專題23焦耳定律

劃重點(diǎn)之精細(xì)講義系列

里出點(diǎn)理嵬

Q

考點(diǎn)h電流的熱效應(yīng)

1.電流的熱效應(yīng)

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

2.影響電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素：

通過(guò)導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻、通電時(shí)間。通過(guò)導(dǎo)體的電流越大、導(dǎo)體的電阻越大、

通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量越多。

場(chǎng)I劃重點(diǎn)

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的比較

①在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。

②在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量

越多。

考點(diǎn)2：焦耳定律

英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、

電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即焦耳定律。

1.內(nèi)容：

業(yè)流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間

成正比。

2.定義式：Q=l2Rt

3.公式適用范圍：

普遍適用，適用于任何用電器和電路。

4.公式應(yīng)用注意事項(xiàng)：

①同體性：Q、I、R、t必須對(duì)應(yīng)同一段導(dǎo)體或同一個(gè)用電器；②同時(shí)性：Q、I、R必須

是同一時(shí)間t內(nèi)同一段電路中的三個(gè)物理量；③統(tǒng)一單Q、I、R、t四個(gè)物理量的單位

都必須是國(guó)際單位。

5.焦耳定律公式的理論推導(dǎo)：

在純電阻電路中，電流所做的功全部轉(zhuǎn)化為熱量，而沒(méi)有轉(zhuǎn)化為其他形式的能，那么，

此時(shí)電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W%即Q二W明因W『Ult,根據(jù)歐姆定律的變形

式U=IR,可推導(dǎo)出Q二WFUIBIR-lt=rRt。

觸電阻電路與非鈍電阻電路的公式應(yīng)用規(guī)律:

電能內(nèi)能（熱能）備注

電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)

純電阻電路能，所以求電能的公

式全部適用于求內(nèi)能

非純電阻電路

考點(diǎn)3電熱的利用和防止

1.電熱的利用

電熱的主要作用是制成各種各樣的電熱器。電熱器的主要部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體一般由

電阻大、熔點(diǎn)高的金屬導(dǎo)體制成。電熱器工作時(shí)主要將電能特化為內(nèi)能，常見(jiàn)電熱器如熱

水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。

很多用電器在工作時(shí)，雖然也會(huì)將一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但其目的并不是利用電熱，

而是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能，這樣的用電器不是電熱器。比如電動(dòng)機(jī)和電風(fēng)扇工作時(shí)主

要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電視機(jī)工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為聲能和光能等，它們都不是電熱器。

2.電熱的防止

用電器在工作的過(guò)程中，總有一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，很多情況下我們不希望用電器的

溫度太高，這樣既浪費(fèi)能源，還可能造成危害，因此就需要使用電器通風(fēng)散熱。很多用電器

采用設(shè)置散熱孔、散熱片或在發(fā)熱體部分安裝風(fēng)扇等方法散熱。如電視機(jī)外殼的散熱窗；計(jì)

算機(jī)內(nèi)的散熱風(fēng)扇、電動(dòng)機(jī)外殼的散熱片等。

目典例分言

【詳解】［1］由電路圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)置于1位置時(shí)，電路中電阻R/和&并聯(lián)，電路中總電阻

最小，電流最大，功率最大，電飯鍋應(yīng)處于高溫檔；當(dāng)開(kāi)關(guān)置于2位置時(shí)，電阻Q短路，

電路中只有R2,電阻較大，電流較小，功率較小，應(yīng)處于低溫檔。

⑵當(dāng)開(kāi)關(guān)置于2位置時(shí)，電阻4短路，電路中只有色，則在該擋位正常工作lOmin產(chǎn)生的

熱量為

⑶用電飯鍋蒸米時(shí)，滿屋都彌漫著米飯的香味，這是分子不停地做無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)的結(jié)果；做

飯、炒菜時(shí)溫度高，分子運(yùn)動(dòng)速度加快，分子無(wú)規(guī)則運(yùn)動(dòng)加劇，所以滿屋彌漫著飯菜的香味。

【典例2】“等效替代〃是分析物理問(wèn)題時(shí)經(jīng)常用到的一種方法。己知R/=10C,七=200,

R3=30C,電源及電流表內(nèi)阻忽略不計(jì)。如圖甲中，R/和&串聯(lián)后，可以用總電阻R來(lái)替

代R/和類比圖甲的方法，若將a、c接入丙電路的,4、8端點(diǎn)，閉合開(kāi)關(guān)后，通電10s

電路中產(chǎn)生的熱量為Jo

【答案】172.8

【詳解】若將a、c接入丙電路的A、B端點(diǎn),可知&和4串聯(lián)后，該支路電阻為

R23=R2+R3=20Q+30Q=50Q

再和凡并聯(lián)，則電路總電阻

通電10s電路中產(chǎn)生的熱量為

【典例3】某品牌電動(dòng)玩具警車(chē)的內(nèi)部等效電路如圖，阻值為5Q的警燈與線圈電阻為1C

的電動(dòng)機(jī)串聯(lián)。當(dāng)玩具警車(chē)正常勻速行駛時(shí)，通過(guò)電動(dòng)機(jī)線圈的電流為1A,則警燈兩端的

【答案】5120

【詳解】[1]警燈兩端的電壓是

[2]2min內(nèi)電動(dòng)機(jī)線圈產(chǎn)生的熱量是

【典例4】如圖所示電路中，電源電壓U=4.5V,內(nèi)阻r=2Q,閉合開(kāi)關(guān)后，通過(guò)電路的電

流是0.25A,通電100s,電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是10J,在這段時(shí)間內(nèi)電動(dòng)機(jī)對(duì)■外做了.

