1、1第四节 科学探究： 电流的热效应知识点 1 电流的热效应1下列各组用电器中，不全是利用电热工作的是( )A电饭锅、电烙铁、电热毯B电炉、电热水器、恒温箱、孵卵器C电熨斗、电烤箱D电焊机、电暖器、电视机2一台“220 V 60 W”的电风扇、一盏“36 V 60 W”的白炽灯和一只“110 V 60 W”的电热器各自在额定电压下工作，比较它们在相同通电时间内产生的热量( )A电风扇最多 B电热器最多C白炽灯最多 D三者一样多知识点 2 电流产生热量的影响因素3如图 1641 所示是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横
2、截面积相同。下列说法正确的是( )图 1641A在图甲中，探究的是电流产生的热量与电阻的关系B在图乙中，探究的是电流产生的热量与电阻的关系C在图甲中，闭合开关一段时间后， A 瓶中温度计的示数更高D图乙只能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系4小明和小红想利用如图 1642 所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝， A 烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小， B 烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。图 1642(1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该_。(2)小红问小明：“水比较容易获得，为什么不用水代替煤油呢？”对于这个问题，小明与
3、其他同学给出了下列四种解释，你认为合理的是( )A因为煤油有颜色便于观察2B因为煤油有比较大的热值C因为煤油有比较小的密度D因为煤油有比较小的比热容(3)实验中，小明和小红发现 A 烧瓶中温度计的示数升高得慢。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越_，产生的热量越少。知识点 3 焦耳定律5一阻值为 60 的电热丝接在电源上，通过它的电流为 2 A，通电 1 min 产生的热量为_。6某导体的电阻是 2 ，通过它的电流为 1 A，如果导体上产生的热量是 120 J，通电时间为_s，它消耗的电功率是_W。7电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为(
4、)A通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B导线的绝缘皮隔热C导线散热比电阻丝快D导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少8如图 1643 所示的电路中，电源电压 U3 V， R12 ，闭合开关后，电流表示数为 0.5 A。求：(1)R1在 1 min 内产生的热量。(2)R2的阻值。图 16439如图 1644 所示，将两电热丝 R1和 R2串联起来接在电路中。若 R1R2，则先被点燃的火柴是(火柴完全相同)( )图 1644A电热丝 R1上的火柴B电热丝 R2上的火柴C两电热丝上的火柴同时被点燃D无法确定10粗细均匀的电热丝放入一壶水中，通电一段时间将水加热至沸腾。若将电热丝对折并联
5、后放入同样一壶水中，通电到将水加热至沸腾，所需时间与第一次的通电时间相比(电3源电压恒定，不计一切热损失)，下列判断正确的是( )A相等 B增加C减少 D无法确定11如图 1645 所示，阻值为 R 的电阻丝，用四种方法分别接在电压为 U 或 2U 的电源上，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是( )图 164512两导体电阻之比为 32，通过的电流之比为 14，则在相同时间内产生的热量之比为( )A332 B32C61 D32313两只定值电阻 RA和 RB，其电流与电压的关系如图 1646 所示。下列说法正确的是( )图 1646A RA和 RB的电阻之比为 12B
6、串联时 RA和 RB两端的电压之比为 11C并联时 RA和 RB消耗的电功率之比是 12D串联时，相同时间内 RA和 RB产生的热量之比为 1214如图 1647 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，则甲中电阻丝在 1 min 内产生的热量为_J。图 164715在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图1648 甲所示的实验装置。两个透明的容器中密闭了等量的空气，U 形管中液面的变化反映了密闭空气温度的变化。4图 164
