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考点一：电流的热效应
1．电流通过导体时电能转化成内能 ，这种现象叫电流的热效应。
2．电流的热效应的实质：电能转化为内能。
考点二：探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关
1．装置左右两边盒子里装着等质量的空气，当电热丝通电后，开始加热盒子里的空气，空气受热膨胀，推动U形管中的液柱上升，我们通过比较U形管中液面的高度差 ，就可以比较电热丝发热的多少，这种实验方法叫做转换法。
2．U形管内液面高度不变，说明装置漏气，需拔掉软管重新安装 ；U形管不是连通器。
3．实验总结
在电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
在电阻、通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多
考点三：焦耳定律
1．焦耳定律：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。
2．焦耳定律公式：Q＝I2Rt ，适用于所有 电路电热的计算。
3．电热和电功：两个不同(选填“相同”或“不同”)的物理量。在纯电阻电路中，即电能全部转化为内能时，电热在数值上与电功相等(选填“相等”或“不相等”)，此时所有公式都通用；电热和电功不在纯电阻电路中时，如电动机、电风扇、电冰箱、电视机、空调等，此时消耗的电能一部分(选填“全部”或“一部分”)转化为内能，这时求电热用公式Q＝I2Rt ，求电热功率用公式P＝I2R ；求电功用公式W＝UIt ；求电功率用公式P＝UI。
1.将标有“220 V　100 W”字样的电视机、电风扇和电热水袋都接入家庭电路中，正常工作相同时间，则 (　　)
A.电视机产生的热量最多 B.电风扇产生的热量最多
C.电热水袋产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多
2.下列事例属于防止电流热效应产生危害的是 (　　)
A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡
B.电脑里的散热风扇
C.小明妈妈用电熨斗熨衣服
D.家里使用电烤箱做披萨
3.电风扇、日光灯、电烙铁三个用电器上都标有“220 V　60 W”字样,正常工作时,相同的时间内 (　　)
A.电风扇产生的热量最多　　　B.日光灯产生的热量最多
C.电烙铁产生的热量最多　　　D.三者产生的热量一样多
4.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。通电前，两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则下列说法正确的是 (　　)
A.I1=I2，A管中的液面比B管中的液面低
B.I1=I2，A管中的液面比B管中的液面高
C.I1>I2，A管中的液面比B管中的液面低
D.I1>I2，A管中的液面比B管中的液面高
5.甲、乙两电热丝的电阻之比为2∶3，通过的电流之比为
3∶1，则在相同时间内，两电热丝产生的热量之比为 (　　)
A.2∶1　　　B.6∶1　　　C.1∶2　　　D.1∶6
额定电压 220 V
高温发热功率 121 W
低温发热功率 44 W
交流频率 50 Hz
6.(某型号的电热毯有“高温”和“低温”两个挡位，其内部电路的原理图和主要参数如图和表所示，R1是发热体，以下说法正确的是(　　)
A.当开关S闭合，处于低温挡
B.发热体的电阻是40 Ω
C.在低温挡工作1 min，发热体产生的热量是44 J
D.实际电压为200 V时，高温挡的实际发热功率是100 W
7.如图所示是通过导体A、B的电流与其两端电压的关系图象，分析图象知，导体A的电阻　　　　(选填“>”“=”或“<”)导体B的电阻；当导体A两端的电压为0 V时，导体A的电阻为　　　　Ω；当通过导体B的电流为0.4 A时，在1 min内，导体B产生的热量为　　　　J。
若把某家庭使用的功率为2 000 W，容积为100 L的电热水器加满水后加热，把初温是10 ℃的水加热到70 ℃，这些水需要吸收的热量是　　　　J，若该电热水器的效率为90%，
则需要加热的时间为　　　　s。[水的比热容是4.2×103 J/(kg·℃)]
9.如图所示，电源电压保持不变，灯泡L标有“12 V　12 W”字样(忽略灯丝电阻的变化)。闭合开关S1，断开开关S2，灯泡L正常发光；闭合开关S1、S2，电流表示数为1.5 A，则电源电压为　　　　V；闭合开关S1，断开开关S2，通电30 s定值电阻R产生的热量是　　　　J。
10.在家庭电路中，导线的相互连接处(接头)往往比别处更容易发热和出现故障，甚至引起火灾。如图所示，原因是装修施工时不按规程接线，造成电阻比别处　　　　，产生的热量　　　　。
11.小明利用如图所示电路探究电流产生的热量与哪些因素有关。