的機(jī)械功。

【答案】90

【詳解】由圖可知，電動(dòng)機(jī)與電源串聯(lián)。由歐姆定律可知，電源內(nèi)阻兩端的電壓

根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點(diǎn)可知，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓

電動(dòng)機(jī)消耗的電能

電動(dòng)機(jī)對(duì)外做的機(jī)械功

【典例5】某電飯煲設(shè)有“加熱"和"保溫"兩檔，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，

電飯煲處于（填"加熱"或"保溫"）狀態(tài)；若Q毗=1（324,則電飯煲保溫和加熱各5min

時(shí)產(chǎn)生的熱量之比為。

【答案】加熱1025

⑵由題意可知,R面怔1團(tuán)24,則

R2=24RI

保溫和加熱時(shí)，電源電壓不變，且加熱時(shí)間相同，則有

SE）U2=220Vi2220V=1回1,b回b=5min回5min=l回1

則電飯煲保溫和加熱各5min時(shí)產(chǎn)生的熱量之比

［典例6】打造成渝地區(qū)雙城經(jīng)濟(jì)圈，新建智慧公園中的智能座椅有供暖、提供5G等功能，

如圖甲所示。其中供暖部分主要由坐墊和靠背組成，其發(fā)熱電路如圖乙所示，供電電壓恒為

30V。坐墊內(nèi)的電熱絲R/、&、&的阻值分別為5Q、20Q>10Q,靠背內(nèi)的電熱絲&的阻值

為40。。閉合開(kāi)關(guān)Si，調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)S2,可使坐墊分別處于"低暖”"中暖〃"高暖”三擋。求：

（1）開(kāi)關(guān)S2接。時(shí)，電路中的電流；

（2）10秒內(nèi)智能座椅能夠產(chǎn)生的最大電熱；

（3）調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)S2,坐墊在"高暖"擋時(shí)消耗的功率。

【答案】（1）0.6A；（2）180J；（3）18W

【詳解】解：（1）開(kāi)關(guān)S2接。時(shí)，電熱絲R”和R3串聯(lián)，此時(shí)電路中的電流

答：（1）開(kāi)關(guān)S2接c?時(shí)，電路中的電流是0.6A；

（2）10秒內(nèi)智能座椅能夠產(chǎn)生的最大電熱是180J；

（3）調(diào)節(jié)開(kāi)關(guān)S2,坐墊在“高暖”擋時(shí)消耗的功率是18W.

【典例7】如圖所示，通過(guò)電腦可以看2022卡塔爾世界杯足球比賽的直播。下列有關(guān)說(shuō)法

中正確的是（）

A.一般臺(tái)式電腦的電功率約2000W

B.臺(tái)式電腦的顯示屏跟外置音箱是串聯(lián)接在電路中的

C.電腦里面的二極管主要是由絕緣體材料制成的

D.電腦運(yùn)行時(shí)溫度會(huì)升高，需要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱，防止過(guò)多的電熱造成安全隱患

【答案】D

【詳解】A.根據(jù)生活實(shí)際可知，一般臺(tái)式電腦的電功率約為200W,故A錯(cuò)誤；

B.臺(tái)式電腦的顯示屏跟外置音箱可以獨(dú)立工作，互不影響，它們是并聯(lián)在電路中的，故B

錯(cuò)誤；

C.電腦里面的二極管具有單向?qū)щ娦裕饕怯砂雽?dǎo)體材料制成的，故C錯(cuò)誤；

D.由于電流具有熱效應(yīng)，電腦運(yùn)行時(shí)會(huì)產(chǎn)生熱量，溫度會(huì)升高，需要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱，

防止過(guò)多的電熱造成安全隱患，故D正確。

故選Do

【典例8】如圖所示，從甲地通過(guò)兩條輸電線向乙地用戶供電，若甲地電源電壓恒為U,輸

電線的總電阻為〃當(dāng)乙地用戶用電時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

A.用戶使用的用電器兩端電壓為U

B.輸電線上消耗的電功率為￡

r

C.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，用電器兩端的電壓升高

D.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，輸電線上因發(fā)熱而損失的功率增大

【答案】D

【詳解】A.由于輸電線有電阻，會(huì)分擔(dān)一部分的電壓，故A錯(cuò)誤；

B.輸電線上的電壓小于U,故輸電線上消耗的電功率小于故B錯(cuò)誤：

r

C.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，干路電流增大，電線分擔(dān)的電壓比較多，故用電器兩端的

電壓降低，故c錯(cuò)誤；

故選Do

里出點(diǎn)理嵬

考點(diǎn)4：探究影響電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的因素全過(guò)程

1.控制變量法

①在探究熱量的多少與電流的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制兩個(gè)電阻絲的阻值相同，應(yīng)采用并聯(lián)多

一個(gè)相同阻值的電阻；

②在探究熱量的多少與電阻的關(guān)系時(shí)，應(yīng)控制通過(guò)兩個(gè)電阻絲的電流相同，應(yīng)采用串

聯(lián)的方式。這里就應(yīng)用了控制變量法。

2.轉(zhuǎn)化法

實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生的熱量不能直接觀察到，但熱量的變化可以用溫度的變化來(lái)感知。通過(guò)

溫度計(jì)升高的示數(shù)或者U型管的高度差間接知道電流產(chǎn)生的熱量的多少，這是轉(zhuǎn)化法C

3.實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程

【實(shí)驗(yàn)?zāi)康摹垦芯侩娏魍ㄟ^(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟那些因素有關(guān)？

