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北师大版（2024）九年级全册13.3 电流的热效应
【题型1】电热的利用及防止
【典型例题】下列情况，属于防止电热产生危害的是（　　）
A.用电熨斗熨衣服
B.家电长时间停用，隔一段时间应通电一次
C.电脑机箱里装有小风扇
D.冬天用电取暖器取暖
【举一反三1】下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（　　）
A.用电饭锅煮饭
B.用电热孵化器孵小鸡
C.用微型风扇给电脑散热
D.用电熨斗熨衣服
【举一反三2】下列事例中，属于防止电流热效应产生危害而采取的措施是（　　）
A.用家用电饭锅煮米饭
B.电视机后盖上有很多小孔
C.用电热孵卵器孵小鸡
D.用电烙铁对电线进行焊接
【举一反三3】家用电器使用常识上介绍，电视机如果持续长时间工作要停机10～20min散热，如果长时间（如几十天）不用则每隔几天要通电10～20min驱潮。对于以上做法，下列分析正确的是（　　）
A.前者是利用电热，后者是防止电热
B.前者是防止电热，后者是利用电热
C.二者都是利用电热
D.二者都是防止电热
【举一反三4】在炎热的夏天，电视机连续使用较长时间后，要停一会儿；但如果长期停止使用，隔一段时间要通电一次．前者是为了　　　 ，后者是为了　　　　　 ．
【举一反三5】为防止　　　造成的危害，电视机的机壳上都装有散热窗．在家庭电路中，空气开关的作用是　　　　　 ．
【举一反三6】为防止　　　造成的危害，电视机的机壳上都装有散热窗．在家庭电路中，空气开关的作用是　　　　　 ．
【举一反三7】电暖气、电烙铁、电热毯等主要是　（选填“利用”或“防止”）电流热效应工作的；计算机内的小风扇主要是　（选填“利用”或“防止”）电流热效应带来的危害。
【题型2】焦耳定律及其应用
【典型例题】如图所示，电源电压保持不变，定值电阻。将滑片滑到滑动变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断错误的是（　　）
A.电路中的最小电流是0.5A
B.电源电压是9V
C.滑动变阻器的最大阻值是9Ω
D.移动滑片，在通电100s内产生的热量最多1350J
【举一反三1】在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示。通电后，观察U形管中液面高度的变化，则下列说法中正确的是（　　）
A.实验中用的电能属于一次能源
B.要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察乙、丙两个U形管中液面高度的变化
C.若甲中的电阻丝断了，不会影响乙和丙中的实验现象
D.通电一段时间后，将电能转化为电热最大的是乙
【举一反三2】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A.R1两端的电压与通过R1的电流成反比
B.电源电压为8V
C.当滑片P在b端时，通电10s，R1产生的热量为8J
D.滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变电阻大小的
【举一反三3】小明同学为了探究通电导体产生热量的影响因素，做了如图所示的实验。甲、乙两个相同的容器中密封着等量的空气，R1、R2、R3分别为阻值不变的电阻丝。
(1)实验中通过观察U形管中液面的　　 来体现导体产生热量的多少，这种研究问题的方法是　　 ；
(2)实验中电阻丝R3的作用是　　 ；
(3)通电一段时间后，通过对比观察可知，　　 （填“甲”或“乙”）容器中的电阻丝产生的热量多。由此可得出的结论是　　　　 ；
(4)若通过电阻丝R1的电流为2A，通电时间为20s时，电阻丝R2产生的热量为　　 J。
【举一反三4】如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝的阻值为20Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A。求：
(1)电阻的阻值；
(2)电源电压U：
(3)整个电路在1min内产生的热量。
【题型3】多档位用电器
【典型例题】电饭煲一般有加热和保温两个挡位，当、都闭合时，与并联，为加热挡，断开，电路中只有，为保温挡，下图所示电路图符合要求的是（　　）
A.
B.
C.
D.
