焦耳定律典型題1、利民電器廠設計了一種具有高、中、低溫三檔的家用電火鍋，其發熱體電阻絲如圖5所示.

A、B、C為三個接線柱，B是電阻絲中點的接線柱.相信你一定能幫助該廠完成以下工作.

(1)說明各擋位的連接方法(文字表述)

低溫檔：將

接入電源；

中溫檔；將

接入電源；

高溫檔：將

接入電源上.

(2)如果低溫檔發熱功率為200W，那么：中溫檔發熱功率是

W；

高溫檔發熱功率是

W.

2、某加熱裝置的工作原理如圖所示，兩電阻絲的阻值相等，電源電壓不變，它有加熱和保溫兩個工作狀態。當開關S1接b，S2斷開時，它是處于狀態，此時電路功率為P1；當開關S1接a，S2閉合時，電路功率為P2，則P1∶P2＝。3、一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380V，線圈電阻為2，通過線圈的電流為10A，這臺電動機正常工作時，1s消耗的電能為___________J，產生的熱量為______________J。4、一個電熱水壺，銘牌部分參數如下：額定電壓220V，額定功率模糊不清，熱效率為90%。正常工作情況下燒開滿壺水需要5min，水吸收的熱量為118800J，此時熱水壺消耗的電能為________J，其額定功率為________W，電阻是________Ω。若實際電壓為198V，通過電熱水壺的電流是________A，1min內電熱水壺產生的熱量是________J。(假設電阻不隨溫度改變)5、小剛用如圖甲所示電路來探究電流與電壓的關系，閉合開關S，將滑動變阻器的滑片P從a端移至b端，電流表和電壓表的示數變化關系如圖乙所示，由圖像可得，定值電阻R1的阻值是

?．實驗時，電源電壓保持5V不變，當滑片P位于a端時，滑動變阻器消耗的電功率是＿＿＿W，此時，電阻R1在10min內產生的熱量為＿＿＿＿J．

二、計算題（每空？分，共？分）6、圖是某簡易電吹風工作原理的電路圖(R為電熱絲，M為電動機)，表3是該電吹風的銘牌。求：

(1)電吹風正常工作且吹熱風時，流過電熱絲的電流多大。(2)電熱絲R的阻值多大(電熱絲的阻值隨溫度變化不計)。7、如圖所示的電路中，電阻R1的阻值為10Ω，電源電壓不變。當開關S接1時，電壓表的示數為6V，電流表的示數為1A。求：（1）R2的阻值是多少？（2）當開關S接2時，電壓表的示數為多大？若通電1min，電阻R2產生的熱量是多少？

8、某電熱水壺的銘牌如下表所示。小菲研究有關資料后得知，在正常情況下用9min可燒開一壺20℃的水（在1標準大氣壓下）。一天她用這個熱水壺，燒開同樣的一壺水卻用了10min。問：（1）燒開這壺水需要吸收多少熱量？（2）當時的電壓是多少？（計算結果保留一位小數）（3）燒開同樣一壺水所用的時間不同的主要原因？符號R6R7R8R9規格220V

500W220V

600W220V

2200W110V

550W數量112317、兩電阻串聯在電路中，其R1=4Ω，R2=6Ω，電源電壓10V，那么在1min時間內電流通過各電阻產生的熱量是多少？總共產生了多少熱量？18、如圖16是某品牌家用電飯鍋的工作原理圖，已知R2的阻值為44Ω；單獨閉合開關S1時，電飯鍋處于保溫狀態，此時的保溫功率為40W。求：（1）R1阻值是多少？（2）同時閉合開關S1S2，電飯鍋工作1min消耗多少焦耳電能？19、（浙江5屆復賽）如圖電路，R1為定值電阻，阻值為10歐，電源電壓為7伏，且恒定不變，電阻R的阻值要隨兩端所加電壓的變化而變化，變化規律為R=4歐+。電路周圍環境溫度保持25℃不變，R散熱跟它環境溫度的關系是溫度每差1℃放熱4.5×10-2焦/（秒·℃），求（1）調節R2，使R1與R消耗的電功率相等，這時R的溫度是多少？（2）R2=0時，R上的電壓和電阻各為多少？20、電烙鐵使用前需要一定的預熱時間，因而若暫時不用也要接在電源上，這樣既費電又會造成烙鐵頭氧化而不易沾錫。所以，有時采用如圖8所示電路，在暫不需要焊接時，斷開S，使電烙鐵處于預熱狀態；當需焊接時，閉合S，就能很快達到焊接溫度。現用“220V25W”的電烙鐵，若燈炮在預熱狀態時的電阻為800歐，則預熱狀態下電烙鐵消耗的功率為多少瓦？整個電路消耗的功率是電烙鐵正常工作時的百分之幾？三、實驗,探究題21、（10·棗莊）為了探究電流產生的熱量跟什么因素有關，王軍設計了如下圖所示的家甲、乙兩種裝置，他將兩端阻值不同的電阻絲（R1<R2）分別密封在兩個完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實驗電源電壓不變。（1）在這個實驗中，電流產生的熱量多少是通過