(1)在两个相同的烧瓶中各加入质量、初温均相同的煤油，甲、乙两电阻丝的电阻大小不等；闭合开关，通电一段时间后，观察　　　　　　　　　　，可以判断电阻丝产生热量的多少；此实验电路可以探究电流产生的热量与　　　　的关系。
(2)为了探究电流产生的热量与电流的关系，小明建议将甲、乙两电阻丝并联进行实验，但是被否决了，理由是　　　　　　　　　　　　　　　　　。最后小组讨论只要再增加一个测量工具　　　　　，并在电路中串联一个　　　　　，即可完成此实验。
(3)小明利用该装置探究不同物质的吸热升温情况，他将其中一个烧瓶中的煤油换成质量、初温均相同的水，并使甲、乙两烧瓶中电阻丝的电阻　　　　(选填“相等”或“不相等”)，加热相同时间，可以控制水和煤油　　　　相同。
12.如图所示,电源电压恒定不变,小灯泡L标有“2.5 V　0.75 W”的字样,R1、R2为定值电阻,其中R1=25 Ω,R2=35 Ω,当S1、S2都断开时,小灯泡正常发光。(忽略温度对电阻的影响)
(1)求电源电压;
(2)当S1闭合、S2断开时,求电流表示数的大小;
(3)当S1、S2都闭合时,求整个电路通电210 s产生的热量。
13.阅读短文,回答问题。
即热式节能饮水机
即热式节能饮水机已在地铁站、学校、宾馆等公共场所广泛使用,如图甲为某品牌即热式节能饮水机,其原理如图乙所示。烧开的水很烫不能立即饮用,即热式节能饮水机中的热交换套管很好地解决了这一问题,它的奥秘在于将进水管与出水管贴在一起,利用进水管中的冷水给出水管中的开水降温,同时,进水管中的冷水被预热后送到加热腔中用电加热器烧开。
如图乙,当节能饮水机的出水流量为2.0 L /min时,20 ℃的自来水经热交换套管后被预热成80 ℃的热水流进加热腔,同时有相同质量的100 ℃的开水从加热腔流进热交换套管,变成可供直接饮用的温开水流出。
用即热式节能饮水机喝水无需等待,即按即出,比传统饮水机要节能,真正倡导了绿色环保饮水新概念。
甲
乙
(1)写出一条即热式节能饮水机具有的优点:　　　　;进入饮水机的水在热交换套管被预热采用　　　　方式使水的内能增加。
(2)若在热交换套管内进行热交换过程中,自来水吸收的热量与等质量的开水放出的热量相等,则可供直接饮用的温开水的温度是　　　　。(不计热损失)
(3)每分钟节能饮水机流出水的质量为　　　　kg,每分钟预热后的热水进入加热腔加热成开水的过程中吸收的热量是　　　　J。[ρ水=1.0×103 kg/m3,c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
14.如图所示是某电热毯的简化电路图，其中R2=1 760 Ω，当开关S1、S2都闭合时，电热毯处于高温加热状态，此时的电功率为110 W；当只闭合开关S1时，电热毯处于保温状态，此时电路中的电流为0.1 A。通过计算回答：
(1)高温加热时，电路中的电流有多大？
(2)R1的电阻值有多大？
(3)保温5 min，R2产生了多少热量？
答案解析
1.答案　C　将标有“220 V　100 W”字样的电视机、电风扇和电热水袋都接入家庭电路中，正常工作相同时间，根据W=Pt知，三种电器消耗的电能相同，但电视机主要是将电能转化为声能和光能，电风扇主要是将电能转化为机械能，电热水袋是将电能转化为内能，所以电热水袋产生的热量最多。
2. 答案　B　养鸡场使用电热孵化器孵小鸡,消耗电能转化为内能,属于利用电流的热效应,故A错误;电脑里的散热风扇,是为了防止电流热效应产生危害,故B正确;用电熨斗熨衣服,将电能转化为内能,属于利用电流的热效应,故C错误;电烤箱做披萨时,将电能转化为内能,属于利用电流的热效应,故D错误。
3. 答案　C　电风扇、日光灯、电烙铁三个用电器的额定功率均为60 W,正常工作时的功率和额定功率相等,相同时间内三者电流做功一样多;电风扇主要把电能转化为机械能和内能,日光灯主要把电能转化为光能,电烙铁把电能转化为内能,故电风扇、日光灯、电烙铁正常工作时,相同的时间内电烙铁产生的热量最多。选C。
4.答案　D　由图知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以I1>I2；由Q=I2Rt知，通电时间相同时，I1>I2，R1=R2=5 Ω，所以左侧电阻丝产生的热量较多，因此A玻璃管液面较高。故选D。
5.答案　B　由题意知，R甲∶R乙=2∶3，I甲∶I乙=3∶1，由Q=I2Rt得，在相同时间内，两电热丝产生的热量之比，故B正确，A、C、D错误。
6.答案　D　由图知，当开关S闭合时，电阻R2被短路，电路为R1的简单电路，电阻较小，根据P=知，电路的总功率较大，处于高温挡；当开关S断开时，两个电阻串联，电路的总电阻较大，根据P=知，电路的总功率较小，处于低温挡，故A错误；电阻R1==400 Ω，故B错误；低温挡时，电路中的电流I==0.2 A，工作1 min发热体产生的热量Q=I2R1t=(0.2 A)2×400 Ω×60 s=960 J，故C错误；实际电压为200 V时，高温挡的实际发热功率P高'==100 W，故D正确。
7.答案　<　10　192
