專題44對焦耳定律的理解和應用

考點梳理

知識點一電流的熱效應

(1)定義：電流通過導體時將電能轉化為內能，這種現象叫電流的熱效應。如：電流流過燈

絲時，燈泡發熱；電熱毯通電后會發熱……

(2)電熱器：電烙鐵、電熨斗、電爐、電飯鍋、電暖器、電烤箱、電熱水器等利用電流的熱

效應進行工作，所有的電熱器都是把電能轉化為內能。

知識點二電流通過導體時產生的熱量多少跟什么因素有關

提出問題：電流通過導體產生的熱量多少與什么因素有關？

實驗方法：控制變量法、轉換法

猜想并進行實驗：

(1)探究電流產生的熱量與電阻的關系

將兩個容微中的電阻絲串聯起來接到電源兩端，通過兩電阻絲的電流相同，通電一段時間后，

比較兩個容器中U型管液面的高度變化情況，發現與右邊容器相連的U型管液面高度變化更

大一些。如圖所示

注意：①本實驗中電熱的多少通過空氣受熱膨脹U型管兩側液面高度變化不同來反應，轉換

法的利用，故需要在U型管中裝有等量的空氣。

②實驗中U型管中裝的液體是煤油，因為煤油比熱容小，升溫快，同時，煤油是絕緣體，不

導電，具有安全性。

結論：在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產生的熱量越多

(1)探究電流產生的熱量與電流的關系

如圖所示，兩個密閉容器中的電阻絲阻值都是5。，在右側容器的外部，將一個5。的電阻與

這個電阻并聯，因此通過左側容器口電阻絲的電流大于通過通過右側容器中電阻絲的電流。

在通電時間相同時，觀察兩個U型管中液面高度的變化。發現與左側容器相通的U型管液面

變化更大一些。

結論：在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過電阻的電流越大，這個電阻產生的熱量越

多。

注意：實臉中用電阻絲對空氣加熱可以縮短實驗時間，并會使實驗現象更加明顯，實驗中應

使兩容器密閉，不能漏氣。

(2)探究電流產生的熱量與時間的關系

如圖所示，將這套裝置接到電源兩端，在通電過程中，只觀察與左邊容器相通的U型管的液

面高度變化情況，發現隨著通電時間越長，U型管中液面高度變化越大。

結論：在電流相同、電阻相同的情況下，通電時間越長，這個電阻產生的熱量越多

【例1】物理興趣小組的同學“探究電流通過導體產生的熱量與什么因素有關”的實驗。將一段電阻絲裝在

透明、密閉的容器中，橡膠管將密閉容器和裝有紅色液體的U形玻璃管相連，如圖所示。請你回答下列問

題：

⑴在實驗中，密閉容器內的空氣質量應該（選填“相等”或“不相等”觀察U開玻璃管中液面度差的

目的是:

