资源简介

第一轮 基础过关
模块四 电 和 磁
第28讲 焦耳定律 电学综合
目 录
CONTENTS
01
课标考情
02
考点梳理
03
教材精练
04
疑难精讲
05
考点精练
06
省考新趋
课标考情
课程标准
1.通过实验，了解焦耳定律。
2.能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
近五年广东
中考考情
考 点
出现年份
题 型
分 值
探究影响电热大小的因素
2025
填空题
3分
2021
填空题
3分
电热功率和焦耳定律计算及应用
2025
计算题
7分
2024
填空题、计算题
7分
2023
计算题
6分
2022
计算题
6分
2021
综合能力题
6分
备考指导
电学的计算大题多以生活中的用电器为背景考查电功、电功率、热量等物理量的计算。小实验可以考查探究电流通过导体时产生的热量和哪些因素有关，并结合焦耳定律分析电热在生产生活中的应用等。
考点梳理
1. 电流的热效应：电流通过导体时，电能转化为内能的现象，叫做电流的__________。
2. 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟____________________成正比，跟导体的__________成正比，跟__________成正比。写成公式为__________。
电热焦耳定律
1
热效应
电流的二次方
电阻
通电时间
Q＝I2Rt
3. 焦耳定律的推导公式：__________与__________。焦耳定律的推导公式是将欧姆定律公式代入焦耳定律公式整理而成的，欧姆定律仅适用于__________________________________，所以焦耳定律的推导公式也只适用于电能全部转化为内能的电路。
Q＝ ????2 ????t
?
Q＝UIt
电能全部转化为内能的电路
4. 多挡位问题的计算：由Q= ????2 ????t可知，电压一定时，电热器的电阻越__________，电流通过电热器产生的热量越多；由Q=I2Rt可知，电流一定时，电热器的电阻越__________，电流通过电热器产生的热量越多。
?
小
大
教材精练
1. （RJ九全P124）通过某电阻丝的电流为2 A时，测得它的电阻是2 Ω,该电阻丝1 min 产生__________J的热量。
2. （RJ九全P124）一台额定功率是450 W的电饭锅，在额定电压下使用，1 min 产生_____________J的热量。
480
27 000
3. （RJ九全P124）在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来。有人把导线简单地拧在一起，这样会使得连接处电阻增大，导致连接处比别处容易发热，甚至引起火灾。这是为什么？
答：连接处与其两边导线串联，通过电流和通电时间相同，当连接处的电阻增大，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，产生的热量更多，所以更容易发热从而引起火灾。
4. （RJ九全P126）如图1-28-1是一种电热水壶工作电路的示意图，其中电阻为R1和R2的电阻器都是用来加热的，S1是总开关，S2是挡位开关。当S2接1时，电热水壶处于加热状态，电功率为1 100 W。 当S2接2时，电热水壶处于保温状态， 此时电阻为R1的电阻器的电功率为2.75 W。则电阻R1是________Ω，
开关S2接2时，电路中的电流是_________A，
电热水壶处于保温状态时的电功率_______W。
44
0.25
55
5. （YH九上P114）小明利用如图1-28-2所示的实验装置探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系。甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小，请完成下列填空。
(1)开关串联在电路中，便于控制甲、乙两
瓶中电阻的______________ 相同。
瓶中不装水而装煤油，主要是利用煤油的
__________ , 它在短时间温度变化明显，实验效果好。
通电时间
比热容小
(2)实验中，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是______________________________________________________