7、8(1)若通电时间相同，小于发现 B 玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的_越大，产生的热量越多。(2)小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现 A 玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的_越大，产生的热量越多。(3)该实验中用到的研究物理问题的方法是_法和转换法。162017自贡 计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是( )A UIt B. tU2RC I2Rt D前面三个都可以172017重庆 A 卷 如图 1649 所示电路中，电源电压恒为 6 V， R130 ，只闭合开关 S 时，电流表示数为_A；同时闭
8、合开关 S、S 1，电流表示数为 0.5 A，则通电 1 min 电阻 R2产生的热量为_J。图 16495详解详析1D 2.B 3.A4(1)相等 (2)D (3)小解析 (1)通电导体放出热量，煤油吸收热量。质量相等的煤油吸收的热量越多，温度计示数升得越高；控制两个烧瓶中所盛煤油的质量相等，才能通过温度计的示数高低反映通电导体放出热量的多少。(2)用煤油做此实验是因为煤油有比较小的比热容，质量相等的水和煤油，吸收相等的热量，煤油升高的温度较大。(3)图中将两个阻值不同的电阻丝串联接入电路中，控制了电流和通电时间相等， A 烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，温度计的示数升高得慢，这表明：在电
9、流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越小，产生的热量越少。51.4410 4 J 6.60 2 7.D8(1) R1在 1 min 内产生的热量：Q I2R1t(0.5 A) 22 60 s30 J。(2)由 I 可知，电路总电阻： R R1 R2 6 ，UR UI 3 V0.5 A电阻 R2的阻值： R2 R R16 2 4 。9A 解析 因为电热丝 R1和 R2串联，所以通过它们的电流和通电时间都相同。根据焦耳定律 Q I2Rt 可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的热量越多。因为R1R2，所以 Q1Q2，电热丝 R1的温度高，则 R1上的火柴先被点燃。10C 解析 电热丝对折并联后
10、电阻变为原来的 ，根据公式 P 可知，功率变为14 U2R原来的 4 倍，故烧开同样一壶水所需时间变为原来的 。1411D 解析 因为串联电路中总电阻等于各分电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各分电阻倒数之和，所以两电阻串联时电路中的总电阻最大，两电阻并联时电路中的总电阻最小。因为 Q W t，所以在相同的时间内电阻丝产生的热量最多的是 D。U2R12A13C 解析 由图像可知，当 UA UB3 V 时， IA0.3 A， IB0.6 A，根据电压一定时，电流与电阻成反比可知， RA RB IB IA0.6 A0.3 A21，故 A 不正确。两电阻串联时，通过它们的电流相等，根据欧姆定律可得
11、： UA UB IRA IRB RA RB21，故B 不正确。两电阻并联时，它们两端的电压相等，则 PA PB RB RA12，故 CU2RA U2RB选项正确。两电阻串联时，相同时间内产生的热量之比：QA QB I2RAt I2RBt RA RB21，故 D 不正确。故选 C。14串 2715. (1)电阻 (2)电流 (3)控制变量解析 (1)将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流 I 与通电时间 t相同，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由 Q I2Rt 可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较高，这表明：在相同时间内，电流相同的情况下，电阻越大，电流通过导体时产
12、生的热量越多。(2)乙装置中一个 5 的电阻与两个并联的 5 电阻串联，根据串联电路的电流特点可知，右边的两个电阻中的总电流和左边容器中电阻中的电流相等，即 I 右 I 左 ；两个 5 的电阻并联，根据并联电路的电流特点知 I 右 I1 I2，两电阻值相等，则支路中电流相等， I1 I2，所以右边容器中通过电阻的电流是左边容器中通过电阻电6流的一半；由 Q I2Rt 可知，左边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较高，这表明：在相同时间内，电阻相同时，电流越大，通过导体时产生的热量越多。(3)该实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法。16C 解析 电风扇工作时，电能转化为机械能和内能，属于非纯电阻电路，计算电流产生的热量，只能用公式： Q I2Rt。170.2 108 解析 只闭合 S 时，电路为只有 R1的简单电路， I1 0.2 UR1 6 V30 A。S、S 1均闭合时，两电阻并联，互不影响， I2 I I10.5 A0.2 A0.3 A，则 R2产生的热量为 Q2 UI2t6 V0.3 A60 s108 J。