（2）如U（甲）所示，密閉容器內的電阻分別為5c和10C,實驗探究的是電流通過導體產生的熱量_____

的關系，根據本次實驗現象可得到的實驗結論是:如圖（乙）所示，密閉容器內的電阻均為5Q,另

有一個5。電阻在容器外部，與其中一個容器內的電阻并聯，實驗探究的是電流通過導體產生的熱量與

的關系；根據本次實驗現象可得到的實驗結論是o

知識點三焦耳定律

（1）內容：電流通過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。這個規律叫做焦耳定律。

（2）公式：。二尸心，在國際單位制中，電熱的單位是焦耳，符號

（3）焦耳定律的理論推導：電流通過導體時，如果電能全部轉化為內能，而沒有轉化為其他

形式的能，那么電流做功產生的熱量Q等于電能的消耗量，即W=Q=再根據歐姆定律

H2

可知，Q=—to

R

（4）焦耳定律適用于所有電路的電熱計算，使用時各物理量單位要分別統一為人A、。、S。

【例2】如圖是小明設計的多擋位電烤爐簡化電路，電路中電源電壓保持不變，2、&和R是發熱電阻（不

計溫度對電阻的影響），以上標有“12V9W”的字樣，R2的阻值為8C。為了研究電阻的發熱情況，小明將

電壓表接入電路，當只閉合開關Si時，電壓表的示數為4V,電流表的示數為0.5A。求：

（1）心、火3阻值和電源電壓各為多少？

（2）當只閉合開關S2時，電路消耗的總功率為多少？

（3）給這個電烤爐通電lOmin,該電烤爐最大的發熱量是多少？

知識點四純電阻電路與非純電阻電路焦耳定律

（一）純電阻電路

能量轉化形式：電能全部轉化為內能。

TJ2JI2

公式：W=Q=Pt=UIt=I2Rt=—t（求電熱或電功）P=UI=I2R=—（求電功率或熱功

RR

率）

注意：①由上述兩個公式可知，在家庭電路中，如果同時打開的用電器越多，則總電阻越小，

則總功率越大，在相同時間產生的熱量越多，超過空氣開關允許的最大功率。出現跳閘現象。

（二）非純電阻電路焦耳定律

能量轉化形式：電能轉化內能和形式能。

公式：W=U〃（計算總能量）、Q=I2Rt（計算內能）、/他〃-尸放（計算其

他形式的能）

P=UI(計算總功率)、P=/R(計算熱功率)、埸也=心?狼="-〃R(計算其他形式能

的功率)

注意：電動機上的功率表示機械功率，即輸出功率之他。電視機、電動機、電暖器額銘牌上

都標有“220V100W”，把他們并聯在220V的電壓下，在相同時間里它們產生的熱量是不一樣

的。因為100W指的是電流做功的功率，W=Pz計算出來的是電流做功的總能量，對于電視

機、電動機來說，有部分內能是損失的，故電暖器產生的內能是最多的。

二級結論：在純電阻串并聯電路中電熱與電阻的關系：

①在只有電阻R和比的串聯電路中，電熱和電阻成正比，即2：。2=凡：%；

②在只有R和R2并聯的電路中，通電時間相同，電熱與電阻成反比，即。尸。2二%：凡

③串并聯電路中，總熱量與各個用電器熱量的關系：。=0+。2+……+

補充：電流在不同的環境中會產生不同的效應。電流的熱效應、磁效應、化學效應。

【知識鏈接】理解和應用焦耳定律時應注意的幾個問題

1.Q=I2Rt是由實驗總結出來的，只要有電流通過導體，都可以用它來計算導體產生的熱量.

2.對于純電阻電路，在時間、電壓相同時，電阻越小，產生的熱量越多；在時間、電流相同

時，電阻越大，產生的熱量越多.

3.公式中各物理量都是對同一段電路或同一導體而言的.

4.運用公式時，各物理量要轉換成國際單位后再代入公式計算.

【例3】小華家新買了一個電動吹風機，其簡化電路如圖所示，電源電壓為22OV。閉合5時，電動機工

作，吹風機吹冷風，電動機的功率為UOW；再閉合S2,電動機與電熱絲并聯，吹風機吹熱風，電路的總

電流是4.5A.請你通過計算回答：

(1)吹冷風時電路中的電流是多少？

(2)電熱絲的電阻是多少？

(3)吹熱風時，10s內電熱絲產生的熱量是多少？

電源0—

------

電熱絲

-AAAM

知識點五電熱的利用和防止

電熱器是利用電熱的設備，它是利月電流的熱效應來進行工作的。在有一些用電器工作時，

電能會轉化為其他形式的能。例如電視機、計算機、電動機、高壓輸電線。都不可避免會產

生一些內能，倒置溫度升高，所以很多家用電器采用設置散熱孔、散熱片或在發熱體部分安

裝電風扇等方法進行散熱。

【例4】央視《是真的嗎？》節目中，主持人做了“電池+口香糖錫紙二取火工具”的實驗：取口香糖錫紙，

剪成條狀，將錫紙條帶錫的一端接在電池的正極，另一端接在電池的負極，很快發現紙條中間處開始冒煙、

起火苗，如圖。這是因為錫是（選填“導體”或“絕緣體”），將它的兩端直接接入電池正負極，就會

造成,迅速產生大量的使溫度達到錫紙的燃點而使之燃燒，這個過程中電池輸出的能,

轉化為能。

對點訓練

1.如圖是探究“電流通過導體時產生的熱跟什么因素''有關的實驗裝置，兩個透明的容器中密封著等質量的

空氣C關于這一實驗，下列說法正確的是（）

3MMUQ.

