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考点27 电热
1．知道电流的热效应。 2．知道焦耳定律。 3．知道利用和防止电热的场合和方法。 4．通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。 5．通过电热的利用和防止知识的学习，认识科学是有用的。
一、电流的效应 内容应用电流的热效应电流通过导体时，导体会发热的现象电炉 电熨斗 电烤箱电流的化学效应电流流过溶液时，会产生化学反应的现象工业生产中的电镀电流的磁效应导体中有电流流过时，周围会产生磁场的现象电磁铁 电动机
［说明］电流的热效应：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。从能量的转化看，电流通过使导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。 二、焦耳定律 1．电流的三种效应分别是热效应、磁效应、化学效应。 2．焦耳定律的内容：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。计算公式：Q=I2Rt(适用于所有电路)。 利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 3．对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q＝W），这时以下公式均成立Q=UIt，Q=t，Q=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。 （1）在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和； （2）串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即=； 并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即=。
电流的热效应与哪些因素有关 设计实验实物连接图实验现象现象分析电流、通电时间相同时，电阻丝阻值越大，温度计示数上升越快电阻越大，产生的热量越多电流大小不同（分别通入大小不同的电流）电阻、通电时间相同时，电流越大，温度计示数上升越快电流越大，产生的热量越多总结在这两次实验中，通电时间越长，温度计示数上升越快通电时间越长，电流产生的热量越多
结论：电流流过导体产生热量的多少，与电流大小、导体的电阻、通电时间都有关系。
【母题1】（真题来源：铁岭模拟）电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质锅具，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的，它具有安全可靠、节能环保等优点，是现化家庭中的理想灶具。下列有关电磁炉的说法中正确的是　　 A．电磁炉在使用中利用了电流的磁效应 B．电磁炉与普通电饭锅加热原理相同 C．电磁炉工作时将机械能转化为内能 D．铁、铝、铜锅均可在电磁炉上使用 【分析】电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的，故所使用的锅必须是含有磁性材料的物质，且其在加热时消耗电能，是不会产生烟尘和废气的。 【解答】解：、电磁炉在使用中用到了电流的磁效应，故正确； 、电饭锅是利用电流的热效应工作的，电磁炉是利用电流的磁效应工作的，故错误； 、电磁炉加热食物时，使食物的温度升高，内能增大，因此是把电能转化为内能，故错误； 、根据电磁炉工作原理，锅具必须含有磁性材料，铝和铜不是磁性材料，只有铁锅是磁性材料，故铝、铜锅不能在电磁炉上使用，故错误。 故选：。
1．（真题来源：厦门二模）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是　　
A．电风扇 B．微波炉 C．电冰箱 D．电热水器
【分析】电流流过导体时导体发热，这种现象是电流的热效应。
【解答】解：．电风扇是利用电流的磁效应工作的，故不符合题意；
．微波炉工作的原理是利用微波加热，而微波是一种电磁波，故不符合题意；
．电冰箱是利用电流的磁效应工作的，故不符合题意；
．电热水器是利用电流的热效应工作的，故符合题意。
故选：。