【举一反三1】某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位，其原理如图所示，R1和R2为加热电阻，且，下列说法正确的是（ ）

A.当S接1时，R1和R2并联接入
B.当S接2时，电饭锅处于高温挡
C.电饭锅高温挡和保温挡的电功率之比为10∶1
D.若将电路中R1、R2位置对调，高温挡功率增大
【举一反三2】某款家用电水壶具有加热和保温两个挡位，其中加热挡功率为1000W，保温挡功率为100W。下列说法正确的是（　　）
A.电水壶外壳与零线连接
B.加热挡的工作电流为1A
C.保温时1小时消耗电能0.1度
D.加热挡电阻大于保温挡电阻
【举一反三3】如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开，电水壶处于　　 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电可使标有的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为　　 。电热水壶“保温”挡功率为，则　　 。
【举一反三4】如图甲所示的电饭锅，它的原理是当电流通过电阻丝会使其温度升高，这种现象叫作电流的　　　 效应。某型号电饭锅有加热和保温两挡，电路如图乙所示，则闭合开关S1、S2，电饭锅处于　　　 （选填“加热”或“保温”）挡。已知电源电压为 220 V，且保持不变，电阻丝R2的阻值为 2 156 Ω，若加热挡功率为 P1，保温挡功率为P2，且P1:P2=50:1，请你计算电热丝 R1的阻值为　　　 Ω。
【举一反三5】如图甲是一款电火锅，其工作电路图如图乙所示，额定电压为220V，R1是加热管，R2是阻值为24Ω的限流电阻，只有加热管释放的热才能被锅内物体吸收，电火锅有加热和保温两个挡，加热挡的功率为2420W，求：
(1)保温档时，电路的总功率；
(2)若该电火锅加热效率为80%，用该电火锅将2.3kg水从8℃加热至100℃最少用时7min，则实际电压为多少
【题型4】认识电流的热效应
【典型例题】疫情封控期间，保温箱有效地解决了隔离餐送餐过程中容易失温的问题，某品牌保温箱内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三档旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点. 这个保温箱的低温档为12W，则（　　）
A.开关S2接a时保温箱的电功率最大
B.该保温箱利用了电流的磁效应的原理
C.保温箱中温档和高温档功率分别为16W和24W
D.若选择低温档加热，送餐2小时，保温箱消耗的电能为24J
【举一反三1】如图所示是饭店里常用的一款干手器，其铭牌上标有“220V 1000W”的字样，它在工作时，电动机转动的同时还可以吹出热风，下列说法正确的是（　　）
A.干手器的额定功率越大，表示消耗电能越多
B.使用1min，就产生60000J的热量
C.在使用干手器时是电能转化为内能和机械能
D.干手器的电动机和电热丝一定是串联的
【举一反三2】家用电器极大的方便了我们的生活，下列用电器工作时利用了电流的热效应的是（　　）
A.电风扇
B.电熨斗
C.电冰箱
D.液晶电视机
【举一反三3】如图所示是饭店里常用的一款干手器，其铭牌上标有“220V 1000W”的字样，它在工作时，电动机转动的同时还可以吹出热风，下列说法正确的是（　　）
A.干手器的额定功率越大，表示消耗电能越多
B.使用1min，就产生60000J的热量
C.在使用干手器时是电能转化为内能和机械能
D.干手器的电动机和电热丝一定是串联的
【举一反三4】下列电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A.电视机
B.电暖气
C.电脑
D.计算器
【举一反三5】电流流过导体时会发热，产生的热量跟　　，跟　　，跟　　。
【举一反三6】电热水壶是利用电流的　　 效应工作的。某同学家要购买一只电热水壶，他发现某商场有容积相同、额定电压均为220V、额定功率分别为800W和1800W的两种电热水壶。家中给电热水壶供电插座的额定电流是5A，从安全用电的角度考虑，应选购　　 W的电热水壶。
【举一反三7】电热水壶是利用电流的　　 效应工作的。某同学家要购买一只电热水壶，他发现某商场有容积相同、额定电压均为220V、额定功率分别为800W和1800W的两种电热水壶。家中给电热水壶供电插座的额定电流是5A，从安全用电的角度考虑，应选购　　 W的电热水壶。
【举一反三8】图1是家用五挡可调功率的电热水龙头，将其接入家庭电路中单独使用，正常工作10min 时，电能表示数变化如图2甲、乙所示，此时电热水龙头的功率为　　W。 电热水龙头加热水的主要部件是加热板，加热板是利用电流的　　 效应工作的。

【题型5】探究影响电流热效应的因素
【典型例题】如图，这是探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验装置，两个透明容器密封着等量的空气。下列说法正确的是（　　）
A.通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小
B.该装置用U形管中液体热胀冷缩的程度来反映电热多少
C.该实验装置探究的是电流产生热量的多少与电阻大小的关系
D.将左侧容器中的电阻换成10Ω，可以探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
【举一反三1】如图所示是“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，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U的大。下列说法错误的是（　　）
A.U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B.通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C.右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D.通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
【举一反三2】如图所示，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有等质量的液体（液体未画出），电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中，温度计显示液体的温度，下列说法正确的是（　　）

