3.6電能（2）學習目錄學習目錄目錄模塊一知識網絡 1模塊二知識掌握 2知識點一、電流的熱效應 2知識點二、焦耳定律、電熱器 4知識點三、電動機 6【鞏固提高】 8知識重點知識重點模塊一知識網絡模塊二知識掌握知識點一、電流的熱效應電流通過導體時電能轉化成熱能的現象叫做電流的熱效應。根據電功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示電流通過導體時產生熱能的快慢。這個公式表明：實驗：探究電熱與哪些因素有關？(如圖)(1)在電流相同的條件下，電能轉化成熱能的功率與導體的電阻成正比；(2)在導體電阻相同的條件下，電能轉化成熱能的功率與電流的平方成正比。在純電阻電路中，電能全部轉化為熱能，由于導體產生的熱量Q與電路消耗的電能W相等，因此計算電熱的功率可用如下導出公式P＝eq\f(W,t)，P＝UI，P＝eq\f(U2,R)。（2022秋?臨海市期中）將規格都是“220V100W”的一臺電風扇、一臺電視機和一只電飯煲正常工作相同時間，下列說法正確的是（）A．三個用電器產生的熱量一樣多 B．電風扇產生的熱量最多 C．電視機產生的熱量最多 D．三者消耗的電能相等（2022?永嘉縣模擬）小樂認為電流通過導體時產生的熱量可能與通過導體的電流、導體電阻和通電時間有關。她用如圖所示實驗裝置進行探究，接入的三根電阻絲規格相同（阻值為5Ω）；兩個相同的空氣盒各自連接一個相同的U形管，兩U形管裝有同種液體并封閉等量的空氣，且兩U形管內的各液面相平。則該實驗（）A．通電后能觀察到管②中的液面比管①中的液面升得更快 B．可探究導體產生的熱量與導體電阻的關系 C．無法探究導體產生的熱量與通電時間的關系 D．運用了控制變量法和轉換法（2021秋?西湖區期末）小金用如圖所示電路研究電流產生的熱量與哪些因素有關，他將電熱絲R1、R2涂上一種紅色溫變油墨，當溫度達到80℃時，該油墨會變成無色，以下選項錯誤的是（）A．通電后油墨升溫變色是由于電流的熱效應 B．R1、R2應選擇同種材料制成的阻值不同的電阻 C．若要使變色時間提前，應將滑動變阻器滑片P往右移 D．該實驗可研究電流產生的熱量與通電時間的關系（2020秋?拱墅區期末）如圖，2只相同的燒瓶，瓶塞上各插入1支溫度計，瓶內裝有電阻絲，電阻絲的阻值分別為R1、R2；在2只燒瓶中裝入煤油或水，兩電阻絲接入相應電路，無法完成的實驗是（）A．探究Q與I、R、t的關系時，燒瓶中裝入等質量的煤油，若R1＜R2且串聯，探究電熱與電阻大小的關系 B．探究Q與I、R、t的關系時，燒瓶中裝入等質量的煤油，若R1＜R2且并聯，探究電熱與電流大小的關系 C．燒瓶中分別裝入等質量的水和煤油，若R1＝R2且串聯，比較水和煤油的吸熱能力 D．燒瓶中分別裝入等質量的水和煤油，若R1＝R2且串聯，粗略測量煤油的比熱容（2022?鄞州區模擬）小寧同學在學習電流通過導體產生的熱的多少跟哪些因素有關時，設計了如圖所示的實驗裝置，2只平底燒瓶內裝有某種液體，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙，下列有關該實驗的說法正確的是（）①平底燒瓶內裝有某種液體，該液體可以選擇食鹽溶液②為了使實驗現象更加明顯，玻璃管內徑可以再小一些③本實驗運用了控制變量法和轉換法④通過此實驗研究可以得出導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比⑤在研究電阻大小因素時，實驗裝置的電路設計成串聯電路只是為了控制電流大小相等A．②③ B．①⑤ C．②④ D．①④⑤知識點二、焦耳定律、電熱器(1)電流通過導體時產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：Q＝I2Rt。(2)電熱器是利用電流的熱效應制成的加熱設備。發熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。其優點：①清潔衛生，②熱效率高，③方便調控，缺點是非加熱用電器工作時也產生熱量。(3)常見電熱器類型串聯式高溫檔P1=低溫檔P2=并聯式高溫檔P1=低溫檔P2=（2022秋?舟山期末）小芳猜想電流產生的熱量與電阻大小有關，下列能支持她猜想的現象是（）A．接線板上接入的用電器越多，導線越容易發熱 B．正常工作時，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮 C．電熨斗工作時發熱明顯，而與之相連的導線卻不怎么熱 D．電熱水壺加熱水時，水沸騰前，加熱時間越長，溫度越高（2022秋?鎮海區期末）小科想要利用風扇、發熱電阻等元件，制作一個有低溫擋和高溫擋的暖風機。他設計了發熱部分的兩種電路，分別如圖甲、乙所示。下列說法錯誤的是（）A．圖甲中，當開關S閉合、S1斷開時，此時處于低溫擋工作狀態 B．圖甲中，當開關S閉合、S1閉合時，此時處于高溫擋工作狀態 C．圖乙中，若電源電壓為24伏，要實現電阻R3的發熱電功率為120瓦，則R3阻值為5歐 D．圖乙中，暖風機高溫擋總功率為200瓦，在高溫擋工作1分鐘，暖風機消耗電能1.2×104焦（2022秋?拱墅區期末）生活中導線與插座連接時，有人會將直導線的裸露端直接插入接線孔，但更好的接法是先將導線裸露端折成“U形”再插入，如圖所示。這種“U形形”接法可以增大連接處的接觸面積，使連接處的電阻更（選填“大”或“小”），當電流、通電時間一定時，根據（用公式表示）的原理，連接處產生的熱量少，從而保證溫度不會過高，這樣會更安全。（2022秋?