____________________________________________________________。
当通过电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热
量越多
疑难精讲
【例1】在“探究电流与电压的关系”实验中，小何同学根据得到的实验数据绘制了电阻R1和R2的I－U图像，如图1-28-3所示，下列说法正确的是（ ）
A. R1与R2的阻值之比是1∶2
B. R1与R2串联接在3 V的电源两端，R1的电功
率是0.9 W
C. R1与R2串联接在3 V的电源两端，通过R1与
R2的电流之比是2∶1
D. R1与R2并联接在3 V的电源两端，电路的总
电功率是2.7 W
D
电能和电功率有关图像的计算
疑难点1
突破指引：若两用电器是串联接入电路，则顺着电流的坐标轴，根据串联电路的电流处处相等，在图像中查找相应用电器的电压值，代入公式计算；若两用电器是并联接入电路，则顺着电压的坐标轴，根据并联电路各支路两端电压相同，在图像中查找相应用电器的电流值，再代入公式计算。
【变式1】小灯泡L和定值电阻R接在如图1-28-4甲所示的电路中，其两者的I－U关系图像如图1-28-4乙所示，下列说法正确的是( )
A. 图乙中曲线A表示电阻R的I－U关系图像
B. 当电源电压为4 V时，电流表示数为0.5 A
C. 当电源电压为4 V时，小灯泡L的实际功率为1.6 W
D. 如果将小灯泡L和电阻R串联
接在电压为10 V的电源两端，
电路的总功率为2 W
D
【例2】请完成下列有关电热的计算：
(1)一个阻值为10 Ω的定值电阻，通过2 A的电流时，1 min产生的热量是__________J。(使用公式Q＝I2Rt）
(2)一个阻值为5 Ω的定值电阻，接到2 V的电压上工作5 min，产生的热量是__________J。(使用公式Q＝U2Rt）
电热计算公式的运用
2 400
疑难点2
240
(3)一个定值电阻，接到3 V的电压上时通过它的电流是0.2 A，则10 min内该电阻产生的热量是__________J。(使用公式Q＝UIt）
(4)一个标有“220 V 800 W”的电热水器，正常工作5 min能产生________________J的热量。(使用公式Q＝Pt）
360
2.4×105
突破指引：(1)焦耳定律公式Q＝I2Rt适用于任何电路中通电导体由于电流的热效应所产生热量的计算。(2)Q＝UIt、Q＝ ????2???? ????和Q＝Pt等公式是由Q＝W和I＝ ???? ????推导而来的，因此只能应用在纯电阻电路(电能全部转化为内能)中求电热。
?
【变式2】小闽设计的车载可加热果蔬搅拌机工作电路图如图1-28-5。电源、电压恒定，电热丝R的阻值为4 Ω，电动机标有“12 V 24 W”字样。闭合开关S、S1，电动机正常工作。求：
(1)电源电压。
解：(1)由电路图知，闭合开关S、S1，电路为电动机的简单电路，
此时电动机正常工作，电动机两端的电压等于电动机的额定电压，所以电源电压U＝U额＝12 V。
(2)闭合开关S、S1，电动机1 min内消耗的电能。
(2)闭合开关S、S1时，电动机1 min内消耗的电能W＝Pt＝24 W×60 s＝1 440 J。
(3)闭合开关S、S2，通电100 s，电热丝R产生的热量。
(3)闭合开关S、S2时，电路为电热丝的简单电路，
则通电100 s电热丝R产生的热量Q＝W＝UIt＝ ????2 ????t′＝ (12 ????2) 4 ????×100 s＝3 600 J。
答：(略)
?
【例3】某品牌电烤箱在额定电压下，电功率从大到小有高挡、中挡和低挡。如图1-28-6为电烤箱在不同挡位工作时的电路图，R1、R2为发热电阻丝，且阻值R1>R2，则高挡、中挡和低挡对应的电路图分别是图_______、图________和图__________。(均填“甲”“乙”或“丙”)

丙
电加热器的挡位判断
疑难点3
乙
甲
突破指引：在家庭电路中提供的电压U＝220 V是一定的，因此选择公式P＝ ????2 ????来分析电加热器的挡位；当电压一定时，总功率与电路总电阻成反比，所以电路总电阻大的发热功率小，属于低温挡，总电阻小的发热功率大，属于高温挡。
?