體現出來的，像這種用能直接觀測的量來顯示不容易直接觀測的量的方法叫“轉換法”，這種方法在物理學研究中經常用到，請舉一例：

（2）甲裝置可探究電流產生的熱量與

的關系。（3）在裝置甲、乙的來兩次實驗中，通過比較相同時間里氣球B與D的變化情況可探究電流產生的熱量與

的關系。（4）在甲、乙兩裝置同時實驗，在相同的通電時間里，與氣球

（填氣球字母標號）相通的電阻絲產生熱量最多。（5）教材上的實驗裝置如圖丙所示（燒瓶與圖中的相同）。比較甲、乙和丙圖所示的兩種不同的實驗裝置，你認為較好的裝置是

，理由是：

22、小紅和小明分別用下圖所示的裝置，探究電流一定時，電流產生的熱量與電阻的關系。他們分別將兩段阻值不同的電阻絲（）密封在完全相同的燒瓶中，并通過短玻璃管與氣球相連。（設他們所用的各種同類器材性能相同）（1）在這個實驗中電流產生熱量的多少是通過什么現象體現出來的？________________________________。（2）他們同時開始進行實驗，在a、b、c、d四個氣球中，鼓起來最快的是

。（3）小紅和小明的實驗方案中有一個是錯誤的，是哪一個，為什么？________________________________。23、下面是小宇同學在實驗室中研究電流產生的熱量和哪些因素有關的實驗過程記錄，有不完整的地方，請你幫他填寫完整。（1）課題：研究電流產生的熱量與哪些因素有關裝置及原理。我們組的同學組裝了如圖29所示的實驗裝置，在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的電阻比乙瓶中的大。通電后電流通過電阻絲產生熱量使煤油的溫度升高，體積膨脹，煤油上升的高度越

。實驗過程：①接通電路一段時間，比較兩瓶中的煤油哪個上升得高，實驗結果是：

瓶中的煤油上升得高。這表明，串聯時的電阻越大，產生的熱量越

。②在兩玻璃管中的液柱降回原來的高度后，調節滑動變阻器，加大電流，重做上述實驗，通電時間與前次相同。在兩次實驗中，比較甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高。實驗結果：在第二次實驗中，瓶中煤油上升得較第一次的

。這表明，同一電阻，電流越大，電流產生的熱量越

。③實驗表明：通電時間越長，瓶中煤油上升得越高，電流產生的熱量越

。我們小組的同學一起對實驗現象進行歸納分析，找到了電流產生熱量的多少和

因素有關。（2）應用：有許多家用電器的工作原理即為焦耳定律，請舉兩個例子。24、用如圖所示的實驗裝置探究“電流通過導體產生的熱量與電阻的關系”。（1）實驗中通過觀察

來比較電流產生的熱量的多少。（2）為了在較短的時間內達到明顯的實驗效果，選用煤油而不是用水，主要是由于_____。（3）為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產生熱量的多少，甲乙兩瓶中要裝入

、

的同種液體。（4）為達到實驗目的，選用的兩電阻絲的阻值不能

。（5）實驗結論是

。（6）該實驗裝置還可以研究通電時間一定時導體產生的熱量與

的關系。你還需要的操作是____________________

25、如圖7是“探究電流通過導體產生的熱量與導體電阻的關系”的實驗裝置，R1和R2兩電阻絲浸在質量和初溫相同的煤油中，每一燒瓶里各插入一支溫度計。請回答下列問題：(1)你認為在選取電阻絲時，R1和R2的阻值應

（填“相等”、不相等“”）；(2)合上開關，經過一段時間，兩電阻絲產生熱量的多少是通過

反映出來的；

(3)圖中兩電阻絲是

聯的，采用這種連接方式的目的是

。26、你肯定見過，風扇通電后的轉速是由慢逐漸變快的．那么你猜在這個過程中，通過風扇內電動機的電流會不會變化呢？如果轉動中的風扇因為受到阻礙而停止，通過風扇內電動機的電流又會如何變化?會帶來什么后果呢？讓我們做一個簡單的實驗吧．如圖，把一個玩具電動機、一個小燈泡和電池串聯起來．接通電路后，電動機便開始由慢到快轉動起來．這時

