1、3.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，R 1R 2R 3，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B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
2、图，通电一段时间后，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：_。(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 QI 2Rt 可知，电阻越大，相
3、同时间内产生的热量越多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 QUIt 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 QI 2Rt 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
4、甲电阻丝在 1 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
5、庭电路中，通电时间相同，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 R1R 2，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( )
6、A10 A B20 A C1 A 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、R 2 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
7、路的电压过高 B新买的电源线过细C新买的电源线过粗 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。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
8、小阻值为_。图 63919如图 6310 所示是探究“电流通过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)材料 铜 铝 钨 镍铬合金电阻 / 0.0175 0.029 0.053 1.0
9、(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，R 2 产生的热量。图 6311212017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( )AU
10、It B. tU2RCI 2Rt D前面三个都可以222017泰州 小明用如图 6312 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
11、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。图 6313规律总结对于纯电阻电路，电热的计算公式 QW UIt、QI 2Rt 和 Qf(U 2,R)t 都是适用的；但对于非纯电阻电路来说，只能用公式 QI 2Rt 来计算电热。详
12、解详析1A2C3R 1 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 QI 2Rt 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 QW UIt，则电热器两端的电压：U 36 V 。QIt 432 J0.2 A60 s
13、14A 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，即 S2 接 a，R 1 与 R2 串联时，电阻最大，功率最小，处于低温挡，此时电路中的功率为 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 2P 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QI 2Rt 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
14、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 R 020 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： QI 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
15、 ，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 R 总 R 020 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 A(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
16、的总电阻：R 总 ，则 R2R 总 UI保 温 220 V0.3 A 22003R1 44 ，所以 R2 产生的热量：QI 保温 2R2t(0.3 A)2 100 22003 20683 20683s6204 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 m t2.110 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，使得电U2tR r能转化而成的内能减少，故灯泡的亮度会变暗。