慈溪市校級期末）圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻值為60Ω，電源電壓保持不變。滑動變阻器R2的滑片P從最右端滑到最左端的過程中，得到R2的電功率與通過它的電流的關系，如圖乙所示。在此過程中滑動變阻器R2的最大功率為W。當滑片P在最左端時，1min內電流通過R1產生的熱量為J。（2022秋?樂清市校級期末）如圖甲是非接觸式紅外線測溫槍，它是通過接收人體輻射的紅外線來顯示被測人的體溫。當人體溫度超過設定值時測溫槍報警，持續時間3秒。（1）圖乙是它的工作原理圖，R是滑動變阻器，R0是熱敏電阻，當人體溫度升高時，電壓表示數將變小。則其所用的熱敏電阻阻值隨溫度變化的特點是圖丙中的曲線。（2）若熱敏電阻R0在檢測到體溫達到37.5℃的人體而報警時，其阻值為100Ω，報警電壓為2V，電源電壓恒為5V，則圖乙電路中滑動變阻器R在報警過程中產生的熱量為焦。知識點三、電動機電吹風機和電熨斗通電時都會發熱，哪種電器可以認為將電能全部轉化成內(熱)能？電吹風機：電能轉化成內能和機械能(由于有電動機的存在)電熨斗：電能全部轉化成內能能量轉化功能計算電熱器電能→內能∵Q=W∵W＝UIt又根據歐姆定律U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R電動機電能→內能+機械能∵W＝UItW=Q+W機∴UIt=I2Rt+W機∴U>IR所以歐姆定律在電動機的計算中不適用，切記！（2021秋?江干區校級期中）電風扇工作時，電能轉化為葉片轉動的機械能和線圈發熱、摩擦等產生的內能按如圖所示連接好電路，閉合開關，葉片轉動，移動變阻器滑片至某一位置時，葉片剛好不轉動，讀出此時電壓表和電流表的示數分別為U0、I0。移動變阻器滑片，使電壓表示數為額定電壓U，讀出此時電流表的示數為I，電風扇正常工作。若忽略摩擦，只考慮線圈發熱損耗，則下列說法正確的是（）A．電風扇正常運轉時，電動機的發熱功率P熱＝U0I0 B．電風扇的電動機將電能轉化為機械能效率η=UI?C．電風扇正常工作時的電動機內阻為r=UD．電風扇正常工作時的電功率P＝UI（2021?杭州一模）如圖所示是某型號的爆米花機的電路圖，閉合開關S時，R加熱，電動機攪拌，開始制作爆米花；爆米花機的銘牌如表所示。[c玉米＝1.2×103J/（kg?℃）]額定電壓220V加熱功率200W電動機功率44W（1）電路中R的阻值是多少？（2）將200g、20℃的玉米加熱到320℃成為爆米花時，求玉米粒需要吸收的熱量；（3）電阻R發熱，把200g、20℃的玉米粒加熱成為爆米花，需要用時10min，求R的加熱效率。（2022秋?鎮海區期末）如圖是小科研究電動機轉動是否對小燈泡的亮度有影響的電路圖。小科先抓住轉軸（防止電動機轉動），合上開關，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉軸讓電動機轉動，繼續觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈泡的電阻為R，電動機線圈電阻為r，電源電壓為U）。請你回答：（1）電動機未轉動時，t時間內電流在電路中產生的熱量為（用符號表達）。（2）電動機轉動時，電路中電流做的功電路中產生的熱量（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）電動機轉動后小燈泡的亮度會變（填“暗”或“亮”）。【鞏固提高】（2020秋?永嘉縣期末）下列用電器中，主要利用電流的熱效應工作的是（）A．收音機 B．電風扇 C．電飯鍋 D．電視機（2020秋?婺城區期末）如果熱熔膠槍（一種電熱器）和電風扇上都標有“220V，45W”的字樣，它們都在額定電壓下工作相同的時間，以下科學量大小不相同的是（）A．用電器消耗的電能 B．用電器產生的熱量 C．通過用電器的電流 D．用電器的實際功率（2021秋?寧海縣校級月考）將規格都是“220V、150W”的一臺電風扇、一臺電視機和一把電烙鐵分別接入家庭電路中，通電時間相同，下列說法正確的是（）A．電烙鐵產生的熱量最多 B．電風扇產生的熱量最多 C．電視機產生的熱量最多 D．三個用電器產生的熱量一樣多（2020秋?拱墅區校級期末）如圖是探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。下列說法正確的是（）A．該實驗裝置是為了探究電流產生的熱量與電阻的關系 B．將右邊并聯的兩根5Ω的電阻絲都放入到容器內，就可以探究電流產生的熱量與電阻的關系C．將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，就可以探究電流產生的熱量與電阻的關系 D．該實驗裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少（2021秋?西湖區校級月考）如圖是探究“影響電流熱效應因素”的實驗裝置，將R1、R2兩電阻絲密封在兩只完全相同的燒瓶內，且R1＞R2，瓶內裝入等質量的煤油，下列說法錯誤的是（）A．燒瓶內選用比熱容較小的液體，可以使實驗現象更明顯 B．若在該裝置中串聯一個滑動變阻器，就可以探究電流通過電阻絲產生的熱量與電流大小的關系 C．實驗中通過溫度計示數的變化來比較電阻絲產生熱量的多少 D．若要比較水和煤油的比熱容大小，不僅需要將其中一個燒瓶內的煤油換成等質量的水，還需使燒瓶內兩個電阻的阻值不相同（2022秋?余姚市校級月考）甲、乙兩個電熱器的電阻之比為5：4，通電相同時間產生的熱量之比為5：1，則通過甲、乙的電流之比為（）A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2（2020秋?