A.若要探究电阻大小对电热的影响，可以在甲、乙瓶中都装入煤油，且R甲≠R乙
B.若要探究电阻大小对电热的影响，电流产生的热量可通过加热时间来反映
C.若要比较水和煤油的比热容大小，则应在甲、乙两瓶中分别装入水和煤油，且R甲≠R乙
D.若要比较水和煤油的比热容大小，两种液体吸收热量的多少可通过温度计示数的变化比较，温度升高多的液体吸收热量多
【举一反三3】如图所示，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有等质量的液体（液体未画出），电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中，温度计显示液体的温度，下列说法正确的是（　　）

A.若要探究电阻大小对电热的影响，可以在甲、乙瓶中都装入煤油，且R甲≠R乙
B.若要探究电阻大小对电热的影响，电流产生的热量可通过加热时间来反映
C.若要比较水和煤油的比热容大小，则应在甲、乙两瓶中分别装入水和煤油，且R甲≠R乙
D.若要比较水和煤油的比热容大小，两种液体吸收热量的多少可通过温度计示数的变化比较，温度升高多的液体吸收热量多
【举一反三4】如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（　　）
A.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系。
C.用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少
D.实验中U 形管中液面的高度差是由液体的热胀冷缩来反映的
【举一反三5】如图所示，这是探究“电流通过导体产生热量的多少与　　大小关系”的实验装置，将两电阻丝串联接入电路中是为了控制　　相同。
【举一反三6】探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关时，两个相同的透明容器中密封着质量相等的空气，用电阻丝R1、R2对容器中的空气进行加热，R1小于R2，如图所示。
（1）电阻丝产生热量的多少用U形管液面高低反映，这是应用了　　法；
（2）通电10s观察图中U形管中液面高度的变化不同，说明电流产生的热量与　　有关。
【举一反三7】如图在两个透明容器中密封着等量的空气，通过比较U形管中　　　 可以比较电热丝产生热量的多少，若电路中，闭合开关后与产生的热量与之比等于　　　 ，当滑动变阻器的滑片P移至最右端时，在内电流通过产生的热量是　　　　J。

【举一反三8】小京用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关。选择的器材有；两个相同的烧瓶，相同的温度计A和B，电压恒定且不可变的电源、开关、停表各一个，电阻丝R1、R2、R3且R1=R3>R2，实验用液体足量。
(1)该实验采用串联电路可以控制　　和通电时间相同；
(2)实验中两个瓶中液体应满足的条件是　　；
(3)闭合开关一段时间，同时观察A、B两支温度计，发现示数的变化量不相等，实验结论是：　　；
(4)如果还想探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，请你利用现有器材设计实验电路图，标明电阻符号，并说明除电流外还需要收集的证据是什么。
北师大版（2024）九年级全册13.3 电流的热效应（参考答案）
【题型1】电热的利用及防止
【典型例题】下列情况，属于防止电热产生危害的是（　　）
A.用电熨斗熨衣服
B.家电长时间停用，隔一段时间应通电一次
C.电脑机箱里装有小风扇
D.冬天用电取暖器取暖
【答案】C
【解析】用电熨斗熨衣服，属于应用电热的例子，可知A不符合题意；家用电器长时间停止使用，隔一段时间应通电一次，是应用电热来给电器驱潮，可知B不符合题意；电脑主机内装有散热风扇是为把各电器元件产生的热量及时散失掉，防止电热产生危害，可知C符合题意；冬天用电取暖器取暖，属于应用电热的例子，可知D不符合题意。
【举一反三1】下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（　　）
A.用电饭锅煮饭
B.用电热孵化器孵小鸡
C.用微型风扇给电脑散热
D.用电熨斗熨衣服
【答案】C
【解析】家里使用电饭锅煮饭，属于利用电流的热效应，可知A不符合题意；用电热孵化器孵小鸡是利用了电流的热效应，可知B不符合题意；电脑防热风扇是用于电脑散热，是防止电流的热效应对电脑产生危害，可知C符合题意；使用电熨斗熨衣服，属于利用电流的热效应，可知D不符合题意。
【举一反三2】下列事例中，属于防止电流热效应产生危害而采取的措施是（　　）
A.用家用电饭锅煮米饭
B.电视机后盖上有很多小孔
C.用电热孵卵器孵小鸡
D.用电烙铁对电线进行焊接
【答案】B
【解析】用家用电饭锅煮米饭、用电热孵卵器孵小鸡、用电烙铁对电线进行焊接，三个都是利用电流的热效应进行工作的，可知ACD不符合题意；电视机后盖上有很多小孔，是为了把各电器元件产生的热量及时散失掉，是为了防止电流热效应而采取的措施，可知B符合题意。
【举一反三3】家用电器使用常识上介绍，电视机如果持续长时间工作要停机10～20min散热，如果长时间（如几十天）不用则每隔几天要通电10～20min驱潮。对于以上做法，下列分析正确的是（　　）
A.前者是利用电热，后者是防止电热
B.前者是防止电热，后者是利用电热
C.二者都是利用电热
D.二者都是防止电热
【答案】B
【解析】电热有有利的一面，也有有害的一面。电视机如果持续长时间工作要停机10～20min散热，是为了防止电热产生危害；定期给家电通电驱潮，属于利用电热。可知ACD错误，B正确。
【举一反三4】在炎热的夏天，电视机连续使用较长时间后，要停一会儿；但如果长期停止使用，隔一段时间要通电一次．前者是为了　　　 ，后者是为了　　　　　 ．
【答案】散热　 利用电流热效应驱潮
【解析】电视机连续使用时间较长，会产生大量的热，停用一会是为了更好的散热；家用电器若长时间停用，应隔一段时间通用一次，这样做可以利用电热来驱潮．
【举一反三5】为防止　　　造成的危害，电视机的机壳上都装有散热窗．在家庭电路中，空气开关的作用是　　　　　 ．
【答案】电热　 电路超载时自动断开电路
【解析】电视机工作时会产生热量，为防止电热造成的危害，电视机的机壳上都装有散热窗；在家庭电路中，空气开关的作用是电路超载时自动断开电路．
【举一反三6】为防止　　　造成的危害，电视机的机壳上都装有散热窗．在家庭电路中，空气开关的作用是　　　　　 ．