2．（真题来源：韩城市校级期末）下列用电器利用电流热效应工作的是　　
A．电风扇 B．遥控器
C．洗衣机 D．电饭锅
【分析】电流的热效应就是把电能转化为内能，可从能量转化的角度分析哪一种用电器是利用了电流的热效应。
【解答】解：．电风扇、洗衣机工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故不符合题意；
．遥控器工作时发出红外线，主要把电能转化为光能，不是利用电流热效应工作的，故不符合题意；
．电饭锅工作时把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故符合题意。
故选：。
3．（真题来源：天宁区校级二模）电磁炉是利用高频电流在电磁炉内部线圈中产生磁场，磁化铁质铁锅，从而形成无数个小涡流（即电流），加速锅底分子运动，使锅底自身发热达到加热食品的目的，它具有安全可靠、节能环保等优点，是现代家庭中的理想灶具，其工作原现如图所示。下列有关电磁炉的说法中正确的是　　
A．电磁炉功率大，使用时很耗电
B．电磁炉在使用中会产生烟尘和废气
C．普通铁锅、普通砂锅均可在电磁炉上使用
D．电磁炉在使用中利用了电流的磁效应、热效应
【分析】（1）由可知用电器消耗的电能的多少与功率和时间有关；
（2）电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的，故所使用的锅必须是含有磁性材料的物质，且其在加热时消耗电能，是不会产生烟尘和废气的。
【解答】解：．由可知用电器消耗的电能的多少与功率和时间有关，电磁炉功率大，消耗电能不一定多，故错误；
．由于电磁炉是消耗电能而工作的，故在工作时是不能产生烟尘和废气的，故错误；
．电磁炉是利用电流的磁效应的原理制成的，故所使用的锅必须是含有磁性材料的物质，普通砂锅不是磁性材料，该锅不能在电磁炉上使用，故错误；
．炉子内部有一个金属线圈，当电流通过线圈时会产生磁场，这是电流的磁效应；涡流使锅体及食物的温度升高，这是电流的热效应，故正确。
故选：。
【母题2】（真题来源：铜仁市）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡标有“”字样（灯丝电阻不受温度影响），滑动变阻器标有“”字样，电流表量程为，电压表量程为。闭合开关，保证各元件不损坏，下列选项正确的是　　 A．移动滑动变阻器滑片，小灯泡可能正常发光 B．电路中消耗的最大功率为 C．滑动变阻器两端电压变化范围为 D．当滑动变阻器滑片置于端时，滑动变阻器通电产生的热量为 【分析】由图知，滑动变阻器与串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中电流； （1）比较电压表的量程和小灯泡的额定电压小灯泡是否正常发光； （2）由计算灯泡正常工作电流，由算出小灯泡的电阻，根据电压表的量程算出通过小灯泡的最大电流，并与电流表的量程、通过滑动变阻器的电流以及小灯泡的额定电流相比，得出电路的的最大电流，由算出电路中消耗的最大功率； （3）当电压表示数为时，滑动变阻器两端的电压最大，当滑动变阻器滑片置于端时，滑动接入电路的电阻最大，由欧姆定律和串联电路电阻的规律算出电路中的最小电流和滑动变阻器两端的最大电压，进而判断出滑动变阻器两端电压变化范围； 根据算出当滑动变阻器滑片置于端时滑动变阻器通电产生的热量。 【解答】解：由图知，滑动变阻器与串联，电压表测灯泡两端的电压，电流表测电路中电流； 、移动滑动变阻器的滑片，由于电压表的量程为，所以小灯泡两端的最大电压为，小于小灯泡的额定电压，所以小灯泡不能正常发光，故错误； 、由可得灯光正常发光电流： ， 由知小灯泡的电阻为： ， 由于电压表的量程为，所以小灯泡两端的最大电压为， 通过小灯泡的最大电流为： ， 由于滑动变阻器允许通过的最大电流为，电流表的量程为， 所以电路中的最大电流为， 电路中消耗的最大功率为： ，故错误； 、当电压表示数为时，滑动变阻器两端的电压最大，由串联电路电压的规律知滑动变阻器两端的最小电压为： ； 当滑动变阻器滑片置于端时，滑动接入电路的电阻最大， 由和串联电路电阻的规律得电路中的最小电流为： ， 滑动变阻器两端的最大电压为： ，故滑动变阻器两端电压变化范围为，故正确； 此时滑动变阻器通电产生的热量为： ，故错误。 故选：。
1．（真题来源：荣昌区校级期中）如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关后，滑片从端移动到端的过程中，电压表示数与电流表示数的关系图象如图乙所示，下列判断正确的是　　