柯橋區期末）如圖所示，當開關閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數是10V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法正確的是（）A．電壓表V1的示數為10V B．電路消耗的總功率是6W C．通電1分鐘電流通過電動機產生的熱量是240J D．通電1分鐘電動機產生的機械能是300J（2021?蒼南縣模擬）如圖電路，電源電壓為12伏且保持不變，閉合開關S，當滑片P置于變阻器的中點時，電壓表的示數為4伏：當滑片P置于變阻器的b端時，電壓表的示數變化了2伏，在10秒內定值電阻R1產生的熱量為36焦，則下列結果正確的是（）A．電路中的最大電流為1安 B．電路消耗的最小電功率為9.6瓦 C．R1先后兩次消耗的電功率之比為16：9 D．滑片P在中點時，10秒內滑動變阻器R做功為60焦（2021秋?余姚市月考）把一個標有“10V3W”的小燈泡和定值電阻R串聯后接在電壓為12V的電源上（如圖所示），小燈泡恰能正常工作。該電路工作10s定值電阻產生的熱量是（）A．6J B．30J C．36J D．60J（2022春?鄞州區校級期末）如圖所示電路，閉合開關，標有“6V4.8W”的小燈泡正常發光，電動機線圈的電阻為1Ω，通過線圈的電流為0.5A。則干路電流為A，2min內電動機產生的熱量是J。（2022春?上城區月考）甲、乙兩只電爐標有“220V500W”和“220V1000W”字樣，把它們串聯在220V的電路中，在相同時間內產生熱量較多的是（選填“甲”或“乙”），將它們并聯在220V電路中，在相同時間內產生熱量較多的是（選填“甲”或“乙”）。（2022?婺城區一模）隨著生活條件的改善，人們更加重視家居環境的美化，如圖甲是帶有水溫調節功能的家庭水族箱，其工作原理如圖乙所示，R1為阻值可調的電熱絲，R2為阻值400Ω的定值電熱絲，開關S2為單刀雙擲開關，不考慮溫度對電阻的影響。請分析回答：（1）當開關S1閉合，S2接（填“a”或“b”）時，電路處于保溫狀態。（2）當電路處于加熱狀態時，通電10分鐘消耗的電能是多少焦？（3）當電路處于保溫狀態時，若電路消耗的功率P＝48.4W，則電熱絲R1連入電路的阻值應為多少？（2022秋?西湖區校級期中）幾千年來中國的廚藝最講究的就是“火候”二字。現在市場上流行如圖甲所示的新型電飯鍋，采用“聰明火”技術，電腦智能控溫、控壓，智能化控制食物在不同時間段的溫度，以得到最佳的口感和營養，其簡化電路如圖乙所示R1和R2均為電熱絲，S1是自動控制開關。把電飯鍋接入220V的電路中，在電飯鍋工作的30min內，電路中總電流隨時間變化的圖象如圖丙所示。（1）電飯鍋的最大電功率；（2）電熱絲R2的阻值；（3）30min內電飯鍋產生的熱量。（2021秋?湖州期末）近年來生活節奏越來越快，用手機的低頭族也越來越多，頸部熱敷儀（如圖甲）也逐漸風靡起來。學校項目化小組的同學想探究它的工作原理，查看說明書后發現：該熱敷儀由6伏電源供電，電路圖如圖乙，發熱部分由R1和R2組成，調溫的低、中、高三擋通過三個開關來控制（調節每個溫度擋時只閉合其中的一個開關），當電壓一定時，電路中電流越大，溫度越高。已知R1為6歐，R2為4歐。（1）當（填開關狀態）時，熱敷儀處于低溫擋。（2）當S1閉合，S2，S3斷開時，熱敷儀處于高溫擋，此時電路中的電流為。（3）當熱敷儀處于中溫擋時，持續工作8分鐘，產生的熱量為多少？（2022秋?西湖區校級期中）一種新型石墨烯電熱桌墊在冬天很受歡迎（如圖甲）。西溪中學綜合實踐活動小組的同學探究了它的原理。小組同學根據所學知識，討論認為：兩個電阻如需得到高、低兩擋調溫，則可能有圖乙、丙兩種電路。該電熱桌墊由8伏電源供電，發熱部分由R1和R2組成，已知兩圖中R1均為6歐，R2均為2歐。（1）按如圖乙電路，當S1閉合、S2斷開時電熱桌墊處于擋（填“低溫”或“高溫”）。（2）圖乙中該電熱桌墊消耗的最大功率是多少瓦？（3）圖乙中當電熱桌墊處于低溫擋時，求10分鐘內產生的熱量是多少焦？（不考慮溫度的變化對電阻的影響）

3.6電能（2）學習目錄學習目錄目錄模塊一知識網絡 1模塊二知識掌握 2知識點一、電流的熱效應 2知識點二、焦耳定律、電熱器 6知識點三、電動機 10【鞏固提高】 13知識重點知識重點模塊一知識網絡模塊二知識掌握知識點一、電流的熱效應電流通過導體時電能轉化成熱能的現象叫做電流的熱效應。根據電功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示電流通過導體時產生熱能的快慢。這個公式表明：實驗：探究電熱與哪些因素有關？(如圖)(1)在電流相同的條件下，電能轉化成熱能的功率與導體的電阻成正比；(2)在導體電阻相同的條件下，電能轉化成熱能的功率與電流的平方成正比。在純電阻電路中，電能全部轉化為熱能，由于導體產生的熱量Q與電路消耗的電能W相等，因此計算電熱的功率可用如下導出公式P＝eq\f(W,t)，P＝UI，P＝eq\f(U2,R)。（2022秋?臨海市期中）將規格都是“220V100W”的一臺電風扇、一臺電視機和一只電飯煲正常工作相同時間，下列說法正確的是（）A．三個用電器產生的熱量一樣多 B．電風扇產生的熱量最多 C．電視機產生的熱量最多 D．三者消耗的電能相等【解答】解：由于三個用電器都正常工作，則三個用電器的實際功率：P＝P額＝100W；根據W＝Pt可知，三個用電器消耗的電能相同；因為電視機將一部分電能轉化為光能，電風扇中的電動機將電能大部分轉化機械能，電飯煲將電能全部轉化為內能，所以產生熱量最多的是電飯煲，故ABC錯誤，D正確。