【實(shí)驗(yàn)方法】控制變量法，轉(zhuǎn)換法。

【實(shí)驗(yàn)原理】Q=l2Rt

【實(shí)驗(yàn)器材】密閉容器兩個(gè)、U形管兩個(gè)、導(dǎo)線若干、不同阻值電阻絲若干、電源。

【實(shí)驗(yàn)步驟】

甲H產(chǎn)5C乙R,=5C

①電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

如甲所示，兩個(gè)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。兩個(gè)密閉容器中都有一段電阻絲，右邊容器中的電阻比較大。

兩家器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)接到電源兩遍，通過(guò)兩段電.阻絲的電流相同。通電一定時(shí)間

后，比較兩個(gè)U形管中液面高度的變化。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，電阻產(chǎn)生的熱量越多。

②電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系

如乙所示，兩個(gè)密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個(gè)容器的外部，將一個(gè)電阻和這個(gè)

容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，因此通過(guò)兩容器中電阻的電流不同。在通電時(shí)間相同的情況下，觀察兩

個(gè)U形管中液面高度的變化。

【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)電阻的電流越大，電阻產(chǎn)生的熱

量越多。

4.探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)考點(diǎn)

(1)實(shí)險(xiǎn)采用煤油的目的：原油比熱容小，在相同條件下吸熱溫度升高的快；而且是

絕緣體。

(2)被加熱材料選用空氣的原因：空氣受熱易膨脹，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯。

(3)選用加熱材料的要求：質(zhì)量、初溫、材料相同。

(4)探究電熱與電流的關(guān)系是需控制電熱絲的電阻和通電時(shí)間相同，采用在其中一個(gè)

電阻的兩端多并聯(lián)一個(gè)電阻的方式。探究電熱與電阻的關(guān)系是需控制電流和通電時(shí)間相同，

采用串聯(lián)的方式；探究電熱與通電時(shí)間的關(guān)系時(shí)需控制電阻和電流相同，通過(guò)改變通電時(shí)

間的長(zhǎng)短的方式。

(5)通過(guò)溫度計(jì)升高的示數(shù)或者U型管液面的高度差來(lái)比校熱量的多少.

(6)U型管沒(méi)有明顯的高度差的原因：①電阻斷路或者短路；②裝置漏氣。

【典例1】某同學(xué)采用了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置”探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些

因素有關(guān)”。兩個(gè)透明容器中都有一段電阻絲且密封著等量的空氣，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(shuō)法正確的是()

①圖甲裝置能探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。

②圖甲裝置能探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。

③圖乙中右邊透叨容器中電阻絲阻值為10Q,可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,

④圖甲實(shí)驗(yàn)結(jié)論能解釋"電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象。

A.①②B.②③C.②④D.③④

【答案】C

【詳解】由圖甲可知，兩電阻絲串聯(lián)，串聯(lián)電路中電流處處相等，因此不能探究電流通過(guò)導(dǎo)

體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故①錯(cuò)誤，改變兩電阻大小，電流相等，控制通電時(shí)間相同，

可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故②正確；圖乙中，要研究電流產(chǎn)生的

熱量與電流的關(guān)系，需要控制通電時(shí)間和電阻相同，通過(guò)的電流不同，因此右側(cè)容器中的電

阻要等于左側(cè)容器中的電阻，即5Q,故③錯(cuò)誤；圖甲中兩電阻串聯(lián)，電阻不同，通過(guò)兩電

阻電流相同，電爐絲與其相連的導(dǎo)線也是串聯(lián)，電流相同，電爐絲電阻更大，產(chǎn)生的熱量更

多，故④正確。故①③錯(cuò)誤，②④正確。

故選C.

【良例2］如圖是教材上探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中

密封著等量的空氣。下列分析正確的是()

A.U形管液面高度變化是因?yàn)楣苤幸后w熱脹冷縮的緣故

B.甲實(shí)驗(yàn)是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

C.甲、乙裝置均無(wú)法探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系

D.乙圖中，通電一段時(shí)間后左右兩邊容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量之比是4:1

【答案】BD

【詳解】A.根據(jù)轉(zhuǎn)換法，U形管液面高度變化是因?yàn)楣苤袣怏w熱脹冷縮的緣故，故A錯(cuò)誤：

B.甲裝晉中，兩電阻串疑，通過(guò)的中流和通由時(shí)間相同，而中陽(yáng)大小不同，可探究中流產(chǎn)

生的熱量與電阻的關(guān)系；放B正確；

C.要探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系，應(yīng)保證通過(guò)電阻絲的電流和電阻大小

均相同，而只改變通電時(shí)間，而甲、乙裝置均都可以改變通電時(shí)間，把甲圖或乙圖的其中一

側(cè)作為研究對(duì)象，甲、乙裝置均可探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系，故c錯(cuò)誤；

D.根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律可知通過(guò)右側(cè)兩電阻的電流相等，設(shè)通過(guò)乙裝置中

左側(cè)容器中電阻的電流為/,根據(jù)并聯(lián)電路電流的規(guī)律，則通過(guò)右側(cè)容器電阻的電流為Q5/,

根據(jù)

Q=I2Rt

可知，在通電時(shí)間和電阻用同的條件下，產(chǎn)生熱量與電流的平方成正比，故通電一段時(shí)間后

左右兩邊容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量之比是

I2:（0.5/）』4:1

故D正確。

故選BD。

（咫例3］小杰利用圖一和圖二的裝置"探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)”。

圖一在兩個(gè)透明容器中密封等量的空氣，各放置一段電阻絲，并連接一個(gè)裝水的U形管，

通過(guò)U形管中水面的高度差來(lái)判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少，裝置的密封性能良好。

（1）小杰猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，下列能支持她猜想的現(xiàn)象是（選填

