（　　） A．5：2 B．2：5 C．4：25 D．25：4 【答案】A 【解析】由题知，两个电热器并联，电阻两端的电压相等，两电阻之比R1：R2＝2：5， 由Q＝W可得在相同时间内产生的热量之比：。故选：A。 4．（2026•重庆南开区期末）将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同。下列说法中（　　） ①电烙铁产生的热量最多 ②电烙铁消耗的电能最多 ③三个用电器产生的热量一样多 ④三个用电器消耗的电能一样多 A．只有②③正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 【答案】B 【解析】由于U＝220V，则三种用电器的实际功率：P＝P额＝200W； 因为W＝Pt，所以三种用电器消耗的电能相同；电视机将一部分电能转化为光能，电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电烙铁将电能全部转化为内能，所以产生热量最多的是电烙铁；故B正确、ACD错误。 故选：B。 5．（2026•湖北荆州月考）如图甲、乙是探究电流产生热量跟哪些因素有关的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．实验中，容器内电阻丝产生的热量最终是通过密闭空气温度的变化来反映的 B．实验中，电阻丝内能的增大方式和容器中空气内能的增大方式是相同的 C．甲实验中，左、右容器内的电阻丝对调也能完成实验 D．乙实验中，右侧容器外的电阻换为10Ω，实验现象会更明显 【答案】C 【解析】A．实验中，电阻丝通电后产生的热量使密闭容器中空气受热膨胀，通过观察U形管内液面高度差的变化来反映电流产生热量的多少，运用了转换法，故A错误； B．通电后，通过电阻丝的电流做功，将电能转化为内能，空气吸收电阻丝产生的热量后，温度升高，内能增大，空气是通过热传递的方式改变内能的，故B错误； C．甲实验中，两个电阻丝串联，它们的电流和通电时间相同，而电阻不同，故探究的电热与电阻的关系；将两个电阻对调后，它们的电阻不同，电流和通电时间仍相同，故仍可以完成实验，故C正确； D．乙实验中，容器外并联一个5Ω的定值电阻，根据串、并联电路电流的特点可知，此时通过左侧容器内电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流，若把容器外的电阻换为10Ω，根据并联电路分流的原理可知，右侧容器内5Ω电阻的电流会更接近左侧容器内5Ω电阻的电流，两侧容器内电阻产生的热量差变小，故U形管两侧液面的高度差变化不明显，故D错误。 故选：C。 6．（2026•黑龙江齐齐哈尔期末）如图甲所示，先将包口香糖的锡纸中间剪掉一些，再将锡纸条接在电池的正负极上，不一会儿锡纸条开始冒烟并着火，如图乙所示。为了便于从电学角度分析锡纸条bc段着火的原因，小明将图甲所示的锡纸简化为图丙所示的形状，然后比较ab段和bc段的相关电学物理量。下列四个选项中正确的是（　　） A．Rab＞Rbc、Iab＞Ibc、Qab＞Qbc B．Rab＜Rbc、Iab＝Jbc、Qab＜Qbc C．Rab＞Rbc、Uab＞Ubc、Qab＞Qbc D．Rab＜Rbc、Uab＝Ubc、Qab＜Qbc 【答案】B 【解析】由图知锡纸ab段和bc段相比，材料和长度相同，bc段横截面积较小，电阻较大，即Rab＜Rbc，ab段和bc段串联，串联电路电流处处相等，即Iab＝Jbc，根据Q＝I2Rt知在电流和通电时间相同时，Qab＜Qbc，故B正确。故选：B。 7．（2026•四川广安期末）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（　　） 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．甲图实验装置是为了探究电热与电流大小的关系 C．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比是4：1 D．甲、乙实验装置都不能探究电热跟通电时间的关系 【答案】C 【解析】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、甲图装置中，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，而电阻不同，故可以用来探究电流通过电阻丝产生的热量与电阻的关系，故B错误； C、乙图中，设通过左侧容器电阻的电流为I，由并联电路电压的规律及欧姆定律可知，通过两并联等值电阻的电流相等，由并联电路电流的规律可知，通过右侧容器内电阻的电流为0.5I，即通过左、右容器中电阻的电流之比为：2：1，根据Q＝I2Rt，可知在电阻和通电时间不变时，电阻产生的热量与电流的平方成正比，故乙图中左右两容器中相同时间电阻丝产生的热量之比为4：1，故C正确； D、研究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系，要控制电阻和电流相同，只改变时间大小，故以甲、乙实验装置中任一容器内的电阻丝为研究对象，通过改变时间长短，结合转换法，都能探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系，故D错误。