A．电源电压为
B．的阻值为
C．当滑片移至中点时，电路消耗的总功率为
D．当滑片在端时，通电后上产生的热量是
【分析】由图甲可知，闭合开关，两电阻串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑动变阻器接入电路中的电阻为0时，电路中的电流最大，电路为的简单电路；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、电压表的示数最大，由图象读出对应的电流和电压，根据欧姆定律求出滑动变阻器的最大阻值，根据串联电路的特点和欧姆定律表示出电源电压，利用电源电压不变得出等式即可求出的阻值，进一步求出电源的电压；
（2）当滑片移至中点时，根据算出电路消耗的总功率；
（3）当滑片在端时，滑动变阻器的电阻最大，电路中的电流最小，由算出通电后上产生的热量是。
【解答】解：由图甲可知，两电阻串联，电压表测两端的电压，电流表测电路中的电流。
（1）当滑片于端时，变阻器接入电路电阻为0，电路中的电流最大，由图乙可知，
由可得，电源电压：①
当滑片于端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小，由图乙可知最小电流，此时变阻器两端的电压，
则滑动变阻器的最大阻值：；
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以电源电压：②
因电源电压不变，由①②可得：，
解得：，电源电压：，故错误；
（2）当滑片移至中点时，电路消耗的总功率为：
，故正确；
（3）当滑片在端时，变阻器接入电路中的电阻最大，电路中的电流最小为，
通电后上产生的热量：
，故错误。
故选：。
2．（真题来源：香坊区校级月考）如图所示，已知电阻、，当开关闭合后，下列说法正确的是　　
A．通过与的电流之比为
B．与两端的电压之比为
C．与消耗的电功率之比为
D．相同时间内与产生的热量之比为
【分析】由电路图可知，两电阻串联，根据串联电路的电流特点可知通过它们的电流之比，利用欧姆定律变形公式求出两电阻两端的电压之比，根据求出两电阻消耗的电功率之比，根据求出相同时间内与产生的热量之比。
【解答】解：由电路图可知，两电阻串联，，
、因串联电路中各处的电流相等，所以，通过与的电流之比为，故错误；
、由可得，两电阻两端的电压之比为，故错误；
、由可得，与消耗的电功率之比为，故错误；
、根据可得，相同时间内与产生的热量之比为，故正确。
故选：。
3．（真题来源：岱岳区三模）如图所示电路中，电源电压恒定不变，，滑动变阻器的最大阻值为，小灯泡的额定电压为，电流表的量程。只闭合，且滑动变阻器连入电路的电阻为时，电流表的示数为。闭合、、，为保证电路安全（不考虑温度对灯丝电阻的影响）下列说法中　　
①灯丝电阻是
②滑动变阻器的阻值变化范围为
③电流表的示数变化范围为
④若只闭合且使小灯泡正常发光时，内滑动变阻器产生的热量为
A．只有①③④正确 B．只有②③④正确
C．只有①②④正确 D．只有①②③④正确
【分析】①只闭合时，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，根据串联电路特点和欧姆定律计算灯丝电阻；
②闭合、、，与并联，电流表测干路电流，电流表量程已知，根据并联电路特点和欧姆定律计算的阻值变化范围；
③根据并联电路特点和欧姆定律计算出变阻器连入阻值最大时电路中的最小电流，从而得到电流表的示数变化范围；
④只闭合且使小灯泡正常发光，由串联特点和欧姆定律计算出电路中电流，由计算内滑动变阻器产生的热量。
【解答】解：①由电路图知，只闭合时，灯泡与滑动变阻器串联，电流表测电路中电流，
由可得，电路的总电阻：，
由串联电路的电阻特点可得，灯丝电阻：
，故①正确；
②由电路图知，闭合、、时，与并联，电流表测干路电流，
为保证电路安全，干路电流最大为，此时变阻器连入电路的阻值最小，
由并联电路特点和欧姆定律可得，通过的电流：，
，
所以，
的阻值变化范围为，故②错误；
③当连入电路的阻值最大时，电路中电流最小，
，
电流表的示数变化范围为，故③正确；
④只闭合且使小灯泡正常发光，
滑动变阻器两端电压，
通过滑动变阻器的电流：，
内滑动变阻器产生的热量：，故④正确。
故选：。

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