字母）；

A.正常工作時(shí)，“36V54W”的燈泡比"12V6W”的燈泡亮

B.接線板上接入的用電據(jù)越多，導(dǎo)線越容易發(fā)熱

C.電熨斗工作時(shí)發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱

（2）圖一裝置中如果以發(fā)生了斷路，在通電時(shí)間相同的情況下，與以未發(fā)生斷路之前相

比較，左側(cè)U形管中液面的高度差將（選填“變大""變小"或"不變”）;

（3）小杰利用圖二裝置探究電阻大小和產(chǎn)生熱量的關(guān)系（RARG,在a、b兩瓶?jī)?nèi)加入質(zhì)

量和初溫都相同的煤油。閉合開(kāi)關(guān)一段時(shí)間后，他發(fā)現(xiàn)a燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)大，表明電流

和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越。根據(jù)上述規(guī)律，小杰得

出電烤箱低溫?fù)踅尤腚娐冯娮杞z的阻值要比高溫?fù)蹼娮杞z的阻值小，此結(jié)論是（填"正

確"或"錯(cuò)誤"）的;

（4）小杰把圖二裝置改成探究物質(zhì)吸熱能力的實(shí)驗(yàn)裝置，需要進(jìn)行一些改進(jìn)：

①在a、b兩瓶?jī)?nèi)換用質(zhì)量、初溫都相同的（選填“相同”或"不同〃）液體，電阻絲的

阻值凡&（填"或">"）；

②一段時(shí)間后，小杰觀察到b瓶?jī)?nèi)液體溫度高一些，可判斷a、b兩瓶?jī)?nèi)液體吸收的熱量

QaQb（填"或,a的吸熱能力（填"強(qiáng)"或"弱〃）。

【答案】C變大越多錯(cuò)誤不同==強(qiáng)

【詳解】（1）⑴猜想電沆產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，需要控制電流、通電時(shí)間相同，導(dǎo)

體的電阻不同。

B.接線板上接入的用電器越多，導(dǎo)線中的電流越大，沒(méi)有控制電流相同，故B不符合題意：

C.電熨斗工作時(shí)發(fā)熱明顯，此時(shí)電熨斗與導(dǎo)線電流、通電時(shí)間相同，電阻不同，符合控制

變量法，故C符合題意。

故選C。

（2）[2]在乙實(shí)驗(yàn)中，電阻心斷路后，根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電阻的規(guī)律，電路中的總電阻變大,

在電源電壓一定時(shí)，根據(jù)歡姆定律可知，電路中的電流變小，即通過(guò)心的電流變小，根據(jù)

焦耳定律可知，在相同的時(shí)間內(nèi)，電阻&產(chǎn)生的熱量變小，由轉(zhuǎn)換法，左側(cè)U形

管中液面的高度差的變小。

（3）⑶閉合開(kāi)關(guān)，通電一段時(shí)間后，小明發(fā)現(xiàn)a燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)大，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，這

表明：電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。

（4）[5][6]圖二中，兩電阻串聯(lián)，通過(guò)兩電阻的電流相等，通電時(shí)間也相等，根據(jù)比較吸熱

能力的方法，在a、b兩瓶?jī)?nèi)換用質(zhì)量、初溫都相同的不同液體，為控制相同時(shí)間吸熱相同，

根據(jù)Q=FRt,電阻絲的阻值Ra=Rb。

⑺⑻一段時(shí)間后，小杰觀察到b瓶?jī)?nèi)液體溫度高一些，根據(jù)Q=/2Rt,因時(shí)間相同，故可知

a、b兩瓶?jī)?nèi)液體吸收的熱量Q=Qb；根據(jù)比較吸熱能力的方法，a的吸熱能力強(qiáng)。

【典例4】為了“比較不同物質(zhì)的吸熱能力〃，物理興趣小組在實(shí)驗(yàn)室利用老師提供的器材連

接好如圖所示的電路，A瓶中裝的是水，B瓶中裝的是燃油，兩瓶中用的是電阻均為5。的

（1）為確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性，水和煤油的質(zhì)量和初溫必須相等。閉合開(kāi)關(guān)后，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間

發(fā)現(xiàn)（選填"A"或〃B"）瓶中的溫度計(jì)的示數(shù)升高快，這是因?yàn)樗谋葻崛葺^大的緣故。

若電熱絲產(chǎn)生的熱量完全被水和煤油吸收，在這段時(shí)間內(nèi)，水和煤油吸收的熱量______（選

填"相等"或"不相等”）：

（2）實(shí)驗(yàn)時(shí)，小明和小紅發(fā)現(xiàn)電熱絲熱得很快，而連接的導(dǎo)線卻不怎么熱。小紅猜想：發(fā)

熱不同是因?yàn)橥ㄟ^(guò)電熱絲和導(dǎo)線的電流不同。小明猜想：發(fā)熱不同是因?yàn)殡姛峤z和導(dǎo)線的電

阻不同。其他同學(xué)立刻判斷小紅的猜想是錯(cuò)誤的，原因是。小明和小紅又利用此裝置

探究J'"通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少和電流的關(guān)系”，根據(jù)記錄數(shù)據(jù)大致畫(huà)出r產(chǎn)生的熱量。和

電流/關(guān)系的圖象，其中正確的是；

的水和煤油、天平、10。的電熱絲兩根、電流表和電壓表各一只、秒表等。要完成實(shí)驗(yàn)，他

們應(yīng)該在原來(lái)的裝置上調(diào)整的器材及要求是①：0

【答案】B相等導(dǎo)線和電熱絲串聯(lián)，通過(guò)它們的電流相等B把其

中一只5Q的電阻絲換成10Q的電阻絲把水換成等質(zhì)量的煤油

【詳解】煤油的比熱容小于水的比熱容，相同質(zhì)量的水和煤油，吸收相同的熱量時(shí)，

燥油的溫度升高的快，即B瓶中的溫度計(jì)的示數(shù)升高快.