故选：C。 8．（2026•湖北黄冈期末）如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为3.3Ω B．再闭合开关S2时，电流表示数增加了0.1A C．开关S1、S2同时闭合时，电路总功率为1.8W D．闭合开关S1、S2时，在10min内电阻R产生的热量为240J 【答案】D 【解析】A、由图乙可知，只闭合开关S1时，电路中只有灯泡L工作，小灯泡的实际功率为1W，由图甲可知，此时通过小灯泡的电流为0.5A，两端的电压为2V，满足P＝UI＝2V×0.5A＝1W，故电源电压为2V，此时小灯泡的电阻：，故A错误； B、再闭合开关S2时，小灯泡与电阻R并联接入电路，电流表测干路的电流，根据并联电路的电流特点可知，电流表示数增加量等于通过R的电流，由图甲知，R两端的电压为2V时，通过R的电流为0.2A，即电流表的示数增大0.2A，故B错误； CD、开关S1、S2同时闭合时，L与R并联，根据并联电路的电流特点可得， 电路的总电流：I总＝I+IR＝0.5A+0.2A＝0.7A，电路的总功率：P总＝UI总＝2V×0.7A＝1.4W，故C错误； 10min内电阻R产生的热量：QRRt＝UIRt＝2V×0.2A××10×60s＝240J，故D正确。故选：D。 9．（2026•河南濮阳期末）如图所示是物理兴趣小组的同学设计的一个电热器的工作原理图，R1、R2、R3是发热电阻，虚线框为电热器的金属外壳，它有一个旋转开关绕O点转动能实现电热器多档位工作要求，旋转开关可同时接通两个触点。已知R1＝242Ω，R2＝484Ω，R3＝121Ω，电源电压恒为220V，则（　　） A．此设计可实现发热功率不同的四种挡位 B．图中P、Q两个接头中，P点应与零线相连 C．旋转开关接2、3触点时，电热器的功率为200W D．电热器以最大功率工作时，R1在1分钟内产生的热量是1.2×104J 【答案】D 【解析】A、由图知旋转开关可以在1、2间、2、3间、3、4间三种接法，所以此设计可实现发热功率不同的三种挡位，故A错误； B、根据安全用电原则，控制用电器的开关应接在火线上，金属外壳要接在地线上，故P点应与地线相连，Q点应与火线相连，故B正确； C、旋转开关接2、3触点时，电阻R1和R2并联，电热器的功率为： P300W，故C错误； D、由图知旋转开关接3、4触点时，电阻R1和R3并联，总电阻最小，由P知总功率最大，电热器以最大功率工作时，R1在1分钟内产生的热量是： Q＝Wt60s＝1.2×104J，故D正确。 故选：D。 10．（2026•湖南长沙期末）如图甲是有保温、加热功能的暖菜板，简化电路如图乙所示，其中M为风扇，R1和R2均为电热丝，R2＝96.8Ω，旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时，下列说法中错误的是（　　） 型号 805D 电路总功率 加热 2100W 电压 220V 保温 XX 用途 暖菜、温奶 风扇功率 100W A．内置风扇的工作电流约为0.45A B．R1的阻值为24.2Ω C．加热状态下，R1，R2，电动机三者并联工作 D．保温状态下工作5min，电热丝产生的热量1.2×105J 【答案】C 【解析】A．结合表格数据，内置风扇的电流，故A正确； BC．当开关S1闭合、S2接3、4时，R1与风扇并联，电热丝电路的阻值最小，根据可知功率最大，暖菜板处于加热状态，加热电路的电功率P1＝P加热﹣P风扇＝2100W﹣100W＝2000W， R1的阻值，故B正确，C错误； D．当开关S2的“2”接“3”时，R1、R2串联再与风扇并联，此时电路总电阻较大，根据可知，总功率较小，为保温状态，则总电阻R总＝R1+R2＝24.2Ω+96.8Ω＝121Ω， 暖菜板保温状态下电热丝的功率， 保温状态下工作5min，电热丝产生的热量，故D正确。 故选：C。 二、填空题 11．（2026•安徽合肥期末）如图所示的电路中，定值电阻R1＝30Ω，R2＝20Ω。闭合开关S，若电流表A的示数为0.3A，那么1min通过定值电阻R1的电流产生的热量为　 　 J。 【答案】72 【解析】由图可知，定值电阻R1和R2并联，电流表A测通过R2的电流。根据欧姆定律可得， 电阻R2两端的电压为U2＝I2R2＝0.3A×20Ω＝6V， 因为在并联电路中，各支路两端的电压相等，所以R1两端的电压为U1＝U2＝6V， 1min内通过定值电阻R1的电流产生的热量为Q1R1t60s＝72J。 