【答案】电热　 电路超载时自动断开电路
【解析】电视机工作时会产生热量，为防止电热造成的危害，电视机的机壳上都装有散热窗；在家庭电路中，空气开关的作用是电路超载时自动断开电路．
【举一反三7】电暖气、电烙铁、电热毯等主要是　（选填“利用”或“防止”）电流热效应工作的；计算机内的小风扇主要是　（选填“利用”或“防止”）电流热效应带来的危害。
【答案】利用　 防止
【解析】[1]电暖气、电烙铁、电热毯等都是利用电流的热效应来工作，是把电能转化为内能。
[2]计算机在工作时产生的热量是有害的，计算机内的小风扇可以散失热量，防止电流热效应产生的热量带来的危害。
【题型2】焦耳定律及其应用
【典型例题】如图所示，电源电压保持不变，定值电阻。将滑片滑到滑动变阻器的b端时，闭合开关，电压表的读数为3V；将滑片滑到滑动变阻器的中点时，电压表的读数为4.5V。下列判断错误的是（　　）
A.电路中的最小电流是0.5A
B.电源电压是9V
C.滑动变阻器的最大阻值是9Ω
D.移动滑片，在通电100s内产生的热量最多1350J
【答案】C
【解析】A．电路中电流最小时，滑动变阻器滑片在b端，此时电流
可知A正确，不符合题意；
BC．当滑片移到滑动变阻器中点时，电路中电流
　 此时电源电压
同理，当滑片在b端时，电源电压 　可解得
可知B正确，不符合题意；C错误，符合题意；
D．当滑片在a端时，通过R0的电流最大，产生的热量最多，此时电流
100s内产生的热量
可知D正确，不符合题意。
【举一反三1】在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示。通电后，观察U形管中液面高度的变化，则下列说法中正确的是（　　）
A.实验中用的电能属于一次能源
B.要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察乙、丙两个U形管中液面高度的变化
C.若甲中的电阻丝断了，不会影响乙和丙中的实验现象
D.通电一段时间后，将电能转化为电热最大的是乙
【答案】D
【解析】可以从自然界直接获取的能源叫一次能源；不能从自然界直接获取，必须通过一次能源的消耗才能得到的能源叫二次能源，所以电能属于二次能源，可知A错误；要探究电流产生的热量与电阻的关系，需控制通过电阻（容器内）的电流相同；丙实验中两电阻并联，所以丙实验中通过电阻（容器内）的电流小于甲、乙实验中通过电阻的电流，则不能用甲丙或乙丙进行对比实验，可知B错误；甲、乙、丙电阻丝串联，若甲中的电阻丝断了，乙、丙中也不会有电流通过，所以乙和丙的实验不能正常进行，可知C错误；甲、乙、丙电阻丝串联，通过甲乙的电流和丙中两根电阻丝的总电流相等，容器内电阻最大的是乙，由可知，通电一段时间后，将电能转化为电热最大的是乙，可知D正确。
【举一反三2】如图甲所示的电路中，电源电压保持不变，闭合开关S后，滑片P从b端移动到a端的过程中，电压表示数U与电流表示数I的关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（　　）
A.R1两端的电压与通过R1的电流成反比
B.电源电压为8V
C.当滑片P在b端时，通电10s，R1产生的热量为8J
D.滑动变阻器是通过改变接入电路中电阻丝的横截面积来改变电阻大小的
【答案】C
【解析】A．由欧姆定律可知，当电阻一定时，通过导体的电流与其两端的电压成正比，即通过的电流与R1两端的电压成正比，可知A错误；
B．由图甲可知，R1、R2串联，电压表测R2两端电压，当滑片在b端时，R2接入电路的电阻最大，电路中总电阻最大，电流最小，为0.2A，根据串联分压原理，此时R2两端电压最大，为8V，当滑动变阻器滑片在a端时，只有R1接入电路，此时电路中电阻最小，电流最大，为0.6A，因电源电压不变，则
　①
　②
由①②可得
，
可知B错误；
C．当滑片P在b端时，R2接入电路的电阻最大，电路中总电阻最大，电流最小，为0.2A，通电10s，R1产生的热量为
可知C正确；
D．滑动变阻器在使用时，通过移动滑片改变接入电路中电阻丝的长度，从而改变电阻大小，可知D错误。
可知选C。
【举一反三3】小明同学为了探究通电导体产生热量的影响因素，做了如图所示的实验。甲、乙两个相同的容器中密封着等量的空气，R1、R2、R3分别为阻值不变的电阻丝。
(1)实验中通过观察U形管中液面的　　 来体现导体产生热量的多少，这种研究问题的方法是　　 ；
(2)实验中电阻丝R3的作用是　　 ；
(3)通电一段时间后，通过对比观察可知，　　 （填“甲”或“乙”）容器中的电阻丝产生的热量多。由此可得出的结论是　　　　 ；
(4)若通过电阻丝R1的电流为2A，通电时间为20s时，电阻丝R2产生的热量为　　 J。
【答案】(1)高度差　 转换法
(2)使通过电阻丝R1和R2的电流不相等
(3)甲　 当电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多
(4)200
【解析】（1）[1][2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法。
（2）由图可知，将电阻丝R3并联在R2的两端，则通过电阻丝R1和R2的电流不相等，可以用来探究电流大小对通电导体产生热量的影响。
（3）[1][2]由图可知，通过电阻丝R1的电流大于通过R2的电流，通电一段时间后，发现左侧U形管液面的高度差更大，则甲容器中的电阻丝产生的热量更多，说明当电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。
（4）由图可知，电阻丝R2和R3并联，且电阻值相等，所以通过电阻丝R2和R3的电流相等，同时，通过电阻丝R2和R3的电流之和等于通过电阻丝R1的电流大小，即
由可知，通电时间为20s时，电阻丝R2产生的热量
【举一反三4】如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝的阻值为20Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.2A。求：
(1)电阻的阻值；
(2)电源电压U：
(3)整个电路在1min内产生的热量。
【答案】(1)10Ω (2)6V (3)72J
【解析】（1）由题图可知，两电阻串联，电流表测的是电路电流，电压表测的是R2的两端电压。根据欧姆定律可得，电阻的阻值为
（2）根据欧姆定律可得，电源电压为
（3）整个电路在1min内产生的热量为
【题型3】多档位用电器
【典型例题】电饭煲一般有加热和保温两个挡位，当、都闭合时，与并联，为加热挡，断开，电路中只有，为保温挡，下图所示电路图符合要求的是（　　）
A.