［2］若電熱絲產(chǎn)生的熱量完全被水和煤油吸收，電阻相等的兩電熱絲串聯(lián)，通過(guò)的電流相等，

根據(jù)。=/2用可知，在這段時(shí)間內(nèi)，水和煤油吸收的熱量相等。

（2）⑶因?yàn)閷?dǎo)線和電阻絲吊聯(lián)，通過(guò)它們的電流相等，所以小紅的猜想的錯(cuò)誤的。

⑷探究“通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少和電流的關(guān)系”，應(yīng)當(dāng)控制電阻和通電時(shí)間作為常數(shù)，根據(jù)

焦耳定律。=尸心可知，產(chǎn)生的熱量Q是電流的二次函數(shù)，故ACD錯(cuò)誤，B正確。

故選Bo

（3）⑸⑹電流產(chǎn)生的熱量與通過(guò)導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān)，要研究電流產(chǎn)

生的熱量與電阻的關(guān)系，需要控制通過(guò)導(dǎo)體的電流、通電時(shí)間相同，換用不同的電阻絲，將

A（或B）瓶?jī)?nèi)的電阻絲換成10。的；實(shí)驗(yàn)中，還要讓兩電熱絲都放入煤油中（同樣條件下

煤油升溫快，實(shí)驗(yàn)效果更明顯），通過(guò)煤油升高溫度的多少說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量多少，所以

將A瓶?jī)?nèi)的水換成等質(zhì)量的燥油。

【典例5］如圖是探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)〃的三套實(shí)驗(yàn)裝置，

甲、乙裝置的兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，丙裝置的兩個(gè)燒瓶中裝有等質(zhì)量的煤油。

（1）甲、乙實(shí)驗(yàn)通電前，需使兩個(gè)U形管內(nèi)的液面：利用U形管中液面高度差來(lái)判

斷電流產(chǎn)生熱量的多少，利用的實(shí)驗(yàn)方法是;

（2）乙裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。將此裝置接到電源兩端，通電一段時(shí)

間，在（選填“左”或”右〃）側(cè)容器中產(chǎn)生的熱量較多。若通電一段時(shí)間后，其中一個(gè)

U形管中的液面高度兒乎不變，發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是:

（3）某同學(xué)利用丙裝置改做“比較水和煤油比熱容的大小”的實(shí)驗(yàn)，則他們應(yīng)將其中一個(gè)燒

瓶中的煤油換成質(zhì)量和初溫相等的水，并使甲、乙兩燒瓶中金屬絲的電阻（選填“相

等"或"不相等”），此實(shí)驗(yàn)中水和煤油吸熱的多少是通過(guò)（選填“升高的溫度“或“加熱

時(shí)間")來(lái)反映的。

【答案】相平轉(zhuǎn)換法電流左裝置漏氣相等加熱時(shí)間

【詳解】⑵甲、乙實(shí)驗(yàn)通電前，容器中密閉的是空氣，壓強(qiáng)與外界大氣壓相同，因

此需使兩個(gè)U形管內(nèi)的液面相平；給容器中的空氣加熱，容器中壓強(qiáng)增大，使U形管中液

面發(fā)生變化，實(shí)驗(yàn)利用U形管中液面高度差來(lái)判斷電流聲生熱量的多少，這里采用的物理

研究方法是轉(zhuǎn)換法。

(2)[3]乙裝置中，&、R?并聯(lián)后與R/串聯(lián)，Ri、R2的電阻相同，通電時(shí)間相同，但通過(guò)的

電流不同，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。

⑷其中電阻R的作用主要是使通過(guò)R/和后的電流不相等，將此裝置接到電源兩端，通電

一段時(shí)間，由于通過(guò)Q的電流較大，在左側(cè)容器中產(chǎn)生的熱量較多，左側(cè)U形管中液面高

度差較大。

⑸若通電一段時(shí)間后，其中?個(gè)U形管中的液面高度幾乎不變，原因可能是裝置漏氣，

(3)[6]⑺某同學(xué)利用丙裝置改做“比較水和煤油比熱容的大小〃的實(shí)驗(yàn)，則他們應(yīng)將其中一

個(gè)燒瓶中的煤油換成質(zhì)量和初溫相等的水，并使甲、乙兩燒瓶中金屬絲的電阻相等，此實(shí)驗(yàn)

中水和煤油吸熱的多少是通過(guò)加熱時(shí)間來(lái)反映的，加熱時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。

現(xiàn)困縛5

一、單選題

1.下列說(shuō)法中錯(cuò)誤的是?：)

A.電流通過(guò)導(dǎo)體，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)

B.將兩只相同的“220V40W〃的燈泡串聯(lián)接入家庭電路，兩只燈泡總電功率為80W

C.當(dāng)導(dǎo)體電阻不變時(shí)，道過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩端的電壓成正比

D.把一個(gè)100Q的電阻和1Q的電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的總電阻小于1Q