12．（2026•广东中山期末）用如图所示的装置可探究电流产生热量与 　 　 （填“电流”或“电阻”）的关系，通电一段时间后，　 　 （填“左”或“右”）侧U形管液面高度变化更大，若此时通过该电阻的电流为2A，时间1min，则产生 　 　 焦耳热量。 【答案】电流；右；1200。 【解析】左侧两电阻并联后再与右侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过右侧容器中电阻的电流大于通过左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； 根据焦耳定律Q＝I2Rt，R和通电时间t相同时，电流I越大，电流产生的热量越多。右侧电阻的电流大于左侧电阻的电流，因此右侧产生热量更多，U形管液面高度变化更大。 已知t＝1min＝60s。根据焦耳定律得Q＝I2Rt＝（2A）2×5Ω×60s＝1200J。 13．（2026•四川凉山州中考真题）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　 　 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 【答案】2×105；20。 【解析】（1）通过加热电阻的电流为：， 电热水壶产生的热量：Q＝I2Rt2×105J； （2）水吸收的热量为：Q吸＝Qη＝2×105J×84%＝1.68×105J， 水上升的温度为：20℃。 14．（2026·山东德州·期末）为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关，老师设计了如图甲、乙两组实验装置： 将a、b、c、d四段电阻丝分别密封在相同的盒内， 盒内封闭一定量的空气，并与装有相同液体的U形管相连通。将电阻丝e与图乙中电阻丝d并联置于盒外，五段电阻丝中b为10Ω其余均为5Ω。 （1）实验中通过观察 U形管中 变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。 （2）其中 装置（选填“甲”“乙”）能够解释“当家庭电路中的导线连接处接触不良时，该处电阻会增大， 容易引发火灾。 （3）乙装置通电一段时间 （选填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多。 （4）让乙装置冷却到初始状态， 把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内， 接通电源比较两瓶内电阻发热多少。此时装置是探究电流产生的热量跟 的关系，一段时间后电阻丝产生的热量 （选填“左瓶”、“右瓶”、“两瓶一样”）多。 【答案】（1）液面高度差 （2）甲 （3）左瓶 （4）电阻 左瓶 【解析】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但盒内空气受热会膨胀，导致U形管两侧液面出现高度差，可以观察 U形管中液面高度差变化来比较产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。 （2）当家庭电路中的导线连接处接触不良时，该处电阻会增大，容易引发火灾。这是由于电阻的变化引起产生热量的多少不同造成的，由可知，电流通过导体时产生热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关，甲装置的两个电阻串联，电流相等，电阻不同，故应选甲。 （3）乙装置两电阻阻值相同，左瓶电流（干路）大于右瓶电流（支路），由可知，通电一段时间左瓶内的电阻丝产生的热量多。 （4）[1][2]把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，这样右瓶的总电阻就比左瓶的电阻小，两瓶电阻不相等，电流相等，这是探究电流产生的热量跟电阻的关系，由可知，左瓶电阻丝产生的热量多。 15．（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220V，R1＝44Ω，R2＝1056Ω。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3min电流产生的热量是 J。 【答案】保温；7.92×103。 【解析】（1）具有“加热”和“保温”两个挡位的加热器，根据P可知，电源电压一定时，电阻越大，电功率越小；接2时只有R1工作，电阻较小，电功率较大，高温挡；接1时R1和R2串联，电路电阻最大，电功率最小，保温挡； 该挡位通电3min电流产生的热量Q＝W＝Pttt3×60s＝7.92×103J。 16．（2026•湖北襄阳期末）如图甲为电热毛巾架，额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。