1、13.焦耳定律知识点 1 探究电流的热效应与什么因素有关1如图 631 所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是( )图 6312如图 632 所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密闭着等量的空气， R1 R2 R3，当开关 S闭合后，下列说法正确的是( )图 632A该实验装置是探究电流通过电阻时产生的热量与电阻大小的关系2B通过电阻 R1和 R2的电流相等C通电一段时间后，右边 U形管内液面的高度差比左边小D该实验装置是利用 U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少的3如图 633 所示是小明探究“影响电流热效应因素”的部分实验装置图，通
2、电一段时间后，两段完全相同的液柱从同一高度上升到图示位置，可知电阻_产生热量多，由此可以说明：_。图 6334用如图 634 所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系” 。图 634(1)实验中通过观察_来比较电流产生热量的多少。(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少， A、 B两瓶中要装入_、_的同种液体。(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能_。(4)实验结论：3_。(5)该实验装置还可以研究通电时间一定时，导体产生的热量与_的关系。知识点 2 焦耳定律5关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是( )A根据 Q I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产
3、生的热量越多B根据 Q t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少U2RC根据 Q UIt可知，相同时间内，电流通过导体产生的热量与电阻无关D根据 Q I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多6甲、乙两个电热器的电阻之比为 54，通过的电流之比为 21，通电时间之比为12，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为( )A52 B54C25 D101 7如图 635 所示是晨晨同学探究“焦耳定律”的部分实验装置。已知 R 甲 5 ， R 乙 10 ，在探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”时，应将两电阻丝_联在电路中。若电路中的电流为 0.3 A，则甲电阻丝在 1
4、 min内产生的热量为_J。图 6358小刚自制了一个简易的“电驱蚊器” ，其主要元件是一个阻值为 1.0104 的电4阻，当两端的电压为 220 V时，流过元件的电流为_A，工作 10 min产生的热量为_J。9电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线中通过的电流_(选填“相同”或“不同”)。电炉丝热得发红而导线却几乎不热，说明电流通过导体时产生的热量跟导体的_有关。知识点 3 电流热效应的利用与危害10在家用电器中，电饭锅是利用电流的_效应来工作的；电视机的后盖有很多孔，这是为了_。11将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相
5、同，下列说法正确的是( )A三个用电器产生的热量相同B电风扇产生的热量最多C电烙铁产生的热量最多D电视机产生的热量最多12将电热丝 R1和电热丝 R2串联起来接在电路中，如图 636 所示。若 R1 R2，则先被点燃的火柴是( )图 636A同时被点燃 B电热丝 R1上的火柴C电热丝 R2上的火柴 D无法确定13通过电热器的电流是 0.2 A，1 min内产生的热量是 432 J，则电热器两端的电压5是( )A120 V B60 V C36 V D10 V14某电炉丝的电阻是 100 ，通电 6分 40秒，产生的热量是 4106 J，那么通过电炉丝的电流是( )A10 A B20 A C1 A
6、 D2 A15严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴，靴内加热电路如图 637 所示，电源电压恒定，S 2为三挡旋钮开关(金属片 M可分别拨至 a、 b、 c处)，电阻丝 R1、 R2规格相同且阻值不变， b为电阻丝 R1的中点。电热靴的低温挡为 6 W，则其中温挡和高温挡分别为( )图 637A8 W，12 W B8 W，24 WC12 W，18 W D12 W，24 W16小明家的电饭锅电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可能是_。A电路的电压过高 B新买的电源线过细C新买的电源线过
7、粗 D新买的电源线过短选择理由：_。17某电饭锅的工作原理如图 638 所示，已知电热丝 R044 ， R2156 。当开关 S分别置于“1”挡和“2”挡时，_挡是保温状态；当 S接“2”挡时，电路中的电流大小是_A，通电 100 s电路产生的热量是_J。6图 63818如图 639 所示，电源电压为 6 V，电阻 R010 ，电流表量程为 00.6 A，电压表量程为 03 V，滑动变阻器上标有“20 0.5 A”字样。则当电路中电流最小时，2 min 内电流通过电阻 R0产生的热量是_J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为_。图 63919如图 6310 所示是探究“电流通过
8、导体产生热量的多少跟哪些因素有关”的实验电路(烧瓶、煤油质量和玻璃管均相同)，瓶中的电阻采用金属丝。图 6310(1)用笔画线代替导线将电路连接完整，要求滑动变阻器滑片向左移动时，电流表示数变小。(2)实验中，通过观察_来判断电流通过导体产生热量的多少。(3)在电流与通电时间相同的条件下，选用长度和横截面积都相同的两种材料进行实验，为了使实验现象最明显，可以选用下表中的铜与_进行对比。长 1 m、横截面积 1 mm2的几种材料的电阻(20 时)7材料 铜 铝 钨 镍铬合金电阻/ 0.0175 0.029 0.053 1.0(4)要进一步探究电流通过导体产生热量的多少与电流是否有关，可以采取的方