【答案】B

【詳解】A.電流通過(guò)電阻時(shí)，在電阻上消耗的電能轉(zhuǎn)化為熱能，這種現(xiàn)象稱為電流的熱效

應(yīng)，故A正確，不符合題意；

B.串聯(lián)電路總電壓等于各部分電壓之和，將兩只相同的“220V40W〃的燈泡串聯(lián)接入家庭電

路，由于兩個(gè)燈泡串聯(lián)時(shí)，它們兩端的電壓將低于其額定電壓，而不能正常工作，每個(gè)燈泡

的實(shí)際功率均小于額定功率40W,所以串聯(lián)后的總功率小于80W,故B錯(cuò)誤，符合題意；

C.當(dāng)導(dǎo)體電阻不變時(shí)，根據(jù)歐姆定律

通過(guò)導(dǎo)體的電流與導(dǎo)體兩湍的電壓成正比，故C正確，不符合題意；

D.并聯(lián)電路總電阻小于任一支路的電阻，把一個(gè)100。的電阻和1。的電阻并聯(lián)，并聯(lián)后的

總電阻小于1Q，故D正確，不符合題意。

故選Bo

2.將規(guī)格都是“220V,180W〃的一臺(tái)電冰箱、一臺(tái)電風(fēng)扇和一床電熱毯，分別接入同一家庭

電路中，若通電時(shí)間相同，則關(guān)于這三個(gè)用電器，下列說(shuō)法正確的是（）

A.均能將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

B.甩阻相等

C.消耗的電能一樣多

D.產(chǎn)生的熱量相等

【答案】C

【詳解】A.電冰箱與電風(fēng)扇工作時(shí)，主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，產(chǎn)生的熱量很少，電熱毯

工作時(shí)電熱絲產(chǎn)生熱量，把電能全部轉(zhuǎn)化為熱量，故A錯(cuò)誤；

B.三種用電器工作時(shí)，能量轉(zhuǎn)化不同，則電阻絲的溫度不同，其阻值可能不同，故B錯(cuò)誤；

C.三種用電器正常工作時(shí)，實(shí)際功率相同，都等于額定功率，通電時(shí)間相同，根據(jù)

可知消耗的電能相同，故C正確；

D.由于三種用電器工作時(shí)能最轉(zhuǎn)化的形式不同，所以產(chǎn)生的熱最不相等，故D錯(cuò)誤。

故選C。

3.探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)〃的實(shí)驗(yàn)如圖甲和乙所示，兩透明

容器中密封著等量的空氣，兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)連接到電源兩端，通電一段時(shí)間后，

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(shuō)法正確的是（）

A.該實(shí)驗(yàn)裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來(lái)反映電阻絲放出熱量的多少

B.圖甲和圖乙都可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間的關(guān)系

C.圖乙的裝置是在探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，其中右側(cè)容器內(nèi)的電阻阻

值可以為10Q

D.圖甲中通電相同時(shí)間后，兩U形管的液面高度差之比為2（31

【答案】B

【詳解】A.U形管內(nèi)液面高度變化是由容器內(nèi)氣體受熱膨脹引起的，故A錯(cuò)誤；

B.分析兩圖可知，要探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系，應(yīng)保證通過(guò)電阻絲的

電流和電阻大小均相同，而只改變通電時(shí)間，因此均可以改變通電時(shí)間而單獨(dú)研究甲圖或乙

圖的其中一側(cè)，故B正確；

C.乙實(shí)驗(yàn)是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，通過(guò)它們的電流不同、通電時(shí)間和電阻都

要相同，右邊容器中的電阻要等于左邊容器中的電阻50,故C錯(cuò)誤；

D.由串聯(lián)電路電流處處相等，同時(shí)結(jié)合。=尸用計(jì)算甲圖中兩電阻產(chǎn)生的熱量之比

PR4/Q/2R右f=5Q團(tuán)100=1（32

而產(chǎn)生的熱量加熱氣體，使氣體受熱膨脹，從而引起U形管內(nèi)液面高度變化，由此可知U

形管內(nèi)液面高度差之比為熱量之比即為102,故D錯(cuò)誤。

故選Bo

4.如圖所示，在探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置中，兩個(gè)

透明容器中分別接入了電阻絲幻和&,且密封著等量的空氣。將該裝置接入電路進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，

下列說(shuō)法正確的是（）

A.若R/和R2阻值不相等，則可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

B.通電一段時(shí)間，兩個(gè)透明容器中空氣內(nèi)能增大是通過(guò)做功的方式改變的

C.若Q和R2阻值相等，則可以探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系

D.U形管液面高度變化是因?yàn)閁形管中液體吸收熱量受熱膨脹造成的

【答案】C

【詳解】A.探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，要控制電流和通電時(shí)間相同：上

圖中，右側(cè)兩電阻并聯(lián)后再與左側(cè)電阻串聯(lián)，容器內(nèi)兩電阻大小相等，根據(jù)并聯(lián)和串聯(lián)電路

電流的規(guī)律，通過(guò)左側(cè)容翳中電阻的電流大于通過(guò)右側(cè)容器中電阻的電流，故不能探究電流

通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；

B.電流通過(guò)電阻絲時(shí)，電流會(huì)做功，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使得電阻絲的內(nèi)能變大，空氣會(huì)吸

收電阻絲的熱量溫度升高，空氣內(nèi)能增大通過(guò)熱傳遞的方式改變的，故B錯(cuò)誤；

C.若R/和冷阻值相等，結(jié)合A,因通過(guò)兩容器內(nèi)的電沆不同，通電時(shí)間相同，則可以探究

電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故C正確；

D.U形管液面高度變化是從電阻絲放熱，容器內(nèi)空氣吸收熱量膨脹造成的，故D錯(cuò)誤。

故選C。

5.如圖甲是小燈泡L和電阻R的/-U圖象，將小燈泡L和電阻R接入圖乙所示的電路中，

只閉合開(kāi)關(guān)立時(shí)，小燈泡L的實(shí)際功率為1W,下列說(shuō)法正確的是（）

A.只閉合開(kāi)關(guān)Si時(shí).，小燈泡L的電阻為40Q

B.再閉合開(kāi)關(guān)S2后，在Imin內(nèi)電阻R產(chǎn)生的熱量為2.4J

C.再閉合開(kāi)關(guān)S2后，電路總功率為1.5W

D.再閉合開(kāi)關(guān)S2后，電流表示數(shù)增加0.2A

【答案】D

【詳解】A.只閉合開(kāi)關(guān)Sl時(shí)，電路為L(zhǎng)的簡(jiǎn)單電路，由圖象可知，當(dāng)”=2V、/.0.5A時(shí),