我們會發現，剛通電時，電動機轉速還較慢，燈泡最亮．而隨著電動機轉速變快，燈泡則逐漸變暗了．并且當電動機轉得最快時，燈泡也最暗．怎么樣，你一定覺得很新奇有趣吧？那么現在讓我們一起來動動腦筋，請你根據上述現象分析回答下列問題：(1)在圖示的電路中，如果用手指捏住玩具電動機的轉軸使其轉動變慢最后完全停下來，燈泡的亮度將____________，通過電動機的電流將

_____________．（填“變大”、“變小”或“不變”）(2)家用電風扇的主要部分就是電動機．如果轉動中的電風扇受到外物阻礙，（如有衣服被吸到扇頁上）而無法轉動，可能會導致火災的發生．請你簡要分析其中的原因．27、為了探究“電流產生的熱量與電流、電阻的關系”，小麗實驗小組采用了如圖所示的實驗裝置，裝有煤油的甲、乙兩燒瓶中分別有阻值不等的電阻絲

R1和R2

，已知

R1<R2

。（1）使用如圖所示實驗裝置，可研究

的關系。（2）在相同通電時間內，兩燒瓶中煤油溫度上升較高的是

（“甲”或“乙”）瓶。由此可知，在通電時間相同，

。（3）上述實驗方法是研究物理問題的常用的方法，下面研究方法中與此相同的是

。A．在研究物體受到幾個力作用時，引入了合力的概念。B．在研究磁場時，用磁感線來形象地描述磁場。C．在研究電流與電壓的關系時，必須保持電阻一定。四、選擇題28、將一臺“220V100W”的電風扇，一個“220V100W”的充電器，一把“220V100W”的電烙鐵，分別接到達220V的電源上，在相同的時間內，電流通過它們產生的熱量最多的是（）A．電烙鐵B．充電器C．電風扇D．一樣多29、有兩根阻值分別為的電阻絲，分別采用下圖所示的四種方法接在同一電源上后，相同時間內產生的熱量最大的是30、一個電爐接在220V的電路上時用10min可以燒開一壺水，若該接在110V的電路上（忽略散熱等因素影響），燒開這壺水需要的時間為（

）A．10min

B．20min

C．30min

D．40min31、兩個電熱器的電阻之比是3:2，把它們串聯在電路中使用，在相同時間內它們放出的熱量之比是:

A.3:2;

B.2:3;

C.9:4;

D.4:9.32、用一根電阻絲R1燒一壺開水，需要的時間是t，如果R1串聯或并聯另一個電阻R2，則燒開水的時間將會(

)

A．串聯時間大于t，并聯時間小于t

B．串聯時間小于t，并聯時間大于t

C．串、并聯時，燒開水的時間都大于t

D．串、并聯時，燒開水的時間都小于t33、關于電流通過導體時產生的熱量，以下說法正確的是（）A．根據Q＝I2Rt可知，電阻越大，相同時間內產生的熱量越多B．根據可知，電阻越大，相同時間內產生的熱量越少C．根據Q＝UIt可知，相同時間內，電流產生的熱量與電阻無關D．根據Q＝I2Rt可知，在電流一定時，電阻越大，相同時間內產生的熱量越多34、

兩個電阻器的電阻之比為5：4，把它們并聯在電路中使用，在相同時間內它們放出的熱量之比是

A．5：4B．4：5C．25：16D．16：2535、要使電熱器在單位時間產生的熱量減少一半,應該

〔

〕A.讓它兩端的電壓減少一半

B.使它的電阻減少一半C.讓通過它的電流減少一半

D.使它的電阻和兩端電壓同時減少一半36、有一標有“220V或110V500W”的電爐，它對應的電爐絲連線圖如圖所示。其中B為電熱絲AC的中點抽頭，下列說法中不正確的是（

）A．將AB端與220V電源相連，功率為250WB．將AC端與220V電源相連，功率500WC．將AC連在一起作為一個接線端，再將它和B端與110V電源相連，功率為500WD．將AC端與110V電源相連，功率為250W37、均標有“220V750W”字樣的電飯煲、空調、探照燈、電動機，它們都正常工作1h，產生的熱量最多的是(

)

A．電飯煲

B．空調

C．探照燈

D．電動機38、用粗細均勻的電熱絲加熱燒水，通電10min可燒開一壺水，若將電熱絲對折起來使用，電源電壓不變，則燒開同樣一壺水的時間是:A．2.5min;

B．5min;

C．20min;

D．30minA.39、下列情況中不屬于防止電熱危害的是（

）A．電視機的后蓋有許多孔B．電腦機箱內有小風扇C．電動機外殼有許多散熱片D．家電長時間停用，隔一段時間應通電一次40、兩根粗細相同、長短不同的錳銅線,接在同一個電路中,則

A.

并聯連接時，在相同的時間內，長的錳銅線產生的熱量多

B.