故選：D。（2022?永嘉縣模擬）小樂認為電流通過導體時產生的熱量可能與通過導體的電流、導體電阻和通電時間有關。她用如圖所示實驗裝置進行探究，接入的三根電阻絲規格相同（阻值為5Ω）；兩個相同的空氣盒各自連接一個相同的U形管，兩U形管裝有同種液體并封閉等量的空氣，且兩U形管內的各液面相平。則該實驗（）A．通電后能觀察到管②中的液面比管①中的液面升得更快 B．可探究導體產生的熱量與導體電阻的關系 C．無法探究導體產生的熱量與通電時間的關系 D．運用了控制變量法和轉換法【解答】解：AB、右側容器中的5Ω電阻與容器外等值的電阻并聯后與左側5Ω的電阻絲串聯，根據并聯電路電壓的規律和歐姆定律，通過B容器中的5Ω電阻與容器外等值的電阻的電流相等，根據并聯電路的電流規律可知通過B容器中電阻絲的電流為通過A容器中電阻絲的電流的一半，兩容器中電阻絲的通電時間相同，根據控制變量法可知探究的是電流通過導體產生的熱量多少與電流大小的關系，故B錯誤；根據焦耳定律Q＝I2Rt可知通電后左側電阻產生的熱量大于右側電阻產生的熱量，所以能觀察到管①中的液面比管②中的液面升得更快，故A錯誤；C、控制通過左側電阻的電流不變，改變通電時間，比較U形管液面的高度差，可探究導體產生的熱量與通電時間的關系，故C錯誤；D、容器中電熱絲產生的熱量多少是通過與容器相連的U形管液面的高度差來反應的，用到了轉換法；電流通過導體產生的熱量與導體的電阻、通過導體的電流和通電時間有關，研究某個因素時需控制其它因素不變，所以用到了控制變量法，故D正確。故選：D。（2021秋?西湖區期末）小金用如圖所示電路研究電流產生的熱量與哪些因素有關，他將電熱絲R1、R2涂上一種紅色溫變油墨，當溫度達到80℃時，該油墨會變成無色，以下選項錯誤的是（）A．通電后油墨升溫變色是由于電流的熱效應 B．R1、R2應選擇同種材料制成的阻值不同的電阻 C．若要使變色時間提前，應將滑動變阻器滑片P往右移 D．該實驗可研究電流產生的熱量與通電時間的關系【解答】解：A、油墨升溫變色是由于化學效應，故A錯誤；BD、實驗裝置中，兩電阻串聯，甲乙電流和通電時間相同，電阻不同，該實驗可研究電流產生的熱量與電阻的關系，故B正確，D錯誤；C、將滑動變阻器滑片P向左移動，會使電路中電流變小，根據Q＝I2Rt，產生熱量變慢，使變色時間延遲，故C錯誤。故選：ACD。（2020秋?拱墅區期末）如圖，2只相同的燒瓶，瓶塞上各插入1支溫度計，瓶內裝有電阻絲，電阻絲的阻值分別為R1、R2；在2只燒瓶中裝入煤油或水，兩電阻絲接入相應電路，無法完成的實驗是（）A．探究Q與I、R、t的關系時，燒瓶中裝入等質量的煤油，若R1＜R2且串聯，探究電熱與電阻大小的關系 B．探究Q與I、R、t的關系時，燒瓶中裝入等質量的煤油，若R1＜R2且并聯，探究電熱與電流大小的關系 C．燒瓶中分別裝入等質量的水和煤油，若R1＝R2且串聯，比較水和煤油的吸熱能力 D．燒瓶中分別裝入等質量的水和煤油，若R1＝R2且串聯，粗略測量煤油的比熱容【解答】解：A、要探究“電流通過導體產生的熱量與電阻大小的關系”，應控制電流相同、通電時間相同、液體的質量、種類相同，而電阻的大小不同，所以當燒瓶中裝入等質量的煤油，若R1＜R2且串聯時，可以探究電熱與電阻大小的關系，故A可以完成；B、要探究“電流通過導體產生的熱量與電流大小的關系”，應控制電阻相同、通電時間相同、液體種類和質量相同，而電流的大小不同，所以當燒瓶中裝入等質量的煤油，若R1＜R2且并聯，不能探究電熱與電流大小的關系，故B無法完成；C、在探究水和煤油的吸熱能力時，采用的是控制變量法，需要控制水和煤油的質量和初溫相同，實驗中需要將阻值相同的兩電阻絲串聯，這樣保證電熱絲在相同時間內放出的熱量相同，通過比較升高的溫度來比較水和煤油的吸熱能力，故C可以完成；D、若R1＝R2且串聯，兩電阻的電流和電阻相同，根據Q＝I2Rt知在相同時間內電流產生的熱量相同，可以讓相同質量的水和食用油吸收相同的熱量，則能粗略測量食用油的比熱容，故D可以完成。故選：B。（2022?鄞州區模擬）小寧同學在學習電流通過導體產生的熱的多少跟哪些因素有關時，設計了如圖所示的實驗裝置，2只平底燒瓶內裝有某種液體，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內各裝1根阻值不同的電阻絲R甲和R乙，下列有關該實驗的說法正確的是（）①平底燒瓶內裝有某種液體，該液體可以選擇食鹽溶液②為了使實驗現象更加明顯，玻璃管內徑可以再小一些③本實驗運用了控制變量法和轉換法④通過此實驗研究可以得出導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比⑤在研究電阻大小因素時，實驗裝置的電路設計成串聯電路只是為了控制電流大小相等A．②③ B．①⑤ C．②④ D．①④⑤【解答】解：（1）借助某些物體的特性來研究看不到或不易觀察到物質，形象直觀，稱為轉換法，電流此時的熱量無法直接觀察，通過觀察玻璃管內液體高度的變化來反映，為了使實驗現象更加明顯，玻璃管內徑可以再小一些，電流通過導體產生的熱的多少跟電阻、電流、通電時間有關，實驗采用控制變量法，故②③正確；（2）平底燒瓶內裝的液體應該是絕緣體，食鹽溶液是導體，煤油是絕緣體，實驗平底燒瓶內裝的液體應該是煤油，故①錯誤；由圖可知，兩電阻絲串聯，則兩燒瓶中電流相同，通電時間相同，乙瓶中電阻較大，產生熱量越多，乙瓶中的溫度計示數升高的快；（3）實驗裝置的電路設計成串聯電路是為了控制電流大小和通電時間相等，故⑤錯誤；（4）利用玻璃管內液柱的高度無法準確計算液體吸收的熱量，所以此實驗不能得出導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比，故④錯誤。