B.
C.
D.
【答案】A
【解析】根据，电源电压不变时，总电阻越小，功率越大，档位就越高。
由电路图可知，当S1、S2都闭合时，R1与R2并联，电路的总电阻最小，总功率最大，电饭煲处于加热状态；断开S2后，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最大，总功率最小，电饭煲处于保温状态，可知A符合题意；由电路图可知，当S1、S2都闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电饭煲处于加热状态；断开S2后，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电饭煲处于保温状态，可知B不符合题意；由电路图可知，当S1、S2都闭合时，电路为R2的简单电路；断开S2后，电路仍为R2的简单电路，两种情况下电路的总功率相等，电饭锅的状态相同，可知C不符合题意；由电路图可知，当S1、S2都闭合时，电路为R1的简单电路，电路的总电阻最小，总功率最大，电饭煲处于加热状态；断开S2后，R1与R2串联，电路的总电阻最大，总功率最小，电饭煲处于保温状态，可知D不符合题意。
【举一反三1】某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位，其原理如图所示，R1和R2为加热电阻，且，下列说法正确的是（ ）

A.当S接1时，R1和R2并联接入
B.当S接2时，电饭锅处于高温挡
C.电饭锅高温挡和保温挡的电功率之比为10∶1
D.若将电路中R1、R2位置对调，高温挡功率增大
【答案】C
【解析】由图可知，当S接1时，加热电阻R1被短路，电路为R2的简单电路，可知A错误；
设电源电压为U，由可得，当S接1时，电路消耗的功率
当S接2时，R1和R2串联，此时电路消耗的电功率
比较可知，所以S接1时，电饭锅处于高温挡，当S接2时，电饭锅处于保温挡，可知B错误；电饭锅高温挡和保温挡的电功率之比为
因为 即则
可知C正确；
若将电路中R1、R2位置对调，开关接1时R1被短路，电路为R1的简单电路，此时为高温挡，则对调后高温挡消耗的功率
由题知，所以，即对调后高温挡功率减小，可知D错误。
【举一反三2】某款家用电水壶具有加热和保温两个挡位，其中加热挡功率为1000W，保温挡功率为100W。下列说法正确的是（　　）
A.电水壶外壳与零线连接
B.加热挡的工作电流为1A
C.保温时1小时消耗电能0.1度
D.加热挡电阻大于保温挡电阻
【答案】C
【解析】电水壶外壳是金属的，必须与地线连接，防止漏电引起触电事可知，可知A错误；
加热挡功率为1000W，根据P＝UI知，加热挡的工作电流
可知B错误；保温挡功率为100W，保温1小时消耗的电能 W＝P保温t＝0.1kW×1h＝0.1kW·h＝0.1度可知C正确；由可知，电压一定时，电功率大的电阻小，由于加热挡的电功率大，则加热挡电阻小于保温挡电阻，可知D错误。
【举一反三3】如图是某电热水壶内部电加热器原理电路，它有“加热”和“保温”两挡，开关S断开，电水壶处于　　 挡。已知该电热水壶处于“加热”挡，通电可使标有的电能表指示灯闪烁120次，则消耗的电能为　　 。电热水壶“保温”挡功率为，则　　 。
【答案】保温　 0.1　 435.6
【解析】[1]当开关S断开时，电阻R1、R2 串联，此时电路中的电阻较大，根据电功率公式，在电压U一定的情况下，电阻R越大，电功率P越小，所以电水壶处于“保温”挡。
[2]已知电能表指示灯闪烁120次，而电能表的参数为1200imp/(kW h)，这表示每消耗1kW h的电能，指示灯会闪烁1200次。因此，消耗的电能可以通过以下公式计算
[3]当电水壶处于“保温”挡时，R1 和R2 串联接入电路，此时的总功率为100W。根据得“保温”挡时电路的总电阻为
又因为当开关S闭合时，电水壶处于“加热”挡，此时只有R1 接入电路，且消耗的电能已知为0.1kW h，所以“加热”挡的功率为
由此可得R1 的阻值为
则R2的大小为
【举一反三4】如图甲所示的电饭锅，它的原理是当电流通过电阻丝会使其温度升高，这种现象叫作电流的　　　 效应。某型号电饭锅有加热和保温两挡，电路如图乙所示，则闭合开关S1、S2，电饭锅处于　　　 （选填“加热”或“保温”）挡。已知电源电压为 220 V，且保持不变，电阻丝R2的阻值为 2 156 Ω，若加热挡功率为 P1，保温挡功率为P2，且P1:P2=50:1，请你计算电热丝 R1的阻值为　　　 Ω。
【答案】热　 加热　 44
【解析】[1]电饭锅的原理是当电流通过电阻丝会使其温度升高，此过程中将电能转化为内能，这种现象叫作电流的热效应。
[2]由图乙所示，则闭合开关S1、S2，电阻丝R1独自工作，电路电阻最小，电路电功率最大，电饭锅处于加热挡；闭合开关S1、断开开关S2，电阻丝R1与R2串联，电路电阻最大，电路电功率最小，电饭锅处于保温挡。已知电源电压为 220 V，且保持不变，电阻丝R2的阻值为 2 156 Ω，若加热挡功率为 P1，保温挡功率为P2，由得
则
【举一反三5】如图甲是一款电火锅，其工作电路图如图乙所示，额定电压为220V，R1是加热管，R2是阻值为24Ω的限流电阻，只有加热管释放的热才能被锅内物体吸收，电火锅有加热和保温两个挡，加热挡的功率为2420W，求：
(1)保温档时，电路的总功率；
(2)若该电火锅加热效率为80%，用该电火锅将2.3kg水从8℃加热至100℃最少用时7min，则实际电压为多少
【答案】(1)1100W (2)226.2V
【解析】（1）R1的阻值
当开关S1闭合、S2断开时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由可知电路中的总功率最小，电火锅处于保温挡。根据串联电路的电阻特点，保温档时，电路的总电阻
此时电路中的总功率