并聯連接時，在相同的時間內，長的錳銅線產生的熱量少

C.

串聯連接時，在相同的時間內，長的錳銅線產生的熱量多

D.

串聯連接時，在相同的時間內，長的錳銅線產生的熱量少參考答案一、填空題1、說明各擋位的連接方法(文字表述)

低溫檔：將A、C直接接入電源.

中溫檔：將A、B或B、C接入電源.高溫檔：將A、C連接在一起后，A與B接入電源上.

(2)中溫檔發熱功率是400W.高溫檔發熱功率是800W.2、保溫

1∶4

3、

3800、2004、1.32×105

440

110

1.8

213845、10、0.4、60二、計算題6、7、（1）I1===0.6A···············································································（1分）

I2=I－I1=1A－0.6A=0.4A··································································（1分）R2===15Ω········································································（1分）

（2）當開關S接2時，電阻R1被短路，電壓表的示數為零·····················（1分）Q=t=×60s=144J·····························································（2分）8、9、

(1)不能，因為當鍋內溫度達到80℃時，S2自動斷開，電飯鍋進入保溫狀態。(2)因為在一個標準大氣壓下，水的沸點是100℃，達不到103℃，所以S1不會自動斷開。

(3)48.4Ω

(4)90.9W10、解析：R=0.3Ω，U=12V，I=0.5A，t=5min=300s

電流做功：W=UIt=12V×0.5A×300s=1800J

產生的熱量：Q=I2Rt=(0.5)2×0.3Ω×300s=22.5J11、（1）1100W（2）44Ω（3）220V12、考點：電功與熱量的綜合計算；電路的動態分析；焦耳定律。專題：應用題；簡答題。分析：（1）已知額定電壓和額定功率根據公式可求電阻．（2）當電熱毯處于低溫檔時，電路總電阻最大，開關斷開．（3）已知電壓、電流、通電時間根據公式W=UIt可求消耗的電能．電阻R0產生的熱量根據Q=I2Rt可求．解答：解：（1）發熱電阻絲R0的阻值：答：發熱電阻絲R0的阻值為1210Ω．（2）開關S處于斷開狀態時，電熱毯處于低溫檔．因為電路中總電阻大，通過R0的電流小，根據焦耳定律Q=I2Rt，R0在一定時間內產生的熱量就少．（其他說法只要合理均給分）（3）電熱毯消耗的電能：W=UIt=220V×0.1A×60s=1320J，電阻R0產生的熱量：Q=I2R0t=（0.1A）2×1210Ω×60s=726J答：電熱毯消耗的電能和電阻R0產生的熱量分別為1320J和726J．點評：本題考查已知額定電壓和額定功率求電阻，還有消耗的電能，以及電阻產生熱量問題．13、解：①由表得電吹風正常工作時，電熱絲的功率為：

…………由得

…………②由得

③電吹風正常工作

又電熱絲消耗電能全部轉化成熱能

④由得

14、4分

P2=I2R2=250W

15、（1）44歐

（2）1.8×105J、90.9%

（3）7.5×105J16、（1）如圖所示

（2）方案一：

R3=U2/P3=(220V)2/220W=220Ω同理R4=55Ω

R3、R4串聯后:加熱時：P串=U2/(R3+R4)=(220V)2/(220Ω+55Ω)=176W＜1100W保溫時：P′串=U2/(R3+R4+R2)=(220V)2/(220Ω+55Ω+506Ω)≈62.0W<88W兩項都不合題意要求,方案一不可行。方案二：

R1=U2/P1=(220V)2/1100W=44Ω，同理R5=88Ω。兩根電熱絲R5并聯后總電阻值是44Ω，能替代R1，加熱時功率為1100W;保溫時功率為88W。正常工作時,兩項都合要求。但是，當其中一根電熱絲燒壞時，電路仍可以工作。加熱時：R5正常工作，P=550W＜1100W保溫時：P′′=U2/(R2+R5)=(220V)2/(506Ω+88Ω)≈81.5W＜88W斷了一根電熱絲后，兩項都不合要求，而且不能及時發現加以排除。可見方案二不是最佳的。

（3）設計如下：將兩根“110V550W”電熱絲R9串聯替代R1。理由：一個電熱絲的電阻值為R9R9=U2/P=（110V）2/550W=22Ω兩根電熱絲串聯后總阻值是44Ω，接在220V電壓下能正常工作，能完全等效替代R1，符合題意要求。

其它設計，只要符合題意要求均給分。17、解析：R1=4Ω，R2=6Ω，U=10V，t=1min=60s

電路中電流

電流在R1上產生熱量：Q1=I2R1t=(1A)2×Ω×60s=240J

電流在R2上產生熱量：Q2=I2R2t=(1A)2×6Ω×60s=3