9、法是：_(允许改变元件位置、更换元件等。只要求写出一种)。20如图 6311 甲所示是一台电热饮水机。通过机内温控开关 S进行自动控制，能实现加热和保温两项功能。电路原理如图乙所示，电源电压恒为 220 V，当开关 S接 a时，电路中电流为 5 A，当开关 S接 b时，电路的总功率为 66 W。求：(1)R1的阻值。(2)开关 S接 b时，电路中的电流。(3)该饮水机在保温状态下工作 100 s， R2产生的热量。图 63118212017自贡 计算电流通过电风扇产生的热量时，下面公式选用正确的是( )A UIt B. tU2RC I2Rt D前面三个都可以222017泰州 小明用如图 631
10、2 所示装置探究电流产生的热量与电流的关系，锥形瓶内装有 200 g煤油，他先闭合开关，调节滑片 P使电流表示数为 0.5 A，记录到 5 min内温度计示数升高了 5 ，则煤油吸收的热量为_J；接着他调节滑片 P使电流表示数发生改变，观察并记录_温度计示数的变化，对比前后数据，可得出初步结论。利用该装置还可以探究电流产生的热量与_的关系。 c 煤油 2.110 3 J/(kg)图 6312232017杭州 如图 6313 所示是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图，开始小金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度，接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化(已知：小灯泡的电
11、阻为 R，电动机线圈电阻为 r，电源电压为 U)，由此请你回答：(1)在电动机未转动时， t时间内电流在电路中产生的热量为_(填写表达式)。(2)在电动机转动时，电流所做的功_(选填“大于” “等于”或“小于”)电流在电路中产生的热量。(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过的知识给以解释。9图 6313规律总结对于纯电阻电路，电热的计算公式 Q W UIt、 Q I2Rt和 Q f(U2,R)t都是适用的；但对于非纯电阻电路来说，只能用公式 Q I2Rt来计算电热。10详解详析1A2C3 R1 当电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多4(1)两支温度计
12、的示数变化(2)质量相同 初温相同(3)相同(4)在电流、通电时间一定时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多(5)电流大小5D 6.A 7串 27 8.0.022 29049相同 电阻10热 散热11C12C 解析 因两电阻串联，则通过两电阻的电流相等，则由焦耳定律 Q I2Rt可知，相同时间内 R2产生的热量较多，则 R2局部升温较快，故 R2上的火柴最先达到燃点。13C 解析 因为电热器是纯电阻电路，所以 Q W UIt，则电热器两端的电压：U 36 V。QIt 432 J0.2 A60 s14A 15导学号：79742067A 解析 因为电源电压不变，当电路中的总电阻最大时，功率最小，
13、即 S2接 a， R1与 R2串联时，电阻最大，功率最小，处于低温挡，此时电路中的11功率为 P 低 ；当 S2接 c时，电路中的电阻最小，功率最大，处于高温挡，此时电路中U22R的功率为 P 高 2 P 低 12 W；当 S2接 b时，处于中温挡，此时电路中的功率为 P 中 U2R8 W。U21.5 R16B 电源线过细时，电阻较大，因为电源线与电饭锅串联，所以电流相等，由Q I2Rt可知，电流一定时，电阻越大，产生的热量越多171 5 1.110 51848 10 解析 由电路图可知， R与 R0串联，电压表测 R0两端的电压，电流表测电路中的电流。当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时，电路
14、中的电流最小，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以电路总电阻： R 总 R 最大 R020 10 30 ，电路中的最小电流： I 最小 0.2 A，UR总 6 V30 通电时间 t2 min120 s，则电流通过电阻 R0产生的热量： Q I 最小 2R0t(0.2 A)210 120 s48 J；当电压表的示数 U0大 3 V时，电路中的电流最大，因串联电路中各处的电流相等，所以，电路中的电流： I 最大 0.3 A，电路中的总电阻：U0大R0 3 V10 R 总 20 ，因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以滑动变阻UI最 大 6 V0.3 A器 R接入电路的最小阻值： R 最小
15、R 总 R020 10 10 。19(1)图略(将滑动变阻器下面的 B接线柱连入电路)(2)玻璃管内液面上升的高度(3)镍铬合金(4)其他条件不变，改变滑动变阻器接入电路的阻值(其他条件不变，更换不同电压的电源)，通电相同时间再次实验，进行比较20导学号：79742068(1)当 S接 a时，只有 R1工作，所以 R1 44 UI1 220 V5 A12。(2)当 S接 b时，电路中的电流： I 保温 0.3 A。P保 温U 66 W220 V(3)保温时电路中的总电阻： R 总 ，则 R2 R 总 UI保 温 220 V0.3 A 22003R1 44 ，所以 R2产生的热量： Q I 保温
16、 2R2t(0.3 A)2 22003 20683 20683100 s6204 J。21C222100 相同时间内 通电时间 解析 煤油的质量 m200 g0.2 kg，则煤油吸收的热量： Q 吸 c 煤油 mt 2.110 3 J/(kg)0.2 kg5 2100 J。由控制变量法可知，要探究电流产生的热量与电流的关系，应控制电阻和通电时间相同，改变电流的大小。由图可知，在滑动变阻器滑片不动的情况下，可视为定值电阻，无法改变，可以通过改变时间来探究电流产生的热量与通过时间的关系。23(1) (2)大于 (3)错误； 电动机转动后，电动机会消耗一部分能量，使得U2tR r电能转化而成的内能减少，故灯泡的亮度会变暗。