（2）水吸收的热量
7min电火锅消耗的电能
实际功率为
实际电压为
【题型4】认识电流的热效应
【典型例题】疫情封控期间，保温箱有效地解决了隔离餐送餐过程中容易失温的问题，某品牌保温箱内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三档旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点. 这个保温箱的低温档为12W，则（　　）
A.开关S2接a时保温箱的电功率最大
B.该保温箱利用了电流的磁效应的原理
C.保温箱中温档和高温档功率分别为16W和24W
D.若选择低温档加热，送餐2小时，保温箱消耗的电能为24J
【答案】C
【解析】AC．由题知，两电阻丝规格相同，即
R1=R2=R
由可知，在U一定时，R越小，电功率越大；R越大，电功率越小；由图示电路图可知，S2接a时两电阻丝串联，电路电阻最大，电功率最小，保温箱处于低温挡， 当S2接c时，只有电阻丝R2接入电路，电路电阻最小，电路电功率最大，保温箱处于高温挡；当S2接b时，电阻丝R2与R1的右半部分接入电路，保温箱处于中温挡
所以保温箱的高温挡功率
保温箱的中温挡
可知A不符合题意，C符合题意；
B．保温箱利用了电流通过导体会放出热量的原理，即利用了电流的热效应，可知B不符合题意；
D．保温箱的低温挡为P低温=12W，t=2h=7200s，保温箱消耗的电能为
可知D不符合题意。
【举一反三1】如图所示是饭店里常用的一款干手器，其铭牌上标有“220V 1000W”的字样，它在工作时，电动机转动的同时还可以吹出热风，下列说法正确的是（　　）
A.干手器的额定功率越大，表示消耗电能越多
B.使用1min，就产生60000J的热量
C.在使用干手器时是电能转化为内能和机械能
D.干手器的电动机和电热丝一定是串联的
【答案】C
【解析】干手器的额定功率越大，但是工作时间大小不确定，则消耗电能的多少不确定，可知A错误；正常工作1min，消耗的电能为
而干手器是将电能转化为内能和机械能的，不可能全部转化为内能，所以不能产生60000J的热量，可知B错误，C正确；干手器的电动机和电热丝能够独立工作，互不影响，是并联的，可知D错误
【举一反三2】家用电器极大的方便了我们的生活，下列用电器工作时利用了电流的热效应的是（　　）
A.电风扇
B.电熨斗
C.电冰箱
D.液晶电视机
【答案】B
【解析】电风扇、电冰箱中的主要工作部分是电动机，将电能转化为机械能，可知AC不符合题意；电熨斗，利用电流的热效应工作，将电能转化为内能，可知B符合题意；电视机，利用电流处理信息，将部分电能转化为光能和声音，可知D不符合题意。
【举一反三3】如图所示是饭店里常用的一款干手器，其铭牌上标有“220V 1000W”的字样，它在工作时，电动机转动的同时还可以吹出热风，下列说法正确的是（　　）
A.干手器的额定功率越大，表示消耗电能越多
B.使用1min，就产生60000J的热量
C.在使用干手器时是电能转化为内能和机械能
D.干手器的电动机和电热丝一定是串联的
【答案】C
【解析】干手器的额定功率越大，但是工作时间大小不确定，则消耗电能的多少不确定，可知A错误；正常工作1min，消耗的电能为
而干手器是将电能转化为内能和机械能的，不可能全部转化为内能，所以不能产生60000J的热量，可知B错误，C正确；干手器的电动机和电热丝能够独立工作，互不影响，是并联的，可知D错误
【举一反三4】下列电器中，利用电流热效应工作的是（　　）
A.电视机
B.电暖气
C.电脑
D.计算器
【答案】B
【解析】利用电流热效应工作的用电器电能主要转化为内能。
电视机，利用电流处理信息，将电能转化为光能和声音，没有利用电流的热效应，可知A不符合题意；电暖气，工作时将电能转化为内能，利用了电流的热效应，可知B符合题意；电脑，利用电流处理信息，将电能转化为光能和声音，没有利用电流的热效应，可知C不符合题意；计算器，主要利用电流处理信息，没有利用电流的热效应，可知D不符合题意；
【举一反三5】电流流过导体时会发热，产生的热量跟　　，跟　　，跟　　。
【答案】电流的平方成正比　 导体的电阻成正比　 通电的时间成正比
【解析】[1][2][3]当电流通过导体时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。由焦耳定律知，电流流过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟导体的电阻成正比。
【举一反三6】电热水壶是利用电流的　　 效应工作的。某同学家要购买一只电热水壶，他发现某商场有容积相同、额定电压均为220V、额定功率分别为800W和1800W的两种电热水壶。家中给电热水壶供电插座的额定电流是5A，从安全用电的角度考虑，应选购　　 W的电热水壶。
【答案】热　 800
【解析】[1]电流具有热效应，电热水壶就是利用这个原理工作的。
[2]给电热水壶供电插座的额定电功率
从安全用电的角度考虑，应选购800W的电热水壶。
【举一反三7】电热水壶是利用电流的　　 效应工作的。某同学家要购买一只电热水壶，他发现某商场有容积相同、额定电压均为220V、额定功率分别为800W和1800W的两种电热水壶。家中给电热水壶供电插座的额定电流是5A，从安全用电的角度考虑，应选购　　 W的电热水壶。
【答案】热　 800
【解析】[1]电流具有热效应，电热水壶就是利用这个原理工作的。
[2]给电热水壶供电插座的额定电功率
从安全用电的角度考虑，应选购800W的电热水壶。
【举一反三8】图1是家用五挡可调功率的电热水龙头，将其接入家庭电路中单独使用，正常工作10min 时，电能表示数变化如图2甲、乙所示，此时电热水龙头的功率为　　W。 电热水龙头加热水的主要部件是加热板，加热板是利用电流的　　 效应工作的。