如图乙所示为其内部电路原理图，R1和R2都为发热电阻丝；如图丙为该毛巾架在正常工作20min内电流随时间变化的图像。求： （1）高温挡的功率； （2）发热电阻丝R2的电阻； （3）毛巾架工作20min产生的热量。 【解析】（1）高温挡时，电路中的电功率最大，由可知，电流最大。 由图丙可知最大电流为I高＝1A，故高温挡的功率： P高＝UI高＝220V×1A＝220W； （2）由图乙可知，当开关S接2时，R1、R2串联，此时电路中的总电阻最大，由可知，电路中的总功率最小，毛巾架处于低温挡；当开关S接1时，只有R1工作，电路中的总电阻最小，总功率最大，毛巾架处于高温挡； 由可得，R1的阻值：， 由图丙可知，低温挡工作时电路中的电流I低＝0.25A， 由可得，R1、R2的串联总电阻：， 根据串联电路的电阻规律可得，R2的阻值：R2＝R﹣R1＝880Ω﹣220Ω＝660Ω； （3）由图丙可知，毛巾架在两个挡位下的工作时间均为10min，则工作20min产生的热量： Q＝W＝UI高t高+UI低t低＝220V×1A×10×60s+220V×0.25A×10×60s＝1.65×105J。 答：（1）高温挡的功率为220W； （2）发热电阻丝R2的电阻为660Ω； （3）毛巾架工作20min产生的热量为1.65×105J。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 第三节 电流的热效应 【新教材北师大版】 【知识框架+知识精讲（2个知识归纳+4个题型）+课后作业】 模块二 知识精讲 情景导入 展示电暖器、电烤箱、电热水壶工作图 【提问】这些用电器工作时都会发热，热量从哪里来？为什么电热丝发热多，导线发热少？ 【引导回答】电能→内能，电流的热效应。 知识归纳 【知识点1 探究影响电流热效应的因素】 1. 实验目的、原理、方法 实验目的：探究电流通过导体产生的电热与哪些因素有关； 实验原理：根据U形管液体升高高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少； 实验方法：控制变量法、转换法。 2. 电流产生的热量与电阻的关系 （1）实验步骤 步骤①如图甲所示，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。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大； 步骤②两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化； 步骤③整理实验器材。 （2）实验结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 3. 电流产生的热量与电流的关系 （1）实验步骤 步骤①如图乙所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同； 步骤②通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化； 步骤③整理实验器材。 （2）实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻电流越大，这个电阻产生的热量越多。 【例1】（2026·北京密云·期末）小云在探究焦耳定律时，分别设计了如图甲、乙所示的两个电路，其中烧瓶完全相同，电阻丝和阻值不等,电源电压保持不变。 （1）实验中，为了能将电流产生的热量Q转换为更好观察的温度计示数变化量，应该保持烧瓶中煤油的 相同； （2）甲图采用串联电路，是为了探究电流通过导体产生的热量与 是否有关； （3）在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下，比较温度计D和温度计 的示数变化量，可以探究电流通过导体产生的热量与电流大小是否有关； （4）在甲、乙两个电路通电时间相同的条件下，温度计 的示数变化量最小。 【变式1-1】（2026•甘肃兰州中考真题）如图所示，两个规格相同的透明容器中密封着等量的空气。用该装置和秒表探究通电导体产生的热量与电流大小关系时，下列说法错误的是（　　） A．用U形管中液面的高度差判断通电导体产生热量的多少 B．导体R2和R3阻值相同 C．以上器材不能探究通电导体产生的热量与通电时间的关系 D．通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差较小 【变式1-2】（2026·山西太原·期末）小伟利用如图所示的器材探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”，其中甲、乙、丙三个相同装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中密封着等量的空气。 （1）实验中，观察到U形管液面高度基本不变，可能的原因是 ； （2）调整好实验装置后，小伟选用甲、乙两个装置串联进行实验，这是为了探究电流通过导体产生的热量与 的关系； （3）要探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，选用丙和 组合， 联后接到电源两端进行实验，观察到丙装置比另一个装置中U形管中的液面高度差小一些，可以得出结 。 【知识点2 焦耳定律】 1. 焦耳定律的定义和应用 （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 。 （2）公式： ，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）。 （3）变形公式：，Q=UIt。 （4）在 电路中，电能全部转化为热能，电功 电热，即W=Q；在非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，W=Q+W其他。 （5）探究电热与哪些因素有关：①怎样用转换法体现电热：用温度计升高的度数；用细管内液柱升高的高度；用气球膨胀的大小；②怎样用控制变量法研究与电阻的关系：串联时控制电流和通电时间一定，并联时控制电压与通电时间一定。 2. 焦耳定律的计算公式及其应用 （1）电热与电能的关系：纯电阻电路时Q=W；非纯电阻电路时Q＜W。 （2）电热与电功的关系 物理量 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 （3）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。 3. 电热的利用与防止 （1）电流的热效应：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 。 （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。 【例2】（2026•陕西西安期末）图甲、乙中，相同容器中装有相同质量的水，用不同电加热器在相同电压下工作，忽略散热损失，得到图丙所示水温与加热时间的图像，关于甲、乙图中容器下列说法正确的是（　　） A．加热相同时间，水吸收的热量之比为1：1 B．吸收相同热量，水的末温之比为3：2 C．升高相同温度，水吸热之比为2：3 D．加热器的电阻之比为2：3 【变式2-1】（2026•山东济南期末）现代社会人们的生活越来越离不开电，下列电器工作时主要利用了电流热效应的是（　　） A．电风扇 B．电铃 C．电烤箱 D．电冰箱 【变式2-2】（2026•广西南宁期末）物理课上，老师给同学们做了这样一个实验：取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中ab、bc和cd段等长。戴好防护手套，将锡纸条两端连接电池正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是（　　） A．最先着火的是ab段，因为这里的电流最大 B．通过ab、bc、cd段的电流均相等，但相同时间电流通过ab段产生的热量最多 C．电流通过ab、bc、cd段相同时间产生的热量相同 D．ab段横截面积最小，电阻最大，所以通过ab段的电流最小 【例3】（2026•湖北武汉期末）如图是一款烤红薯机的简化电路图。它有高温、中温、保温三种不同的加热模式，其旋转功能可使红薯在烤制过程中均匀受热，照明灯可根据需求选择是否开启。如表是烤红薯机的部分参数，其中R2＝2R1，滑动变阻器滑片始终位于R2的中点。下列说法不正确的是（　　） 额定电压 220V 照明灯功率 5W 电动机功率 25W 整机最大功率 2230W A．开关S1闭合，开关S2接触触点“1”和“2”时，烤红薯机处于中温模式 B．加热电阻R1阻值为44Ω C．烤红薯机工作时，通过开关S2的最大电流为10A D．烤红薯机在保温模式工作1小时，至少会消耗0.58千瓦时的电能 【变式3-1】（2026•江苏徐州期末）如图是电饭锅的简化电路，开关S控制“1”“2”两个挡位。做饭时先高温烧煮，后焖饭、保温。则做饭过程中，开关S所处的挡位（　　） A．一直在“1”挡 B．一直在“2”挡 C．先在“1”挡，后在“2”挡 D．先在“2”挡，后在“1”挡 【变式3-2】（2026•北京东城区期末）如图甲所示的电热杯垫有加热和保温两个挡位，内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻丝（忽略温度对电阻的影响），已知电源电压U＝10V且保持不变，R1＝10Ω，当电热杯垫处于加热挡时，其功率为30W。下列说法正确的是（　　） A．开关S1、S2闭合时，电热杯垫处于保温挡 B．当电热杯垫处于加热挡时，加热电阻丝R1的功率为20W C．