故選：A。知識點二、焦耳定律、電熱器(1)電流通過導體時產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：Q＝I2Rt。(2)電熱器是利用電流的熱效應制成的加熱設備。發熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。其優點：①清潔衛生，②熱效率高，③方便調控，缺點是非加熱用電器工作時也產生熱量。(3)常見電熱器類型串聯式高溫檔P1=低溫檔P2=并聯式高溫檔P1=低溫檔P2=（2022秋?舟山期末）小芳猜想電流產生的熱量與電阻大小有關，下列能支持她猜想的現象是（）A．接線板上接入的用電器越多，導線越容易發熱 B．正常工作時，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮 C．電熨斗工作時發熱明顯，而與之相連的導線卻不怎么熱 D．電熱水壺加熱水時，水沸騰前，加熱時間越長，溫度越高【解答】解：電流通過導體產生的熱量與通過的電流、導體的電阻和通電時間有關，研究與其中一個因素的關系時，要控制另外兩個因素不變。A．接線板上接入的用電器越多，總功率越大，根據I=PB．正常工作時，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮，兩燈的實際功率分別為54W和6W，根據P＝UI有I=PC．電熨斗與導線串聯，此時通過電熨斗和導線的電流及通電時間相同，而電熨斗的電阻遠大于導線的電阻，工作時電熨斗發熱明顯，故C符合題意；D．電熱水壺加熱水時，水沸騰前，加熱時間越長，溫度越高，說明電流產生的熱量與時間長短有關，故D不符合題意。故選：C。（2022秋?鎮海區期末）小科想要利用風扇、發熱電阻等元件，制作一個有低溫擋和高溫擋的暖風機。他設計了發熱部分的兩種電路，分別如圖甲、乙所示。下列說法錯誤的是（）A．圖甲中，當開關S閉合、S1斷開時，此時處于低溫擋工作狀態 B．圖甲中，當開關S閉合、S1閉合時，此時處于高溫擋工作狀態 C．圖乙中，若電源電壓為24伏，要實現電阻R3的發熱電功率為120瓦，則R3阻值為5歐 D．圖乙中，暖風機高溫擋總功率為200瓦，在高溫擋工作1分鐘，暖風機消耗電能1.2×104焦【解答】解：AB\甲方案中，開關S、S1均閉合時，電路為R1的簡單電路，電路的總功率P甲1=U開關S閉合、S1斷開時，R1與R2串聯，由串聯電路中總電阻等于各分電阻之和可知，電路的總功率P甲2=U因P甲1＞P甲2，所以，開關S、S1均閉合時，電熱器處于高溫擋；開關S閉合、S1斷開時，電熱器處于低溫擋；故AB正確；C、乙圖中兩電阻R3和R4并聯，電阻兩端的電壓都等于電源電壓，由P=UR3的阻值應為：R3=U2P（3）暖風機所消耗的電能：W＝Pt＝200W×60s＝1.2×104J。故D正確。故選：C。（2022秋?拱墅區期末）生活中導線與插座連接時，有人會將直導線的裸露端直接插入接線孔，但更好的接法是先將導線裸露端折成“U形”再插入，如圖所示。這種“U形形”接法可以增大連接處的接觸面積，使連接處的電阻更（選填“大”或“小”），當電流、通電時間一定時，根據（用公式表示）的原理，連接處產生的熱量少，從而保證溫度不會過高，這樣會更安全。【解答】解：“U”型接入法可以增大連接處的接觸面積，在長度、材料不變時，連接處的電阻更小，根據Q＝I2Rt可得，當電流、通電時間一定時，連接處產生的熱量少，從而保證溫度不會過高，這樣會更安全。故答案為：小；Q＝I2Rt。（2022秋?慈溪市校級期末）圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻值為60Ω，電源電壓保持不變。滑動變阻器R2的滑片P從最右端滑到最左端的過程中，得到R2的電功率與通過它的電流的關系，如圖乙所示。在此過程中滑動變阻器R2的最大功率為W。當滑片P在最左端時，1min內電流通過R1產生的熱量為J。【解答】解：由圖甲可知，兩電阻串聯，電流表測電路中的電流。當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時電路中的電流最大，當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時電路中的電流最小，由圖象可知最小和最大電流分別為I最小＝0.2A；I最大＝0.6A，由I=UU＝I最小（R1+R2）＝0.2A×（R1+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；U＝I最大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，解①②得：R1＝30Ω；U＝18V；滑動變阻器R2消耗的功率為：P2＝I2R2=(UR1+R2)2R2=U2R12+2P2=U當滑片P在最左端時，R1產生的熱量Q1＝I最大2R1t＝（0.6A）2×30Ω×60s＝648J；故答案為：2.7；648。（2022秋?樂清市校級期末）如圖甲是非接觸式紅外線測溫槍，它是通過接收人體輻射的紅外線來顯示被測人的體溫。當人體溫度超過設定值時測溫槍報警，持續時間3秒。（1）圖乙是它的工作原理圖，R是滑動變阻器，R0是熱敏電阻，當人體溫度升高時，電壓表示數將變小。則其所用的熱敏電阻阻值隨溫度變化的特點是圖丙中的曲線。