【答案】3000　 热
【解析】[1]电热水龙头的功率为
[2]电流通过电热板时，产生热量，可以用来对其它物体加热。这是电流的热效应。
【题型5】探究影响电流热效应的因素
【典型例题】如图，这是探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验装置，两个透明容器密封着等量的空气。下列说法正确的是（　　）
A.通电一段时间后，右边U形管内液面的高度差比左边小
B.该装置用U形管中液体热胀冷缩的程度来反映电热多少
C.该实验装置探究的是电流产生热量的多少与电阻大小的关系
D.将左侧容器中的电阻换成10Ω，可以探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系
【答案】A
【解析】左右两容器中的电阻相同，通电时间相同，左容器中电阻的电流大于乙容器中电阻的电流，由可知，左边容器中的电阻产生的热量多，可知A正确；电流产生的热量不能用眼睛直接观察，引起U形管中液面变化，是利用容器内气体的热胀冷缩来反映电阻放出热量的多少，可知B错误；右侧装置中两电阻并联后再与左侧电阻串联，使容器中电阻阻值相同，电流不同，是研究电流产生的热量与电流的关系，可知C错误；将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，且通过盒中电阻丝的电流也是不同的，没有控制电流相同，无法探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系，可知D错误。
【举一反三1】如图所示是“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，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U的大。下列说法错误的是（　　）
A.U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B.通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C.右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小
D.通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同
【答案】D
【解析】电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但是可以通过U形管液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法，可知A正确，不符合题意；根据串联电路中电流的规律可知，两个电阻串联在一起通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同，可知B正确，不符合题意；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大小相等，根据可知，当通电时间和通电电流相同时，电阻越大产生的热量就越多，U形管中液面高度差就越高，由图可知，左边U形管两液面的高度差比右边的大，所以可得右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小，可知C正确，不符合题意；两个容器中的通电电流和通电时间相同，电阻大小不同，由可知，电流通过两个电阻产生的热量不同，两个容器中空气吸收的热量不同，可知D错误，符合题意。
【举一反三2】如图所示，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有等质量的液体（液体未画出），电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中，温度计显示液体的温度，下列说法正确的是（　　）

A.若要探究电阻大小对电热的影响，可以在甲、乙瓶中都装入煤油，且R甲≠R乙
B.若要探究电阻大小对电热的影响，电流产生的热量可通过加热时间来反映
C.若要比较水和煤油的比热容大小，则应在甲、乙两瓶中分别装入水和煤油，且R甲≠R乙
D.若要比较水和煤油的比热容大小，两种液体吸收热量的多少可通过温度计示数的变化比较，温度升高多的液体吸收热量多
【答案】A
【解析】要探究电阻大小对电热的影响，由控制变量法，要控制通过电阻的电流和通电时间相同，只改变电阻的大小，电阻丝产生的热量不易直接观察，可通过温度计示数的变化来反映，所以在甲、乙两瓶中都装入煤油，且R甲≠R乙，可知A正确，B错误；比较水和煤油的比热容大小时，烧瓶内应分别装有质量相同的水和煤油，要使它们在相同的时间内吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。两电阻串联，通过两电阻丝的电流相等，通电时间也相同，为控制吸热相同，可知R甲=R乙，可知CD错误。
【举一反三3】如图所示，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有等质量的液体（液体未画出），电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中，温度计显示液体的温度，下列说法正确的是（　　）

A.若要探究电阻大小对电热的影响，可以在甲、乙瓶中都装入煤油，且R甲≠R乙
B.若要探究电阻大小对电热的影响，电流产生的热量可通过加热时间来反映
C.若要比较水和煤油的比热容大小，则应在甲、乙两瓶中分别装入水和煤油，且R甲≠R乙
D.若要比较水和煤油的比热容大小，两种液体吸收热量的多少可通过温度计示数的变化比较，温度升高多的液体吸收热量多
【答案】A