当电热杯垫处于保温挡时，工作30min产生的热量为300J D．加热电阻丝R2的阻值为5Ω 【例4】（2026•湖北襄阳期末）小红用图甲的手持挂烫机帮家人熨烫衣物，挂烫机内的水被加热汽化后喷出。图乙为挂烫机的等效电路，R1为加热电阻，R2为限流电阻，S为自动温控开关。将挂烫机接入电路，S在位置“1”，前端电热板被加热，电路中的电流为5.0A；当温度升到130℃时，S切换到位置“2”，挂烫机处于待机状态，电路中的电流为0.02A，当温度降到100℃时，S又回到位置“1”。 （1）求R1的阻值。 （2）求挂烫机待机状态的功率。 （3）熨烫过程中，电路的电流随时间变化如图丙，求挂烫机0～150s消耗的电能。 （4）请从使用安全或节能的角度为该挂烫机的标签设计一条提示语。 【变式4-1】（2026•四川成都期末）图甲为一款家用电火锅的简化电路图，其中R1、R2为定值电阻，R1＝44Ω。旋钮开关可实现高、中、低三个挡位的切换。当开关处于图甲所示位置时，电火锅为中温挡，电路中的电流为5A。求： （1）当用中温挡加热120s时，电火锅产生的热量； （2）在用电高峰期，若只让电火锅处于中温挡状态工作110s，电能表（如图乙所示）的转盘转了100r，则电火锅此时的实际电压； （3）电火锅正常工作时高温挡和低温挡的电功率之比为P高：P低＝4：1，请计算低温挡时的电功率。 【变式4-2】（2026•山东潍坊期末）随着生活水平提高，人们对饮用水的温度需求不断提升。如图所示是物理兴趣小组设计的一款四挡位即热式热水器的简化电路图，电源电压U＝220V，R、R1、R2是用于加热的电热丝，R1＝22Ω，R2＝55Ω。在热水器容器中倒入常温饮用水后，通过开关S、S1、S2可控制相关电热丝工作，实现四个不同加热挡位的切换，加热挡位和对应的功率如表格所示，加热挡位1、2、3、4的功率依次增大，热水器的出水温度依次升高。已知只闭合开关S时，热水器处于加热挡位1的工作状态；开关S、S1、S2全部闭合时，热水器处于加热挡位4的工作状态。水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水＝1.0×103kg/m3。 加热挡位 加热功率 挡位1 P1＝220W 挡位2 P2未知 挡位3 P3未知 挡位4 P4未知 （1）求电热丝R的阻值； （2）求挡位2的加热功率P2； （3）已知热水器处于挡位3的工作状态时，出水温度为80℃，若水的初温为25℃，出水0.88L用时105s，求挡位3工作的效率η； （4）若某款家用插排允许通过的最大电流为16A，分析说明此热水器能不能接入该插排实现挡位4的正常工作。 模块三 课后作业 一、单选题(共?题) 1．如图所示，下列日常生活中的用电器，主要利用电流的热效应工作的是（　　） A．抽油烟机 B．笔记本电脑 C．空气炸锅 D．洗衣机 2．下列事例中，属于防止电流的热效应产生危害的是（　　） A．用电饭锅煮米饭 B．烘干机烘干衣物 C．用电烙铁进行焊接 D．电视机后盖上有很多小孔 3．两个电热器的阻值之比为2：5，把它们并联起来接入电路中，相同时间内它们产生的热量之比是（　　） A．5：2 B．2：5 C．4：25 D．25：4 4．（2026•重庆南开区期末）将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同。下列说法中（　　） ①电烙铁产生的热量最多 ②电烙铁消耗的电能最多 ③三个用电器产生的热量一样多 ④三个用电器消耗的电能一样多 A．只有②③正确 B．只有①④正确 C．只有①②正确 D．只有③④正确 5．（2026•湖北荆州月考）如图甲、乙是探究电流产生热量跟哪些因素有关的实验装置。下列说法正确的是（　　） A．实验中，容器内电阻丝产生的热量最终是通过密闭空气温度的变化来反映的 B．实验中，电阻丝内能的增大方式和容器中空气内能的增大方式是相同的 C．甲实验中，左、右容器内的电阻丝对调也能完成实验 D．乙实验中，右侧容器外的电阻换为10Ω，实验现象会更明显 6．（2026•黑龙江齐齐哈尔期末）如图甲所示，先将包口香糖的锡纸中间剪掉一些，再将锡纸条接在电池的正负极上，不一会儿锡纸条开始冒烟并着火，如图乙所示。为了便于从电学角度分析锡纸条bc段着火的原因，小明将图甲所示的锡纸简化为图丙所示的形状，然后比较ab段和bc段的相关电学物理量。下列四个选项中正确的是（　　） A．Rab＞Rbc、Iab＞Ibc、Qab＞Qbc B．Rab＜Rbc、Iab＝Jbc、Qab＜Qbc C．Rab＞Rbc、Uab＞Ubc、Qab＞Qbc D．Rab＜Rbc、Uab＝Ubc、Qab＜Qbc 7．（2026•四川广安期末）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（　　） 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．