解析　由图知，当通过导体A的电流I=0.3 A时，导体A两端的电压UA=3 V，导体B两端的电压UB=6 V，根据I=得，导体A的电阻RA==10 Ω，导体B的电阻RB==20 Ω，所以RA8.答案　2.52×107　1.4×104
解析　由ρ= 知，电热水器中水的质量m=ρV=1.0×103 kg/m3×100×10-3 m3=100 kg；水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×100 kg×(70 ℃-10 ℃)=2.52×107 J；由η=知，电热水器消耗的电能W==2.8×107 J；由P=知，需要加热的时间t==1.4×104 s。
9.答案　36　720
解析　闭合开关S1，断开开关S2，灯泡L和定值电阻R串联，灯泡L正常发光，根据P=UI知，电路中的电流I==1 A，根据欧姆定律知，定值电阻R两端的电压UR=IR=1 A×R，根据串联电路的电压规律知，电源电压U=UL+UR=12 V+1 A×R①；闭合开关S1、S2，电路为定值电阻R的简单电路，电流表示数为1.5 A，则电源电压U=I'R=1.5 A×R②；联立①②可知，U=36 V，R=24 Ω；闭合开关S1，断开开关S2，灯泡L和定值电阻R串联，通电30 s，定值电阻R产生的热量Q=I2Rt=(1 A)2×24 Ω×30 s=720 J。
10.答案　大　多
解析　不按规程操作时，会造成导线的相互连接处接触不良，则该处的电阻较大，导线连接处与导线串联，通过的电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt知，连接处产生的热量较多，所以，导线的相互连接处往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。
11.答案　(1)温度计的示数变化　电阻　(2)两个烧瓶中电阻丝的阻值不相等　滑动变阻器　电流表　(3)相等　吸收的热量
解析　(1)通过温度计的示数变化，可以判断电阻丝产生热量的多少；实验中两电阻丝串联，通过两电阻丝的电流相等，通电时间相同，电阻大小不同，则这个实验方案可以探究电流产生的热量与电阻的关系。(2)探究电流产生的热量与电流的关系时，需要控制电阻和通电时间相同，而两个烧瓶中电阻丝的阻值不相等，故小明的操作不可行；再增加一个滑动变阻器，并在电路中串联一个电流表，改变电路中的电流，观察同一个烧瓶中温度计的示数变化即可完成此实验。(3)探究水和煤油的吸热能力，要保持水和煤油的质量、吸收的热量相同，实验中电阻丝的阻值相等，加热相同时间可以控制水和煤油吸收的热量相同。
12解析　(1)当S1、S2都断开时,小灯泡L与R1串联,小灯泡正常发光,小灯泡L标有“2.5 V　0.75 W”的字样,则电路中的电流I=IL==0.3 A;
由I=可得R1两端的电压U1=IR1=0.3 A×25 Ω=7.5 V;
电源电压等于小灯泡两端电压与R1两端电压之和,则U=UL+U1=2.5 V+7.5 V=10 V;
(2)当S1闭合、S2断开时,小灯泡L被短路,R2断开,只有R1接入电路,由I=可得电流表示数
I1==0.4 A;
(3)当S1、S2都闭合时,R1、R2并联,则
Q1=×210 s=840 J,
Q2=×210 s=600 J,
Q=Q1+Q2=840 J+600 J=1 440 J。
13.(1)节能　热传递　(2)40 ℃　(3)2　1.68×105
解析　(1)由材料可知,即热式节能饮水机的优点是节能、效率高等;进入饮水机的水在热交换套管被预热是通过热传递方式增大水的内能的;
(2)因20 ℃的自来水经热交换套管后被预热成80 ℃,同时相同质量的100 ℃的开水从加热腔流进热交换套管后变为温开水流出,所以,不计热损失时,冷水吸收的热量和热水放出的热量相等,由Q=cmΔt可得,c水m(80 ℃-20 ℃)=c水m(100 ℃-t0),解得t0=40 ℃;
(3)由饮水机的出水流量为2.0 L /min可知,每分钟加热水的体积V=2.0 L=2.0×10-3 m3,由ρ=可得,水的质量m=ρ水V=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg,水吸收的热量Q吸=c水m(t2-t1)=4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃-80 ℃)=1.68×105 J。
14答案　(1)0.5 A　(2)440 Ω　(3)5 280 J
解析　(1)当开关S1、S2都闭合时，R2被短路，只有R1接入电路中，电热毯处于高温加热状态，此时的电功率为110 W，根据P=UI知，电路中的电流I==0.5 A；(2)根据I=知，R1的电阻值R1==440 Ω；(3)保温5 min，R2产生的热量Q=R2t=(0.1 A)2×1 760 Ω×5×60 s=5 280 J。

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