【解析】要探究电阻大小对电热的影响，由控制变量法，要控制通过电阻的电流和通电时间相同，只改变电阻的大小，电阻丝产生的热量不易直接观察，可通过温度计示数的变化来反映，所以在甲、乙两瓶中都装入煤油，且R甲≠R乙，可知A正确，B错误；比较水和煤油的比热容大小时，烧瓶内应分别装有质量相同的水和煤油，要使它们在相同的时间内吸收相同的热量，比较温度的变化，温度变化小的吸热能力强。两电阻串联，通过两电阻丝的电流相等，通电时间也相同，为控制吸热相同，可知R甲=R乙，可知CD错误。
【举一反三4】如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法正确的是（　　）
A.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大
B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系。
C.用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少
D.实验中U 形管中液面的高度差是由液体的热胀冷缩来反映的
【答案】C
【解析】两个电阻串联，通过两电阻的电流相等，通电时间相等，右边容器内的电阻大，由Q=I2Rt可知，右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快；因此通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差更大，可知A错误；图中两个电阻串联，通过两电阻的电流相等，通电时间相等，电阻大小不相等，探究电流产生的热量与电阻的关系，可知B错误；该实验装置是利用U形管中空气的热胀冷缩来反应产生热量的多少，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，可知C正确，D错误。
【举一反三5】如图所示，这是探究“电流通过导体产生热量的多少与　　大小关系”的实验装置，将两电阻丝串联接入电路中是为了控制　　相同。
【答案】电阻　 电流和通电时间
【解析】[1]由图可知，两个电阻阻值大小不同，而且串联在电路中，串联电路中电流处处相等，这是探究电流通过导体产生热量的多少与电阻大小关系。
[2]串联电路中电流处处相等，而且开关控制整个电路，将两阻值不同的电阻丝串联，这是为了控制电流和通电时间相同。
【举一反三6】探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关时，两个相同的透明容器中密封着质量相等的空气，用电阻丝R1、R2对容器中的空气进行加热，R1小于R2，如图所示。
（1）电阻丝产生热量的多少用U形管液面高低反映，这是应用了　　法；
（2）通电10s观察图中U形管中液面高度的变化不同，说明电流产生的热量与　　有关。
【答案】转换　 电阻
【解析】[1]两个相同的透明容器中密封着质量相等的空气，U形管与容器相连，密封空气受热会使U形管液面高度发生变化，则液面高低反映电阻丝产生热量的多少，应用了转换法。
[2]通电10s观察图中U形管中液面高度的变化不同，说明两个电阻产生的热量不同，通电时间、电流均相同，电阻不同，说明电流产生的热量与电阻有关。
【举一反三7】如图在两个透明容器中密封着等量的空气，通过比较U形管中　　　 可以比较电热丝产生热量的多少，若电路中，闭合开关后与产生的热量与之比等于　　　 ，当滑动变阻器的滑片P移至最右端时，在内电流通过产生的热量是　　　　J。

【答案】液面高度差　 1∶2　 48
【解析】[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验前，应使两个U形管中的液面高度相同，液体温度的变化可以通过液面高度差来反映。
[2]由图知，容器中两电阻丝、、滑动变阻器串联，由串联电路的电流特点和焦耳定律计算与产生的热量之比
[3]滑片P移至最右端时，、串联，由串联电路特点和欧姆定律可得，电路中电流
在内电流通过产生的热量
【举一反三8】小京用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关。选择的器材有；两个相同的烧瓶，相同的温度计A和B，电压恒定且不可变的电源、开关、停表各一个，电阻丝R1、R2、R3且R1=R3>R2，实验用液体足量。
(1)该实验采用串联电路可以控制　　和通电时间相同；
(2)实验中两个瓶中液体应满足的条件是　　；
(3)闭合开关一段时间，同时观察A、B两支温度计，发现示数的变化量不相等，实验结论是：　　；
(4)如果还想探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，请你利用现有器材设计实验电路图，标明电阻符号，并说明除电流外还需要收集的证据是什么。
【答案】(1)电流
(2)（初温）质量相同的同种液体
(3)电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关
(4)相同时间内R1和R3两瓶中温度计升高的温度
【解析】（1）该实验采用串联电路可以控制电流相同和通电时间相同。
（2）为了比较两个瓶中电阻放出热量的多少，需选择质量和初温相同的同种液体。
（3）闭合开关一段时间，两支温度计示数的变化量不相等，实验结论是：电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关。
（4）设计探究电流通过导体产生的热量与电流大小，需控制电阻大小相同和通电时间相同，改变电流大小，可知电路图如下：
除需要电流外，为了比较放出热量的多少还需要比较相同时间内R1和R3两瓶中温度计升高的温度。

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