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第十五章　电功和电热
第30讲　电流的热效应　焦耳定律
第一部分　教材整合过关
01
知识体系构建
02
考点分类突破
03
知能达标训练
目
录
1. 电流的热效应
（1） 定义：电流通过导体时 能转化成 能的现象。
（2） 影响因素：电流越大、电阻越大、通电时间越长，导体产生的热
量就越多。
（3） 利用和防止：利用电流的热效应——电热器；防止电流的热效应
带来的损害——散热。
电　
内　
2. 焦耳定律
（1） 内容：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。
（2） 公式：Q＝ 。公式中电流I的单位是A，电阻R的单位是
Ω，通电时间t的单位是s，热量Q的单位是J。
电流的平方　
电阻　
通电时间　
I2Rt　
（3） 公式Q＝I2Rt是电流产生热效应的计算公式，W＝UIt是电流做功的
计算公式，如果电流做功时，只有热效应，则两公式是等效的；如果电
流做功时，同时有其他能量转化，像电动机工作时，电能既转化为内
能，也转化为机械能，则Q＝I2Rt只是转化为电热的部分，W＝UIt则是
总的电功。只有对纯电阻电路才有W＝Q，在非纯电阻电路中Q＜W。
（4） 推导式：对于纯电阻电路，有Q＝W＝Pt＝UIt＝t。
考点一　电流的热效应
例1（2025 淮安模拟）电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应
用，下列是我们常见的家用电器，其中主要利用电流的热效应工作的是
（　B　）
B
A. 电视机 B. 电饭锅 C. 电冰箱 D. 电风扇
A. 电流产生的热量与哪些因素有关
B. 电流产生的热量与电阻大小有什么关系
C. 电流产生的热量与电流大小和电阻大小有什么关系
D. 电流产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间有什么关系
例2（2025 泰州模拟）小明听电工说，连接照明灯一般用1.5mm2的电
线，连接大功率空调要用4mm2的电线，进户线则要用10mm2的电线，
若电线规格选择不当，容易起火，如图所示是三种电线的外形。据此他
提出以下四个问题，其中最有探究价值且易于探究的科学问题是
（　B　）
B
例2图
例3 用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素，三个相同的烧瓶内
均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油中，其中R1＝R3
＝6Ω、R2＝3Ω。闭合开关前，记录下煤油的初温度t0；接通电源，同时
闭合开关S1、S2，记录下电流I，通电相同时间，记录下煤油的末温度
t，结果如表所示。
例3图
序　号 电　阻 电流I/A 初温度t0/℃ 末温度t/℃
① R1 1.0 20 30
② R2 1.0 20 24
③ R3 1.5 20 44
（1） R1、R2所在烧瓶中的煤油升温所吸收的热量之比为 。
（2） 比较①③可知，当导体的 和通电时间相同时，
越大，产生的热量越多；比较 （填序号）可知，导体产生的热
量与电阻有关。
（3） 若要探究导体产生的热量与通电时间的关系，应进行的操作
是 。
5∶2　
电阻　
电流　
①②　
只闭合开关S2，改变通电时间，观察温度计示数的变化量　
考点二　焦耳定律
例4 电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相
连的导线却不怎么热，由焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是
（　D　）
D
A. 通过电炉丝的电流比导线的电流小得多
B. 通过电炉丝的电流比导线的电流大得多
C. 电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D. 电炉丝的电阻比导线的电阻大得多
例5 将规格均为“220V　200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙
铁分别接入家庭电路中，通电相同时间，下列说法中（　B　）
B
① 电烙铁产生的热量最多。
② 三个用电器产生的热量一样多。
③ 电烙铁消耗的电能最多。
④ 三个用电器消耗的电能一样多。
A. 只有①②正确 B. 只有①④正确
C. 只有②③正确 D. 只有③④正确