A.該實驗裝置探究的是電流產生的熱與電阻的關系

B.該裝置用U形管中液體熱脹冷縮來反應電阻放熱的多少

C.若容器外電阻斷路，則相同時間內，與沒斷比，左側U形管中液面高度差小

D.若將左側容器中電阻換成10。電阻后，可探究電流產生的熱與電阻的關系

2.甲、乙兩段導體通電時間相同，甲的電阻是乙的5倍，甲、乙產生的熱量之比是4：5,則通過甲、乙

兩段導體的電流之比是（）

A.2：5B.4：25C.5：2D.4：1

3.已知一臺直流電動機兩端的電壓為6V,通過電動機的電流為2A,線圈的電阻為0.5Q.則在Imin內電

動機消耗的電能及產生的熱量分別為

A.720J、720JB.720J、120J

C.720J>600JD.600J、12OJ

4.（多選）下面實例中是利用電熱的實例有（)

A.用電熨斗熨衣服B.用電飯鍋煮飯

C.電視機外殼有許多小孔D.用電熱壺燒水

5.如圖電路中，開關S由斷開到閉合時.電流表的示數由0.3A變化到0.5A,此時電壓表的示數始終為

6V,則滑動變阻器及連入電路的阻值為C,通電Imin電阻為產生的熱量為

6.如圖所示的電路電源電壓為6V,電阻R的阻值是10Q.閉合開關S,當電動機被卡住時，電流表的示

數為0.5A；當電動機正常轉動時，電流表的示數為0.2A.正常工作10s,電動機消耗的電能是J,線

圈產生的熱量是J.

7.如圖所示，用為30C，閉合開關S,斷開5時電流表的讀數是0.2A；同時閉合S、Si時電流表的讀數

是0.3A,整個過程中電源電壓不變，求:

(1)電源電壓;