燈泡的實(shí)際功率

尸『U〃L2VXO.5A=1W

則電源電壓

U=U.2V

電流表示數(shù)為0.5A,小燈泡L的電阻為

故A錯(cuò)誤；

BCD.再閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，L與R并聯(lián)，電流表測(cè)干路電流，因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓

相等，所以電阻〃兩端的電壓

UR=U=2V

由圖象可知，通過(guò)R的電流/“0.2A,在lmin內(nèi)電阻H產(chǎn)生的熱量

W=U〃W=2VxO.2Ax60s=24J

因并聯(lián)電路中各支路獨(dú)立工作、互不影響，所以電流表示數(shù)增加了0.2A,因并聯(lián)電路中干

路電流等于各支路電流之和，所以干路電流

/=//+/R=0.5A+0.2A=0.7A

電路的總功率

P=t//=2VxO.7A=1.4W

故BC錯(cuò)誤，D正確。

故選Do

6.如圖所示的電路電源電壓恒為3V,閉合開(kāi)關(guān)S,電流表Ai示數(shù)為0.5A,A2示數(shù)為03A。

則（）

A.通過(guò)Q和R2的電流之比是5：3

B.R/和&的阻值之比是3：2

C.在5min的時(shí)間內(nèi)C消耗的電能是180J

D.電阻Rz的電功率是1.5W

【答案】C

【詳解】閉合開(kāi)關(guān)，兩電組并聯(lián)，電流表4測(cè)量干路電流，電流表A2測(cè)量通過(guò)Ri的電流。

A.電流表Ai示數(shù)為0.5A,A2示數(shù)為0.3A,故通過(guò)Q的電流為〃=0.3A,根據(jù)并聯(lián)電路的

電流特點(diǎn)可知通過(guò)后的電流為

通過(guò)Q和R2的電流之比

故A錯(cuò)誤：

故B錯(cuò)誤；

C.在5min的時(shí)間內(nèi)&消耗的電能等于電流做的功，為

故C正確；

D.根據(jù)尸=U/可知電阻R的功率

故D錯(cuò)誤。

故選C。

7.如圖所示是“探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)”的實(shí)瞼裝置。兩個(gè)透

明容器中密封著等量的空氣，下列說(shuō)法錯(cuò)誤的是（）

A.本實(shí)驗(yàn)利用了轉(zhuǎn)換法，將電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)換成U形管液面高度差的變化

B.利用任意一個(gè)容器中的電阻都可以探究電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量與時(shí)間的關(guān)系

C.圖甲中，通電一段時(shí)間后左右兩邊容器內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量之比是1：2

D.圖乙所示裝置中，通電一段時(shí)間后兩容錯(cuò)內(nèi)電阻產(chǎn)生的熱量之比為2：1

【答案】D

【詳解】A.本實(shí)驗(yàn)中電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少不能直接看出來(lái)，實(shí)驗(yàn)利用U形管液

面高度差的變化來(lái)反映電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量的多少，這是轉(zhuǎn)換法，故A正確，不符合題

意；

B.任意一個(gè)容器中的電阻一定，通過(guò)的電流一定，改變通電時(shí)間，就可以探究電流通過(guò)電

阻產(chǎn)生的熱量與時(shí)間的關(guān)系，故B正確，不符合題意；

故選D。

A.甲圖中，左右兩電阻發(fā)熱量之比為2：1

B.甲圖中，兩電阻串聯(lián)上要是為了保證通電時(shí)間相同

C.乙圖中，左右兩電阻發(fā)熱量之比為4：1

D.乙圖中，若將右側(cè)容器上面的電阻拆除，右側(cè)發(fā)熱電阻的發(fā)熱最變?yōu)樵瓉?lái)的4倍

【答案】C

【分析】（1）電流產(chǎn)生的熱量與電阻成正比、與電流表的平方成正比、與通電時(shí)間成正比；

⑵根據(jù)串并聯(lián)電路電流的特點(diǎn)分析作用兩側(cè)的電流關(guān)系，根據(jù)焦耳定律得出比值；

⑶若將右側(cè)容器上面的電阻拆除，則該電路為串聯(lián)電路，據(jù)此判定熱量的大小。

【詳解】AB.由圖甲可知，兩個(gè)電阻串聯(lián)接入電路中，根據(jù)甲聯(lián)電路的特點(diǎn)可知，通過(guò)兩

個(gè)電阻的電流是相同的，通電時(shí)間也相同；在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電

阻成正比，電阻之比為

所以左右兩電阻發(fā)熱量之比為2:1,故AB錯(cuò)誤；

D.乙圖中，拆除前，由串并電路的電阻特點(diǎn)可知，電路總電阻

電路中電流

通過(guò)右側(cè)電阻的電流為

拆除后，為串聯(lián)電路，電珞中電流

右側(cè)發(fā)熱電阻的發(fā)熱量變?yōu)樵瓉?lái)的2.25倍，故D錯(cuò)誤。

故選C。

—、實(shí)

9.為了探究影響電熱的因素，小偉先設(shè)計(jì)了如圖所示電路，燒瓶中盛有一定質(zhì)量的煤油，

Ri/i>R乙。

（1）為了在較短的時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，選用煤油而不用水，主要是由于：;