例6 如图所示为超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为5V，
电热丝R的阻值为1Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流
的 效应实现高温封口，3s内产生的热量为 J。若使用时总
把塑料袋烫坏，则可以 （增大/减小）电热丝的阻值。
例6图
热　
75　
增大　
例7（2025 常州模拟）电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化
的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以
热量的形式散失掉。现有一台电动机，当它两端加220V电压时，通过线
圈的电流为50A。
（1） 求每分钟该电动机消耗的电能。
解：（1） 每分钟该电动机消耗的电能W＝UIt＝220V×50A×60s＝6.6×105J
（2） 若该电动机线圈电阻是0.4Ω，求该电动机的线圈每分钟产生
的热量。
解：（2） 电动机的线圈每分钟产生的热量Q＝I2Rt＝（50A）2
×0.4Ω×60s＝6×104J
（3） 求这台电动机每分钟所做的机械功。
解：（3） 这台电动机每分钟所做的机械功W机械＝W－Q＝6.6×105J－
6×104J＝6×105J
（4） 求这台电动机的效率。（结果精确到0.1％）
解：（4） 这台电动机的效率η＝×100％＝×100％≈90.9％
考点三　多挡位电热器电路的计算
例8（2025 南通）如图为某家用电热器的简化电路图，R1、R2是电热
丝，R1＝110Ω，虚线框内是温控开关，能在低温挡和高温挡间自动切
换。当触点“1”与“2”接通时，处于低温挡；当触点“1”与
“2”“3”同时接通时，处于高温挡。高温挡功率是低温挡功率的3
倍。求：
例8图
（1） 低温挡时，R1中通过的电流及10s内放出的热量。
解：（1） 当触点“1”与“2”接通时，处于低温挡，由图可知，此时只有R1工作，则低温挡时，R1中通过的电流I1＝＝＝2A；10s内R1放出的热量Q＝W＝UI1t＝220V×2A×10s＝4400J
解：（2） 电热器低温挡功率P低＝UI1＝220V×2A＝
440W，当触点“1”与“2”“3”同时接通时，处于
高温挡，由图可知，R1、R2并联；根据题意可知，电
热器高温挡功率P高＝3P低＝3×440W＝1320W，则高
温挡工作时，R2的电功率P2＝P高－P低＝1320W－
440W＝880W
（2） 高温挡时，电阻R2的功率。
1. （2025 苏州）如图甲，两个相同的容器中分别装有液体a、b，液体a
的质量大于b的质量。用两个电热丝分别对液体a、b加热，电热丝R1的
阻值大于R2的阻值，工作电压相同，且电热丝产生的热量均被液体吸
收，液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是
（　B　）
B
第1题
A. a、b为同种物质
B. a的比热容小于b的比热容
C. 相同时间内a、b吸收的热量相等
D. R1的电功率大于R2的电功率
1
2
2. （2025 盐城模拟）图甲是某电热束腰带实物，它有高温、中温
和低温三个挡位，图乙是其内部简化电路，R1、R2、R3为加热电
阻，R1＝1100Ω，通过旋转开关可实现挡位切换，电源电压恒为
220V。当旋转开关转至bc时，电路中电流为0.1A。高温挡的功率为
低温挡功率的3倍。求：
第2题
1
2
（1） 低温挡的电功率。
解：（1） 由电路图知，旋转开关转至bc时，R1、R2串联，电路的电阻
最大，电源电压一定，由P＝知，此时电路的电功率最小，处于低温
挡位，低温挡的电功率P＝UI低温＝220V×0.1A＝22W
1
2
（2） 中温挡工作时，电路中电流。
解：（2） 低温挡时，由串联电路特点和欧姆定律可得：U1＝I低温R1＝
0.1A×1100Ω＝110V，U2＝U－U1＝220V－110V＝110V，R2＝＝
＝1100Ω，当旋转开关转至cd时，只有R2工作，处于中温挡位，此
时电路中电流I2＝＝＝0.2A
1
2
（3） R3阻值。
解：（3） 旋转开关转至de时，R2、R3并联，处于高温挡位，R2的功率
P2＝UI2＝220V×0.2A＝44W，由题意可得，高温挡功率P高温＝3P＝
3×22W＝66W，R3的功率P3＝P高温－P2＝66W－44W＝22W，由P＝
可得，R3阻值R3＝＝＝2200Ω
1
2

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