（2）若熱敏電阻R0在檢測到體溫達到37.5℃的人體而報警時，其阻值為100Ω，報警電壓為2V，電源電壓恒為5V，則圖乙電路中滑動變阻器R在報警過程中產生的熱量為焦。【解答】解：由圖乙可知，滑動變阻器R和熱敏電阻R0串聯接入電路，電壓表測量熱敏電阻R0兩端的電壓，（1）當人體溫度升高時，電壓表示數將減小，根據串聯電路電壓規律可知，滑動變阻器R兩端的電壓增大，根據歐姆定律可知，通過滑動變阻器的電流增大，即電路中的電流增大，根據歐姆定律可知，當電源電壓一定時，電路中的總電阻減小，根據串聯電路電阻規律可知，熱敏電阻的阻值將減小，即人體溫度升高時熱敏電阻的阻值減小，故圖丙中表示熱敏電阻R0的阻值隨溫度變化的特點是A曲線；（2）熱敏電阻R0在檢測到體溫達到37.3℃的人體而報警時，通過熱敏電阻R0的電流：I0=U根據串聯電路的電流特點控制，通過滑動變阻器R的電流：I滑＝I0＝0.02A，根據串聯電路的電壓特點控制，此時滑動變阻器R兩端的電壓：U滑＝U﹣U0＝5V﹣2V＝3V，滑動變阻器R在報警過程中產生的熱量：Q＝W＝U滑I滑t＝3V×0.02A×3s＝0.18J。故答案為：（1）A；（2）0.18。知識點三、電動機電吹風機和電熨斗通電時都會發熱，哪種電器可以認為將電能全部轉化成內(熱)能？電吹風機：電能轉化成內能和機械能(由于有電動機的存在)電熨斗：電能全部轉化成內能能量轉化功能計算電熱器電能→內能∵Q=W∵W＝UIt又根據歐姆定律U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R電動機電能→內能+機械能∵W＝UItW=Q+W機∴UIt=I2Rt+W機∴U>IR所以歐姆定律在電動機的計算中不適用，切記！（2021秋?江干區校級期中）電風扇工作時，電能轉化為葉片轉動的機械能和線圈發熱、摩擦等產生的內能按如圖所示連接好電路，閉合開關，葉片轉動，移動變阻器滑片至某一位置時，葉片剛好不轉動，讀出此時電壓表和電流表的示數分別為U0、I0。移動變阻器滑片，使電壓表示數為額定電壓U，讀出此時電流表的示數為I，電風扇正常工作。若忽略摩擦，只考慮線圈發熱損耗，則下列說法正確的是（）A．電風扇正常運轉時，電動機的發熱功率P熱＝U0I0 B．電風扇的電動機將電能轉化為機械能效率η=UI?C．電風扇正常工作時的電動機內阻為r=UD．電風扇正常工作時的電功率P＝UI【解答】解：（1）葉片剛好不轉動時（即電動機不工作時），可看作純電阻電路，則由歐姆定律可得，電動機內阻r=U電動機內阻不變，所以電風扇正常工作時的電動機內阻仍然為r=U（2）電動機正常工作時的發熱功率：P熱＝I2r＝I2×U電動機正常工作時的總功率為P總＝UI，故D正確。則輸出的機械功率：P機＝P總﹣P熱＝UI?I所以電動機將電能轉化為機械能的效率：η=P機P故選：D。（2021?杭州一模）如圖所示是某型號的爆米花機的電路圖，閉合開關S時，R加熱，電動機攪拌，開始制作爆米花；爆米花機的銘牌如表所示。[c玉米＝1.2×103J/（kg?℃）]額定電壓220V加熱功率200W電動機功率44W（1）電路中R的阻值是多少？（2）將200g、20℃的玉米加熱到320℃成為爆米花時，求玉米粒需要吸收的熱量；（3）電阻R發熱，把200g、20℃的玉米粒加熱成為爆米花，需要用時10min，求R的加熱效率。【解答】解：（1）電路中R的阻值為：R=U2P（2）玉米吸收的熱量：Q吸＝c玉米m（t﹣t0）＝1.2×103J/（kg?℃）×200×10﹣3kg×（320℃﹣20℃）＝7.2×104J；（3）由題知，電阻R發熱，加工時給玉米加熱的功率P加熱＝200W，由P=WW＝P加熱t＝200W×10×60s＝1.2×105J，R的加熱效率：η=Q吸W答：（1）電路中R的阻值是242Ω。（2）玉米粒需要吸收的熱量為7.2×104J；（3）R的加熱效率為60%。（2022秋?鎮海區期末）如圖是小科研究電動機轉動是否對小燈泡的亮度有影響的電路圖。小科先抓住轉軸（防止電動機轉動），合上開關，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉軸讓電動機轉動，繼續觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈泡的電阻為R，電動機線圈電阻為r，電源電壓為U）。請你回答：（1）電動機未轉動時，t時間內電流在電路中產生的熱量為（用符號表達）。（2）電動機轉動時，電路中電流做的功電路中產生的熱量（填“＞”、“＜”或“＝”）。（3）電動機轉動后小燈泡的亮度會變（填“暗”或“亮”）。【解答】解：（1）由圖知，燈泡與電動機串聯，電動機不轉時，電流通過電動機將電能全部轉化為內能，所以t時間內電流在電路中產生的熱量：Q＝W=U（2）燈泡工作時，將電能轉化內能，即電流通過燈泡做的功等于燈絲產生的熱量；在電動機轉動時，電動機將電能轉化為機械能和內能，即電流通過電動機做的功大于電動機線圈產生的熱量，所以整個電路中，電流做的功大于電路中產生的熱量；（3）電動機轉動后，電動機將電能轉化為內能和機械能，使得電能轉化成的內能減小，所以未轉時，Q=I電動轉動時，Q'=I則：I12（R+r）t所以I1＞I2，即：電動機轉動時，通過燈泡電流較小，故燈泡會更暗。故答案為：（1）U2【鞏固提高】（2020秋?永嘉縣期末）下列用電器中，主要利用電流的熱效應工作的是（）A．收音機 B．電風扇 C．電飯鍋 D．電視機【解答】解：A．收音機工作時，主要將電能轉化為聲能，少部分轉化為內能，不是利用電流熱效應工作的，故A不符合題意；B．