(2)電阻凡的阻值：

(3)通電1分鐘&產生多少熱量。

Si

8.某電火鍋加熱器有高溫和低溫兩擋，其原理如圖所示，Si是總開關，S會自動跳至。位置或力位置實現

高溫擋和低溫擋的轉換。已知電源電壓是220V,%、&是發熱電阻，當開關S閉合，S2接”/時修的功率

是11W,&的功率是99W；試求：

(I)低溫擋工作時電路中的電流：

(2)高溫擋工作lOmin產生的熱量；

(3)若只要求將低溫擋功率提高到原來的兩倍，請通過計算提出你的改進方法。

專題44對焦耳定律的理解和應用

考點梳理

知識點一電流的熱效應

（3）定義：電流通過導體時將電能轉化為內能，這種現象叫電流的熱效應"如：電流流過燈

絲時，燈泡發熱；電熱毯通電后會發熱……

（4）電熱器：電烙鐵、電熨斗、電爐、電飯鍋、電暖器、電烤箱、電熱水器等利用電流的熱

效應進行工作，所有的電熱器都是把電能轉化為內能。

知識點二電流通過導體時產生的熱量多少跟什么因素有關

提出問題：電流通過導體產生的熱量多少與什么因素有關？

實驗方法：控制變量法、轉換法

猜想并進行實驗：

（1）探究電流產生的熱量與電阻的關系

將兩個容器中的電阻絲串聯起來接到電源兩端，通過兩電阻絲的電流相同，通電一段時間后，

比較兩個容器中U型管液面的高度變化情況，發現與右邊容器相連的U型管液面高度變化更

大一些。如圖所示

注意：①本實驗中電熱的多少通過空氣受熱膨脹U型管兩側液面高度變化不同來反應，轉換

法的利用，故需要在U型管中裝有等量的空氣。

②實驗中U型管中裝的液體是煤油，因為煤油比熱容小，升溫快，同時，煤油是絕緣體，不

導電，具有安全性。

結論：在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產生的熱量越多

(3)探究電流產生的熱量與電流的關系

如圖所示，兩個密閉容器中的電阻絲阻值都是5Q,在右側容器的外部，將一個5Q的電阻與

這個電阻并聯，因此通過左側容器口電阻絲的電流大于通過通過右側容器中電阻絲的電流。

在通電時間相同時，觀察兩個U型管中液面高度的變化。發現與左側容器相通的U型管液面

變化更大一些。

結論：在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過電阻的電流越大，這個電阻產生的熱量越

多。

注意：實驗中用電阻絲對空氣加熱可以縮短實驗時間，并會使實驗現象更加明顯，實驗中應

使兩容器密閉，不能漏氣。

(4)探究電流產生的熱量與時間的關系

如圖所示，將這套裝置接到電源兩端，在通電過程中，只觀察與左邊容器相通的U型管的液

面高度變化情況，發現隨著通電時間越長，U型管中液面高度變化越大。

-

■

結論：在電流相同、電阻相同的情況下，通電時間越長，這個電阻產生的熱量越多

【例1】物理興趣小組的同學“探究電流通過導體產生的熱量與什么因素有關”的實驗。將一段電阻絲裝在

透明、密閉的容器中，橡膠管將密閉容器和裝有紅色液體的U形玻璃管相連，如圖所示。請你回答下列問

（1）在實驗中，密閉容器內的空氣質量應該（選填“相等”或“不相等”），觀察u開玻璃管中液面度差的

目的是：;

（2）如省（甲）所示，密閉容器內的電阻分別為5Q和10C,實驗探究的是電流通過導體產生的熱量_____

的關系，根據本次實驗現象可得到的實驗結論是;如圖（乙）所示，密閉容器內的電阻均為5C,另

有一個5c電阻在容器外部，與其中一個容器內的電阻并聯，實驗探究的是電流通過導體產生的熱量與

的關系；根據本次實驗現象可得到的實驗結論是。

【答案】相等來顯示甲、乙容器內空氣溫度的變化與電阻在電流和通電時間相同時，電阻越

大，產生的熱量越多電流在時間和電阻相同時，電流越大，產生的熱量越多

【解析】為了便于利用控制變量法和轉換法對各個猜想進行探究，在實驗前，應該使U形管中的

左右兩管液面相平，即兩邊產生的壓強相等，這樣應在容器內封閉質量相等的空氣；實驗中是通過觀察“U”

形管中液面的高度差來顯示甲、乙容器內空氣溫度的變化。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。

(2)[3][4]圖甲中，密閉容器內的電阻分別為5c和1()。，電阻串聯，通電時間和電流相同，電阻不同，故實

驗探究的是電流通過導體產生的熱量與電阻的關系；由實驗現象可得到的實驗結論是：在電流和通電時間

相同時，電阻越大，產生的熱量越多。

[5][6]圖乙中，電阻相同，通電時間相同，電流不同，故實驗探究的是電流通過導體產生的熱量與電流的關

系；根據本次實驗現象可得到的實驗結論是：在時間和電阻相同時，電流越大，產生的熱量越多。

知識點三焦耳定律

(5)內容：電流通過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。這個規律叫做焦耳定律。

(6)公式：。=八心，在國際單位制中，電熱的單位是焦耳，符號

(7)焦耳定律的理論推導：電流通過導體時，如果電能全部轉化為內能，而沒有轉化為其他

形式的能，那么電流做功產生的熱量Q等于電能的消耗量，即W=Q=U〃，再根據歐姆定律

U2

可知，Q=—to

R

(8)焦耳定律適用于所有電路的電熱計算，使用時各物理量單位要分別統一為人A、。、S。

【例2】如圖是小明設計的多擋位電烤爐簡化電路，電路中電源電壓保持不變，油、&和R是發熱電阻(不

計溫度對電阻的影響)，Q上標有“12V9W”的字樣，R2的阻值為8Q。為了研究電阻的發熱情況，小明將

電壓表接入電路，當只閉合開關Si時，電壓表的示數為4V,電流表的示數為0.5A。求：

(1)/?HR阻值和電源電壓各為多少？

(2)當只閉合開關S2時，電路消耗的總功率為多少？

(3)給這個電烤爐通電lOmin,該電烤爐最大的發熱量是多少？

【答案】(1)16Q,8C,12V：(2)9W；(3)16200J

〃2

【解析】(1)由P=:可得，4的阻值

R

(12V)2

二16。

9W

只閉合Si時，Rl與火3串聯，電流表測量電路中電流，電壓表測量/?3電壓，則R3阻值為

一=急.