【变式3】如图1-28-7甲所示为某电烤箱的内部简化电路，S1为自动控制开关，R1和R2均为电热丝，图1-28-7乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像。求：
(1)低温挡工作时的电功率。
解：(1)由图可知，闭合开关S，
只有R1的简单电路，电路中的电
阻较大，由P＝ ????2 ????可知，电功率较小，
处于低温挡；当S和S1闭合时，两个电阻并联，电路中的总电阻较小，由P＝ ????2 ????可知，电功率较大，处于高温挡；由P＝UI可知，电压不变，低温挡时，通过电路的电流较小；由图乙可知，低温挡时的电流是6 A，低温挡工作时的电功率P低＝UI低＝220 V×6 A＝1 320 W。
?
(2)电热丝R2的阻值。
(2)由图乙可知，低温挡时只有R1的简单电路，低温挡时的电流是6 A，通过R1的电流是6 A，高温挡时的总电流是10 A，高温挡两个电阻并联，由并联电路的特点可知，通过R1的电流不变，由并联电路电流的规律可知，通过R2的电流I2＝I－I1＝10 A－6 A＝4 A，电热丝R2＝ ???? ????2＝ 220 ???? 4 ????＝55 Ω。
?
(3)15 min内R1消耗的电能。
(3)15 min内R1消耗的电能W1＝UI1t＝220 V×6 A×15×60 s＝1.188×106 J＝0.33 kW·h。
答：(略)
考点精练
1. （2025北京）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电热水壶 B. 吸尘器
C. 电冰箱 D. 电视机
A
电热焦耳定律
1
2. （2025珠海一模）小明用如图1-28-8所示的装置探究电热和电阻大小的关系，他将学生电源电压调至6 V，通电1 min，下列说法正确的是（ ）
A. R1和R2并联连接
B. 通过R1的电流为1.2 A
C. R2两端的电压为2 V
D. R2产生的电热为96 J
D
3. （2025广东）如图1-28-9所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻R1、R2的电流__________（填“相等”或“不相等”）；观察U形管内液面高度差可知__________（填“R1”或“R2”）产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向_______（填“左”或“右”）滑动。
相等
R2
右
4. （2024广州三模）如图1-28-10是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。两个相同的透明容器中密封着等量的空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端，该实验中甲图所示的装置在通电一段时间后，_____（填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多，理由是_____________________________________________________
______________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________________；如果甲图通过1的电流为2 A，右侧容器b中电阻丝在10 s内产生的热量是__________J；
通过观察乙图中的实验现象，
可知__________（填“c”或“d”）
容器中电阻丝的阻值大。
a
甲图中，右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联，容器内两电阻大小相等，根据并联和串联电路电流的规律，通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流，而通电时间相同，根据Q＝I2Rt，该实验中甲图所示的装置在通电一段时间后，a容器中电流产生的热量较多
50
d
5. （2025山东）水中溶氧量是水产养殖的一项关键指标。小红利用溶解氧传感器设计了自动充氧装置，其中监测电路如图1-28-11所示，电源电压保持不变。溶解氧传感器的阻值随水中溶氧量的降低而减小。闭合开关，当溶氧量降低时（ ）
A. 电流表的示数变小
B. 电压表的示数变大
C. 电路的总功率变小
D. 滑动变阻器的功率变大
D
动态电路判断
2