電風扇工作時，主要將電能轉化為機械能，不是利用電流熱效應工作的，故B不符合題意；C．電飯鍋工作時主要將電能轉化為內能，是利用了電流的熱效應，故C符合題意；D．電視機工作時，主要將電能轉化為光能和聲能，少部分轉化為內能，不是利用電流熱效應工作的，故D不符合題意。故選：C。（2020秋?婺城區期末）如果熱熔膠槍（一種電熱器）和電風扇上都標有“220V，45W”的字樣，它們都在額定電壓下工作相同的時間，以下科學量大小不相同的是（）A．用電器消耗的電能 B．用電器產生的熱量 C．通過用電器的電流 D．用電器的實際功率【解答】解：AD、兩個用電器均正常工作時的實際功率P＝P額＝45W，由P=WB、因為電風扇中的電動機將電能大部分轉化機械能，熱熔膠槍將電能全部轉化為內能，熱熔膠槍產生熱量最多，所以用電器產生的熱量不同，故B符合題意；C、由P＝UI可得，通過用電器的電流相同，故C不符合題意。故選：B。（2021秋?寧海縣校級月考）將規格都是“220V、150W”的一臺電風扇、一臺電視機和一把電烙鐵分別接入家庭電路中，通電時間相同，下列說法正確的是（）A．電烙鐵產生的熱量最多 B．電風扇產生的熱量最多 C．電視機產生的熱量最多 D．三個用電器產生的熱量一樣多【解答】解：由于U＝220V，則三種用電器的實際功率：P＝P額＝150W；通電時間相同，根據W＝Pt可知，所以三種用電器消耗的電能相同；電視機將大部分電能轉化為光能和聲能，電風扇中的電動機將電能大部分轉化機械能，電烙鐵將電能全部轉化為內能，故產生熱量最多的是電烙鐵。故選：A。（2020秋?拱墅區校級期末）如圖是探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。下列說法正確的是（）A．該實驗裝置是為了探究電流產生的熱量與電阻的關系 B．將右邊并聯的兩根5Ω的電阻絲都放入到容器內，就可以探究電流產生的熱量與電阻的關系 C．將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，就可以探究電流產生的熱量與電阻的關系 D．該實驗裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少【解答】解：A、裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯后再串聯，根據串聯電路的電流特點可知，右邊兩個電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，即I右＝I左，兩個5Ω的電阻并聯，根據并聯電路的電流特點知I右＝I1+I2，兩電阻的阻值相等，則支路中電流相等，即I1＝I2，所以右邊容器中通過電阻的電流是左側通過電流的一半，即是研究電流產生的熱量與電流的關系，故A錯誤；B、探究電流產生的熱量與電阻的關系，應控制兩電阻絲中的電流相同、改變電阻的阻值；不改變導線的連接方式，將右邊容器上方的5Ω電阻絲也放入右邊容器內，此時I右＝I左，由于右側容器中兩個5Ω的電阻并聯，所以總電阻小于5Ω，左右兩側容器中電阻絲的阻值不同，所以可以探究電流產生的熱量與電阻的關系，故B正確；C、將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，左右容器中的電阻和電流都不同，沒有控制好變量，所以不能探究電流產生的熱量與電阻的關系，故C錯誤；D、該實驗裝置是利用容器中空氣的熱脹冷縮來反應放熱的多少，產生熱量的多少不能直接觀察，通過U形管液面高度差的變化來反映，故D錯誤。故選：B。（2021秋?西湖區校級月考）如圖是探究“影響電流熱效應因素”的實驗裝置，將R1、R2兩電阻絲密封在兩只完全相同的燒瓶內，且R1＞R2，瓶內裝入等質量的煤油，下列說法錯誤的是（）A．燒瓶內選用比熱容較小的液體，可以使實驗現象更明顯 B．若在該裝置中串聯一個滑動變阻器，就可以探究電流通過電阻絲產生的熱量與電流大小的關系 C．實驗中通過溫度計示數的變化來比較電阻絲產生熱量的多少 D．若要比較水和煤油的比熱容大小，不僅需要將其中一個燒瓶內的煤油換成等質量的水，還需使燒瓶內兩個電阻的阻值不相同【解答】解：A、在液體質量相同、吸收熱量相同的情況下，比熱容小的物質溫度升高的多，所以用比熱容小的液體可以使實驗現象更明顯，故A正確；B、由圖可知，兩瓶中電阻絲串聯，實驗中，移動滑動變阻器，可以改變電路中電流的大小，分析同一個燒瓶內溫度計示數的變化，可以探究電流通過電阻絲產生的熱量與電流大小的關系，故B正確；C、通電后電流通過電阻絲產生熱量越多，煤油的溫度升的越高，通過觀察溫度計的示數大小來判斷電流產生的熱量的多少，應用了轉換法，故C正確；D、比較水和煤油的比熱容大小時，燒瓶內分別裝有質量相同的水和煤油，要使它們在相同的時間內吸收相同的熱量，所以要使兩瓶中電阻絲的阻值相同，故D錯誤。故選：D。（2022秋?余姚市校級月考）甲、乙兩個電熱器的電阻之比為5：4，通電相同時間產生的熱量之比為5：1，則通過甲、乙的電流之比為（）A．4：1 B．1：4 C．2：1 D．1：2【解答】解：由題意可知，R甲：R乙＝5：4，產生的熱量之比Q甲：Q乙＝5：1，通電時間之比t甲：t乙＝1：1，由Q＝I2Rt可得通過甲、乙兩個電熱器的電流之比：I甲：I乙=Q甲R甲t甲：故選：C。（2020秋?柯橋區期末）如圖所示，當開關閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數是10V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法正確的是（）A．