用兩端電壓

U|=，N=O.5AX16C=8V

因串塊電路兩端電壓等于各部分電壓之和，所以電源電壓

U=Ui+q=8V+4V=12V

(2)只用合S2,R2與R3串聯，所以電路的總電阻

/?^=/?2+/?3=8Q+8Q=16Q

電路消耗的總功率

，2_(12V)

p=9W

16Q

(3)閉合開關Si、S2、S3,Ry被短路，尺與Ri并聯，此時電爐的發熱功率最大；因為Ri正常工作，則P.=9W,

&的電功率為

J72_(12V)2

=18W

~R2~8c

電路消耗的總功率

電大=6+￡=9W+18W=27W

由P=W可得，電烤爐最大的發熱量

W=Pt=27WX10x60s=l62(X)J

答：⑴用、的阻值和電源電壓各為16Q、8Q、I2V；（2）當只閉合開關S?時，電路消耗的總功率為9W；（3）

給這個電烤爐通電lOmin,該電烤爐最大的發熱量是16200Jo

知識點四純電阻電路與非純電阻電路焦耳定律

（一）純電阻電路

能量轉化形式：電能全部轉化為內能。

JJ2TJ2

公式：W=Q==。〃=/2放=（求電熱或電功）p=ui=/R=j（求電功率或熱功

率）

注意：①由上述兩個公式可知，在家庭電路中，如果同時打開的用電器越多，則總電阻越小，

則總功率越大，在相同時間產生的熱量越多，超過空氣開關允許的最大功率.出現跳閘現象c

（二）非純電阻電路焦耳定律

能量轉化形式：電能轉化內能和形式能。

公式：W=（計算總能量）、Q=I2Rt（計算內能）、/他=%?%=。〃-/2放（計算其

他形式的能）

P=UI（計算總功率）、P=「R（計算熱功率）、埸也=2?用="-/2火（計算其他形式能

的功率）

注意：電動機上的功率表示機械功率，即輸出功率以他。電視機、電動機、電暖器額銘牌上

都標有“220V100W”，把他們并聯在220V的電壓下，在相同時間里它們產生的熱量是不一樣

的。因為100W指的是電流做功的功率，W=計算出來的是電流做功的總能量，對于電視

機、電動機來說，有部分內能是損失的，故電暖器產生的內能是最多的。

二級結論：在純電阻串并聯電路中電熱與電阻的關系：

①在只有電阻R和R2的串聯電路中，電熱和電阻成正比，即。1：。2=凡：4；

②在只有R和R2并聯的電路中，通電時間相同，電熱與電阻成反比，即二a:凡

③串并聯電路中，總熱量與各個用電器熱量的關系：+……+

補充：電流在不同的環境中會產生不同的效應。電流的熱效應、磁效應、化學效應。

【知識鏈接】理解和應用焦耳定律時應注意的幾個問題

1.Q=I2Rl是由實驗總結出來的，只要有電流通過導體，都可以用它來計算導體產生的熱量.

2.對于純電阻電路，在時間、電壓相同時，電阻越小，產生的熱量越多；在時間、電流相同

時，電阻越大，產生的熱量越多.

3.公式中各物理量都是對同一段電路或同一導體而言的.

4.運用公式時，各物理量要轉換成國際單位后再代入公式計算.