6. （2025青海）“问天”兴趣小组设计的一种电子计重器的电路原理如图1-28-12所示，M、N均为金属板，N固定不动，电源电压保持不变。要求：当体重增大时，计重器的示数也增大。下列说法合理的是（ ）
A. 当计重器上物体质量越大时，滑动变阻
器接入电路中的阻值越小
B. 当计重器上物体质量越大时，电流表
的示数越大
C. 电压表示数的变化可间接反映体重的变化
D. 当计重器上物体质量越小时，电阻R0的功率越小
C
7. （2025山西）在创新实践活动中，小明和小亮为学校小花园的储水箱设计了一个水位监测装置，内部简化电路图如图1-28-13所示。电源电压一定，R0为定值电阻，R1为滑动变阻器，水位计由电压表改装而成。闭合开关S，水箱中水位上升时，连杆带动滑片P向上移动，下列分析正确的是（ ）
A. R1接入电路的电阻变大
B. 通过R0的电流变小
C. 电压表的示数变小
D. 电阻R0的功率变大
D
8. （2024古包头）许多汽车的后视镜配备了如图1-28-14甲所示的加热装置，该装置有“低温”除雾和“高温”除霜功能，保持镜面清晰，确保驾驶安全。其内部电路如图1-28-14乙所示，R1和R2为加热电阻。下列分析正确的是（ ）
A. 除雾状态，电路中只有R1工作
B. 除霜状态，电路中只有R2工作
C. 除雾状态，电路的总电流最大
D. 除霜状态，电路的总功率最
大电热与挡位
D
9. （2025成都）小彬想制作一款有“低温”“中温”“高温”三个挡位的电加热器，电路如图1-28-15所示。电源电压为24 V，S2为单刀多掷开关，R1是阻值为12 Ω的电热丝，R2为某种材料制成粗细均匀的电热丝，最大阻值为24 Ω，触点2为R2的中点位置。
当S1闭合，S2拨到触点3时，加热器处于
__________挡；加热器在“中温”
挡下工作1 min，电路消耗的总电能是
__________J。
大电热与挡位
3
高温
1 440
10. （2025苏州）如图1-28-16是一款电热水壶的电路简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。保温功率为88 W，R1阻值为44 Ω，加热时应将开关旋至__________（填“1”或“2”）位置，加热功率为__________W，R2阻值为__________Ω。

2
1 100
506
11. （2024肇庆二模）如图1-28-17甲为电热毛巾架，额定电压为220 V。该毛巾架通过智能系统能够实现高温、低温挡自动切换。图1-28-17乙所示为其内部电路原理图，R1和R2都为发热电阻丝；图1-28-17丙为该毛巾架在正常工作30 min内电流随时间变化的图像。求：
（1）高温挡的功率。
解：（1）由图丙可得，高温挡时的电流I1=1 A ，高温挡的功率P=UI1=220 V×1 A=220 W。
（2）发热电阻丝R2的电阻。
（2）高温挡工作时，只有R1连入电路，发热电阻丝R1的电阻R1= ???? ????1= 220 ???? 1 ????=220 Ω，
低温挡工作时，R1和R2串联，电流I2=0.25 A，电路的总电阻
R串= ???? ????= 220 ????0.25 ????=880 Ω，R2的阻值R2=R串－R1=880 Ω－220 Ω=660 Ω。
?
（3）毛巾架低温挡正常工作10 min产生的热量。

（3）毛巾架低温挡产生的热量Q=W=UIt=220 V×0.25 A×10×60 s=3.3×104 J。
答：（略）
省考新趋
如图1-28-18甲所示，是一款智能晾衣机，该晾衣机使用额定功率为10 W的LED照明灯。它带有“人体接近传感器”。夜间，当有人走近晾衣机时，它会自动开灯，当人离开后，照明灯会自动关闭。该晾衣机有风干（冷风）和烘干（热风）功能，风干的额定功率为20 W，烘干的额定功率为220 W。
跨学科实践：物理学与工程实践
（1）“人体接近传感器”在电路中相当于__________（填“电源”或“开关”）。
（2）一只这样的LED灯与一只“220 V 100 W”的白炽灯正常发光时亮度相当，1 kW·h的电能可供该LED灯正常发光__________h，与白炽灯相比，LED灯泡可以节能__________%。
开关
100
90
（3）如图1-28-18乙所示，是该晾衣机的部分工作电路图，R是发热电阻。当开关S接通3、4触点，晾衣机开启 __________功能，电阻R的阻值__________Ω。
烘干
242
谢 谢 !

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