電壓表V1的示數為10V B．電路消耗的總功率是6W C．通電1分鐘電流通過電動機產生的熱量是240J D．通電1分鐘電動機產生的機械能是300J【解答】解：A、由圖知，定值電阻R與電動機串聯，電壓表V1測量電動機的電壓，電壓表V2測量電源的電壓，電路中的電流為1A，定值電阻R的阻值為4Ω，根據I=UR得，定值電阻R的電壓為：UR＝IR＝1A×4電壓表V2的示數是10V，則電源的電壓為10V，根據串聯電路的電壓規律得，電動機兩端的電壓為：UM＝U﹣UR＝10V﹣4V＝6V，電壓表V1與電動機并聯，則電壓表V1的示數為6V，故A錯誤；B、電路中總功率為：P＝UI＝10V×1A＝10W，故B錯誤；C、由題知，電動機的線圈電阻為1Ω，則通電1分鐘電流通過電動機產生的熱量為：Q＝I2RMt＝（1A）2×1Ω×60s＝60J，故C錯誤；D、通電1分鐘電動機消耗的總電能為：W＝UMIt＝6V×1A×60s＝360J，根據能量守恒定律知，則通電1分鐘電動機產生的機械能為：W機械＝W﹣Q＝360J﹣60J＝300J，故D正確。故選：D。（2021?蒼南縣模擬）如圖電路，電源電壓為12伏且保持不變，閉合開關S，當滑片P置于變阻器的中點時，電壓表的示數為4伏：當滑片P置于變阻器的b端時，電壓表的示數變化了2伏，在10秒內定值電阻R1產生的熱量為36焦，則下列結果正確的是（）A．電路中的最大電流為1安 B．電路消耗的最小電功率為9.6瓦 C．R1先后兩次消耗的電功率之比為16：9 D．滑片P在中點時，10秒內滑動變阻器R做功為60焦【解答】解：根據電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；滑片從中點到b端時，變阻器接入電路的阻值增大，由串聯分壓的規律可知，電壓表示數（變阻器的電壓）將增大，電壓表示數增大了2V，即滑片在b點時電壓表的示數為：Ub＝4V+2V＝6V；在10s內定值電阻R1產生的熱量為36J，由Q＝UIt=U2Rt可得R1的阻值：R1=U1A、當滑片在a點時，變阻器接入電路的阻值為0，電路中的電流最大，則電路中的最大電流：I最大=UB、當滑片在b點時，變阻器接入的阻值最大，電路中的電流最小，電路中的最小電流：I最小=U則電路消耗的最小電功率為：P最小＝UI最小＝12V×0.6A＝7.2W，故B錯誤；C、串聯電路中各處的電流相等，滑片在中點時，電路中的電流：I中=U由P＝UI可得，R1先后兩次消耗的電功率之比：P1中D、滑片P在中點時，10s內滑動變阻器R消耗的電能：W滑＝U滑I中t＝4V×0.8A×10s＝32J，故D錯誤。故選：C。（2021秋?余姚市月考）把一個標有“10V3W”的小燈泡和定值電阻R串聯后接在電壓為12V的電源上（如圖所示），小燈泡恰能正常工作。該電路工作10s定值電阻產生的熱量是（）A．6J B．30J C．36J D．60J【解答】解：燈泡正常發光時的電壓UL＝10V，功率PL＝3W，因串聯電路中各處的電流相等，所以，由P＝UI可得，燈泡正常發光時電路中的電流：IL=P因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，所以，R兩端的電壓：UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，該電路工作10s定值電阻產生的熱量：Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。故選：A。（2022春?鄞州區校級期末）如圖所示電路，閉合開關，標有“6V4.8W”的小燈泡正常發光，電動機線圈的電阻為1Ω，通過線圈的電流為0.5A。則干路電流為A，2min內電動機產生的熱量是J。【解答】解：由P＝UI可知，小燈泡正常發光時的電流：IL=P根據并聯電路的電流規律可知，干路電流I＝IL+IM＝0.8A+0.5A＝1.3A；2min內電動機產生的熱量：Q＝IM2RMt＝（0.5A）2×1Ω×2×60s＝30J。故答案為：1.3；30。（2022春?上城區月考）甲、乙兩只電爐標有“220V500W”和“220V1000W”字樣，把它們串聯在220V的電路中，在相同時間內產生熱量較多的是（選填“甲”或“乙”），將它們并聯在220V電路中，在相同時間內產生熱量較多的是（選填“甲”或“乙”）。【解答】解：（1）由P=U2R可得R=U2P，所以甲、乙兩只電爐的電阻：R甲＞R乙，因為串聯電路中電流處處相等，即：I甲＝I乙，所以根據Q＝I（2）由題知，兩電爐的額定電壓相同（均為220V），且額定功率P甲＜P乙，并聯在220V電路中時都能正常工作，即實際功率達到額定功率，由Q＝W＝Pt知，在相同時間內產生熱量較多的是乙。故答案為：甲；乙。（2022?婺城區一模）隨著生活條件的改善，人們更加重視家居環境的美化，如圖甲是帶有水溫調節功能的家庭水族箱，其工作原理如圖乙所示，R1為阻值可調的電熱絲，R2為阻值400Ω的定值電熱絲，開關S2為單刀雙擲開關，不考慮溫度對電阻的影響。請分析回答：（1）當開關S1閉合，S2接（填“a”或“b”）時，電路處于保溫狀態。（2）當電路處于加熱狀態時，通電10分鐘消耗的電能是多少焦？（3）當電路處于保溫狀態時，若電路消耗的功率P＝48.4W，則電熱絲R1連入電路的阻值應為多少？【解答】解：（1）當開關S1閉合，S2接b時，電路為R1的簡單電路，總電阻較小，電源電壓不變，根據P=U當開關S1閉合，S2接a時，R1、R2串聯，總電阻較大，電源電壓不變，根據P=U（2）當電路處于加熱狀態時，通電10分鐘消耗的電能：W=U2R（3）當電路處于保