【例3】小華家新買了一個電動吹風機，其簡化電路如圖所示，電源電壓為220V。閉合5時，電動機工

作，吹風機吹冷風，電動機的功率為110W；再閉合S2,電動機與電熱絲并聯，吹風機吹熱風，電路的總

電流是4.5A.請你通過計算回答：

(1)吹冷風時電路中的電流是多少？

(2)電熱絲的電阻是多少？

(3)吹熱風時，10s內電熱絲產生的熱量是多少？

電熱絲

-AAAM

【答案】(l)0.5A；(2)550：(3)88OOJ

【解析】⑴由公式尸=〃得，吹冷風時電路中的電流

%J0W

=0.5A

UM220V

(2)SBS2都閉合時，電動機與電熱絲并聯，所以通過電熱絲的電流

/-ZM=4.5A-0.5A=4A

由歐姆定律得，電熱絲的阻值

4_220V

R55C

77-4A

(3)10s內電熱絲產生的熱量

=Z2^=（4A）2X55QX10S=8800J

0RR

答：(I)吹冷風時電路中的電流是OSA；

(2)電熱絲的電阻是55C：

(3)10s內電熱絲產生的熱量8800Jo

知識點五電熱的利用和防止

電熱器是利用電熱的設備，它是利月電流的熱效應來進行工作的。在有一些用電器工作時，

電能會轉化為其他形式的能。例如電視機、計算機、電動機、高壓輸電線。都不可避免會產

生一些內能，倒置溫度升高，所以很多家用電器采用設置散熱孔、散熱片或在發熱體部分安

裝電風扇等方法進行散熱。

【例4】央視《是真的嗎？》節目中，主持人做了“電池+口香糖錫紙=取火工具”的實驗：取口香糖錫紙，

剪成條狀，將錫紙條帶錫的一端接在電池的正極，另一端接在電池的負極，很快發現紙條中間處開始冒煙、

起火苗，如圖。這是因為錫是(選填“導體”或“絕緣體”)，將它的兩端直接接入電池正負極，就會

造成，迅速產生大量的使溫度達到錫紙的燃點而使之燃燒，這個過程中電池輸出的能,

轉化為能。

【答案】導體短路熱量電內

【解析】[1][2北3][4]15]因為錫屬于金屬，因此具有導電性，將錫紙條帶錫的一端接在電池的正極，另一端

接在電池的負極，形成了電源短路，此時電路中迅速產生大量熱量使溫度達到錫紙的著火點而使之燃燒。

這個過程中電池的電能轉化為內能。

對點訓練

1.如圖是探究“電流通過導體時產生的熱跟什么因素”有關的實驗裝置，兩個透明的容器中密封著等質量的

空氣，關于這一實驗，下列說法正確的是（）

3MM

A.該實驗裝置探究的是電流產生的熱與電阻的關系

B.該裝置用u形管中液體熱脹冷縮來反應電阻放熱的多少

c.若容器外電阻斷路，則相同時間內，與沒斷比，左側u形管中液面高度差小

D.若將左側容器中電阻換成10。電阻后，可探究電流產生的熱與電阻的關系

【答案】c

【解析】A.根據控制變量法可知，探究電流產生的熱量與電阻關系時，需要控制電流、通電時間相同，

電阻不同，而圖中的兩個電阻都是相同的，故無法完成探究，故A錯誤。

B.電流通過導體產生熱量的多少不能直接觀察，但氣體溫度的變化可以通過U形管中液面高度差的變化

來反映，不是利用液體的熱脹冷縮，故B錯誤。

C.容器外電阻發生斷路前，左側的電阻為5C,右側的總電阻為2.5C,則電路的總電阻為7.5Q：容器外

電阻發生斷路后，電路中只有兩個電阻串聯，則總電阻為10C；容器外電阻發生斷路后，整個電路的總電

阻增大了，根據歐姆定律可知，電路中的總電流減小了，在電阻、通電時間不變時，電流減小，則產生的

熱量變少，所以左側U形管中液面高度差變小，故C正確。

D.探究電流產生的熱量與電阻關系時，需要控制電流、通電時間相同，電阻不同，若將左側容器中電阻

換成10。電阻后，根據并聯電路電流的特點可知，此時通過兩個電阻的電流是不同的，不能探究電流產生

的熱與電阻的關系，故D錯誤。

故選

2.甲、乙兩段導體通電時間相同，甲的電阻是乙的5倍，甲、乙產生的熱量之比是4：5,則通過甲、乙

兩段導體的電流之比是（）

A.2：5B.4：25C.5：2D.4：1

【答案】A

【解析】根據焦耳定律Q=?放可知

則通過甲、乙兩段導體的電流之比

故選A。

3.已知一臺直流電動機兩端的電壓為6V,通過電動機的電流為2A,線圈的電阻為0.5Q.則在Imin內電

動機消耗的電能及產生的熱量分別為

A.720J、720JB.720J、120J

C.720J、600JD.600J、120J

【答案】B

【解析】電動機正常工作時其電路是非純電阻電路，根據焦耳定律，電動機產生的熱量:

Q=八M=（2到x0.5Qx60s=⑵7

電動機消耗的電能為W=UIt=6Vx2Ax60s=720J,

故B正確，選項ACD錯誤.

答案為B.

4.（多選）下面實例中是利用電熱的實例有（）

A.用電熨斗熨衣服B.用電飯鍋煮飯

C.電視機外殼有許多小孔D.用電熱壺燒水

【答案】ABD

【解析】電熱既有有利的一面，也有有害的一面，利用電熱的例子：用電熨斗熨衣服，電飯鍋煮飯，用電

熱壺燒水；防止電熱帶來不利影響的例子：電視機上的散熱孔，故ABD符合題意，C不符合題意。

故選ABD。

5.如圖電路中，開關S由斷開到閉合時.電流表的示數由0.3A變化到0.5A,此時電壓表的示數始終為

6V,則滑動變阻器&連入電路的阻值為d通電lmin電阻凡產生的熱量為Jo

【答案】2072

【解析】［1］由圖知，S斷開時，只有變阻器&連入電路；S閉合時，凡和&并聯，電流表測電路中電流,

電壓表測電源電壓。所以電源電壓U=6V,開關S由斷開到閉合時，電流表的示數由0.3A變化到0.5A,

所以通過及的電流為0.3A,由并聯電路特點和歐姆定律可得，滑動變阻器連入電路的阻值為

⑵由并聯電路電流特點可得，通過R的電流為

Z,=7-/2=0.5A-0.3A=0.2A

通電Imin電阻Ri產生的熱量為

Q=W=UIit=6Vx0.2Ax60s=72J

6.如圖所示的電路電源電壓為6V,電阻R的阻值是10Q.閉合開關S,當電動機被卡住時，電流表的示

數為0.5A；當電動機正常轉動時，電流表的示數為0.2A.正常工作10s,電動機消耗的電能是J,線

圈產生的熱量是J.

【答案】80.8

【解析】［1］由題意可知，電動機正常轉動時的電流/=0.2A,串聯電路中電流處處相等,

由/二〃■可得，定值電阻/?兩端電壓：

R

UR=/R=0.2AX10C=2V

已知電源電壓U=6V,則電動機兩端電壓：

UM=U-UR=6V-2V=4V

正常工作10s,電動機消耗的電能：

W=UM〃=4VXO.2Ax10s=8J

⑵電動機被卡住時為純電阻用電器，已知此時電流表的示數r=0.5A,

由可得，電路中的總電阻：

U6V

Ra=——=------=12c

r0.5A

則線圈電阻：

RM=RM-R=12Q-l()n=2Q

電動機正常轉動時，線圈產生的熱量:

Q=八心〃=(0.2A)2X2CX10s=0.8J.

7.如圖所示，氏2為30C，閉合開關S,斷開5時電流表的讀數是0.2A；同時閉合S、Si時電流表的讀數

是0.3A,整個過程中電源電壓不變，求：

(1)電源電壓；

(2)電阻R的阻值;

(3)通電1分鐘R?產生多少熱量。

【答案】⑴6V；(2)600；(3)72J

【解析】(1)閉合開關S,斷開Si時為段的基本電路，由/=生可知，電源電壓為

U=U2=I2R2=0.2AX30c=6V

(2)同時閉合S、SiBj',R|、R2并聯，由于并聯電路中各支路互不影響，并且干路電流等于各支路電流之

和，所以通過凡的電流為

=Z-/2=0.3A-0.2A=0.1A

由/=§可知電阻R1的阻值為

R