甲图实验装置是为了探究电热与电流大小的关系 C．乙图中左右两容器中电阻丝产生的热量之比是4：1 D．甲、乙实验装置都不能探究电热跟通电时间的关系 8．（2026•湖北黄冈期末）如图甲是小灯泡L和电阻R的I﹣U图像。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法正确的是（　　） A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为3.3Ω B．再闭合开关S2时，电流表示数增加了0.1A C．开关S1、S2同时闭合时，电路总功率为1.8W D．闭合开关S1、S2时，在10min内电阻R产生的热量为240J 9．（2026•河南濮阳期末）如图所示是物理兴趣小组的同学设计的一个电热器的工作原理图，R1、R2、R3是发热电阻，虚线框为电热器的金属外壳，它有一个旋转开关绕O点转动能实现电热器多档位工作要求，旋转开关可同时接通两个触点。已知R1＝242Ω，R2＝484Ω，R3＝121Ω，电源电压恒为220V，则（　　） A．此设计可实现发热功率不同的四种挡位 B．图中P、Q两个接头中，P点应与零线相连 C．旋转开关接2、3触点时，电热器的功率为200W D．电热器以最大功率工作时，R1在1分钟内产生的热量是1.2×104J 10．（2026•湖南长沙期末）如图甲是有保温、加热功能的暖菜板，简化电路如图乙所示，其中M为风扇，R1和R2均为电热丝，R2＝96.8Ω，旋转开关S2可以让暖菜板处于加热挡或保温挡。说明书上保温总功率由于污渍遮挡看不清。暖菜板正常工作时，下列说法中错误的是（　　） 型号 805D 电路总功率 加热 2100W 电压 220V 保温 XX 用途 暖菜、温奶 风扇功率 100W A．内置风扇的工作电流约为0.45A B．R1的阻值为24.2Ω C．加热状态下，R1，R2，电动机三者并联工作 D．保温状态下工作5min，电热丝产生的热量1.2×105J 二、填空题 11．（2026•安徽合肥期末）如图所示的电路中，定值电阻R1＝30Ω，R2＝20Ω。闭合开关S，若电流表A的示数为0.3A，那么1min通过定值电阻R1的电流产生的热量为　 　 J。 12．（2026•广东中山期末）用如图所示的装置可探究电流产生热量与 　 　 （填“电流”或“电阻”）的关系，通电一段时间后，　 　 （填“左”或“右”）侧U形管液面高度变化更大，若此时通过该电阻的电流为2A，时间1min，则产生 　 　 焦耳热量。 13．（2026•四川凉山州中考真题）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　 　 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）] 14．（2026·山东德州·期末）为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关，老师设计了如图甲、乙两组实验装置： 将a、b、c、d四段电阻丝分别密封在相同的盒内， 盒内封闭一定量的空气，并与装有相同液体的U形管相连通。将电阻丝e与图乙中电阻丝d并联置于盒外，五段电阻丝中b为10Ω其余均为5Ω。 （1）实验中通过观察 U形管中 变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。 （2）其中 装置（选填“甲”“乙”）能够解释“当家庭电路中的导线连接处接触不良时，该处电阻会增大， 容易引发火灾。 （3）乙装置通电一段时间 （选填“左瓶”或“右瓶”）内的电阻丝产生的热量多。 （4）让乙装置冷却到初始状态， 把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内， 接通电源比较两瓶内电阻发热多少。此时装置是探究电流产生的热量跟 的关系，一段时间后电阻丝产生的热量 （选填“左瓶”、“右瓶”、“两瓶一样”）多。 15．（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220V，R1＝44Ω，R2＝1056Ω。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3min电流产生的热量是 J。 16．（2026•湖北襄阳期末）如图甲为电热毛巾架，额定电压为220V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。如图乙所示为其内部电路原理图，R1和R2都为发热电阻丝；如图丙为该毛巾架在正常工作20min内电流随时间变化的图像。求： （1）高温挡的功率； （2）发热电阻丝R2的电阻； （3）毛巾架工作20min产生的热量。 第 1 页 共 4 页 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $