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四、电流的热效应
1．电流通过导体时，______________，这种现象叫作电流的热效应。
2．电流通过白炽灯的灯丝，过一段时间，我们用手去靠近白炽灯，手会感觉到灯泡________，因此，电能转化为了________能。
知识点 2　电热的影响因素
3．电流通过导体产生的热量跟________________，跟________________，跟____________________，这个规律叫作焦耳定律。
4．如图11－4－1所示是“探究焦耳定律的演示实验”的装置图。
图11－4－1
(1)为了研究电流通过导体放出的热量与电阻的关系，两烧瓶中煤油的质量应________，通过两烧瓶中两根电阻丝的电流应________，两烧瓶中两根电阻丝的阻值应________。(均选填“相同”或“不同”)
(2)该实验采用的研究方法是________(填字母)。
A．控制变量法　　　　B．等效法
5．下面是小宇同学在实验室中探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验记录，其中有不完整的地方，请你帮他填写完整。
[课题] 探究电流产生的热量与哪些因素有关。
[装置及原理] 小宇组装了如图11－4－2所示的实验装置，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大。通电后电流通过电阻丝产生的热量使煤油的温度升高、体积膨胀，玻璃管中的液柱上升，煤油温度升高得越多，玻璃管中的液柱上升得越________。
图11－4－2
[实验过程] ①接通电路一段时间，比较两瓶的玻璃管中的煤油哪个上升得高，实验结果是________瓶玻璃管中的煤油上升得高，这表明电阻越大，电流产生的热量越多。
②在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节滑动变阻器，增大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同。在两次实验中，比较甲瓶(或乙瓶)玻璃管中的煤油哪次上升得高。实验结果：第二次实验中玻璃管中煤油上升得较_______，这表明电流越大，电流产生的热量越多。
③通电时间越长，玻璃管中的煤油上升得越高，实验表明电流产生的热量越________。
知识点 3　焦耳定律的应用
6．某阻值为4 Ω的定值电阻，通过它的电流为0.5 A，则1 min内电阻产生的热量是(　　)
A．2 J　　B．30 J　　C．60 J　　D．120 J
7．额定电压为12 V的小型电动机正常工作时，测得通过电动机的电流是0.5 A，工作10 min，消耗的电能为________J。在这 10 min 内，该电动机线圈产生的热量是360 J，则电动机线圈的电阻是________Ω。
知识点 4　电热的利用和防止
8．电热器是利用电流的____________制成的加热设备，它的发热体是由____________、__________的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
9．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
C．电熨斗、电烤箱、孵卵器
D．电焊机、电暖器、电视机
10．下列例子中，目的是防止电热造成危害的是(　　)
A．用电褥子取暖
B．高空飞行员穿电热保温装备
C．收音机、电视机的机壳上开有许多小孔
D．用电热器烧水
11．小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器，发现它们上面都标有“220 V　40 W”的字样，若它们都在额定电压下工作相同的时间，则产生热量最多的是(　　)
A．电视机 B．电风扇 C．白炽灯 D．节能灯
12．关于电流通过导体时产生的热量，下列说法中正确的是(　　)
A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相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
C．根据Q＝UIt可知，相同时间内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
13．旧白炽灯在工作时，容易在灯丝最细处熔断，这是因为与相同长度的灯丝较粗处相比，灯丝最细处(　　)
A．电功率最大
B．电流最大
C．电阻最小
D．电压最小
14．把两根不同的电阻丝并联接在同一电路中，在相同时间内放出热量较少的是(　　)
A．电流较小的
B．电阻较小的
C．电压较小的
D．无法判断
15．如图11－4－3所示电路，电源电压为12 V恒定不变，电阻R1＝20 Ω，R2＝60 Ω。当S断开时，电流表的示数为________A；当S闭合时，电流表的示数为________A，电路1 min内产生的热量为________J。
图11－4－3
16．2017·丰台一模 小红与小明分别用如图11－4－4所示的装置探究“电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系”，他们分别将两段阻值不同的电阻丝(R1＜R2)密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。(设他们所用的各种器材性能相同)
图11－4－4
(1)在这个实验中，电流产生热量的多少是通过气球体积大小体现出来的。他们同时开始进行实验，在a、c两个气球中，鼓起来较快的是________。
(2)小红和小明的实验方案中有一个是错误的，你认为________(选填“小红”和“小明”)的方案是错误的，理由是：_________________________________。
17. 图11－4－5为一台电热水器内部的电路示意图。当开关S闭合时，电热水器处于加热状态，电功率为440 W；当开关S断开时，电热水器处于保温状态，整个电路的电功率为22 W。求：
(1)当开关S闭合时，电热水器工作5 min消耗的电能为多少焦耳。
(2)R2的阻值为多大。
图11－4－5
考|　　题|　　展|　　示
18．2018·北京 下列用电器中，利用电流热效应工作的是(　　)
A．电暖器 B．计算器
C．电视机 D．笔记本电脑
教师详解详析
1．导体会发热　
2．发热　内
3．电流的平方成正比　导体的电阻成正比　
通电时间成正比
4．(1)相同　相同　不同　(2)A
5．高　甲　高　多　
6．C
7．3600　2.4
[解析] 电动机是非纯电阻用电器，即电动机消耗的电能并不是全部转化成热量，故计算电动机消耗的电能时需要根据W＝UIt计算，而计算产生的热量则需要根据Q＝I2Rt计算。
8．热效应　电阻率大　熔点高
9．D　[解析] 电视机不是利用电热来工作的。
10．C
11．C　[解析] 题中给出的四个用电器只有白炽灯是“纯电阻用电器”，当电流通过时，消耗的电能转化为内能，温度达到一定程度时发光；其他三个用电器有电流通过时，消耗的电能大部分转化为其他形式的能，只有一小部分转化为内能。所以它们在额定电压下工作相同的时间产生热量最多的是白炽灯。
12．D　
13．A　[解析] 灯丝最细处与相同长度的灯丝较粗处相比，其电阻最大，又电流相等，由P＝I2R可知，灯丝最细处的电功率最大，容易熔断。
14．A　[解析] 两根电阻丝并联，根据Q＝W＝UIt可知，电压和通电时间相同，电流小的产生的热量少。
15．0.6　0.8　576
[解析] 当开关S断开时，I1＝＝＝0.6 A；当开关S闭合时，电流表A的示数为I＝I1＋I2＝I1＋＝0.6 A＋＝0.8 A，电路1 min内产生的热量：Q＝W＝UIt＝12 V×0.8 A×60 s＝576 J。
16．(1)c　(2)小明　没有控制电流相同
17．(1)开关S闭合时，电路中只有电阻R1，此时P1＝440 W，根据P＝可知，电热水器工作5 min消耗的电能：W＝P1t＝440 W×5×60 s＝1.32×105 J。
(2)根据P＝，可求得R1的阻值：
R1＝＝＝110 Ω；
开关S断开时，两电阻串联，此时保温功率P2＝22 W，由P＝可知，两电阻的总电阻：
R＝＝＝2200 Ω，
根据串联电路的电阻规律R＝R1＋R2可知，R2＝R－R1＝2200 Ω－110 Ω＝2090 Ω。
18．A

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