（2）通電一段時(shí)間后，比較兩燒瓶（選填“溫度計(jì)的示數(shù)”或“加熱時(shí)間”），則可以

探究出電熱與的關(guān)系。觀察發(fā)現(xiàn)甲燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)大，表明其它條件相同時(shí)，

導(dǎo)體的電阻越_______，產(chǎn)生的熱量越多；

（3）本實(shí)驗(yàn)通過(guò)以兩金屬絲串聯(lián)的方式，控制和相同；還因?yàn)閷?dǎo)體產(chǎn)生的熱

量不易直接觀察，便把導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)換為,為了保證這種轉(zhuǎn)換的科學(xué)性，

實(shí)驗(yàn)中采取的措施是煤油的、相同；

【答案】煤油的比熱容比水小溫度計(jì)的示數(shù)電阻大小大電流

通電時(shí)間煤油吸熱后溫度的變化質(zhì)量初溫

（2）⑵根據(jù)轉(zhuǎn)換法，加熱時(shí)間是相同的，比較兩燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)來(lái)比較產(chǎn)生的熱量多

少。

[3][4]圖中兩電阻絲串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)各處的電流相等（通電時(shí)間相同），故可以探究出電熱

與電阻大小的關(guān)系；觀察發(fā)現(xiàn)甲燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)大，表明其它條件相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻

越大，產(chǎn)生的熱量越多。

（3）[5]⑹本實(shí)驗(yàn)通過(guò)以西金屬絲串聯(lián)的方式，根據(jù)串聯(lián)各處的電流相等可知，控制電流和

通電時(shí)間相同。

⑺⑻[9]因?yàn)閷?dǎo)體產(chǎn)生的熱量不易直接觀察，把導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)換為煤油吸熱后溫度

的變化;為了保證這種轉(zhuǎn)換的科學(xué)性，實(shí)驗(yàn)中還應(yīng)采取的措施是控制煤油的質(zhì)量、初溫相同。

10.小明在探究“電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)"的實(shí)驗(yàn)中，在兩個(gè)透明容器中密封等量的

空氣，各放置一段電阻絲，并連接一個(gè)裝水的U形管，通過(guò)U形管中水面的高度差來(lái)判斷

電阻產(chǎn)生熱量的多少。已知裝置的密封性能良好。

（1）利用甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系，通電一段時(shí)間后，與

（選填"左”或"右〃）側(cè)容器相連的U形管中液面的高度差較大。

（2）乙裝置中的電阻尺'的作用主要是使電阻R/和R2中的電流（選填“相等〃

或“不相等〃），為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，可以將以換成阻值（選填"更大”或“更

小"）的電阻。

（3）通過(guò)觀察乙裝置中的現(xiàn)象可得出結(jié)論:在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越，

導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。

（4）乙裝置中，如果R3斷路，在通電時(shí)間相同時(shí)，與處沒(méi)有斷路時(shí)相比較，左側(cè)U形管

中液面的高度差將，右側(cè)U形管中液面的高度差將。（均選填"變

大”、"變小"或“不變〃）

【答案】電阻右不相等更小的大變小變大

【詳解】（1）[1]⑵在甲裝置中，將容器中的電阻絲串聯(lián)起來(lái)接到電源兩端，通過(guò)它們的電

流/與通電時(shí)間/相同，探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；甲實(shí)驗(yàn)兩電阻絲串聯(lián)，則通過(guò)

電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，右側(cè)電阻阻值大，由焦耳定律Q=/2.可知，右側(cè)電阻絲產(chǎn)

生熱量多：則右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多，右側(cè)容器中U形管中液面的高度差大。

（2）[3][4]圖乙的裝置在實(shí)驗(yàn)中，右側(cè)容器的外部，將一個(gè)完全相同的電阻和這個(gè)容器內(nèi)的

電阻并聯(lián)，再接入原電路，使通過(guò)左邊容器中電阻的電流與通過(guò)右邊容器中電阻的電流不同，

可以探究電流產(chǎn)生的熱量與通過(guò)導(dǎo)體的電流大小的關(guān)系；為了使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，可以將

R3的阻值換成更小的，這樣分流更多，R/和心發(fā)熱多少對(duì)比更明顯。

（3）⑸圖乙的裝置在實(shí)驗(yàn)中電阻相同，左邊容器中通過(guò)電阻的電流大，乙裝置中的現(xiàn)象左

邊液柱更高，可得出結(jié)論：在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；

（4）[6]⑺在乙實(shí)驗(yàn)中，電阻以斷路后，電路中的總電阻變大，在電源電壓一定時(shí)，根據(jù)

歐姆定律可知，電路中的電流變小，即通過(guò)處的電流變小，根據(jù)焦耳定律可知，在相同的

時(shí)間內(nèi)，電阻勺產(chǎn)生的熱量變小，左側(cè)U形管中液面的高度差的變小；通過(guò)&中的電流變

大，因此右側(cè)U形管中液面的高度差將變大。

三、填空題

11.如圖所示，電源電壓保持不變，R=10Q，閉合開(kāi)關(guān)S,開(kāi)關(guān)So撥至〃時(shí)電壓表示數(shù)是撥

至b時(shí)的3倍，則型=Q；若電源電壓為3V,當(dāng)開(kāi)關(guān)So撥至〃時(shí)，R2在lOmin

內(nèi)產(chǎn)生的熱量是Jo

【答案】20120

【詳解】⑴設(shè)電源電壓為U,閉合開(kāi)關(guān)S,開(kāi)關(guān)％撥至5時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)R/兩

端的電壓；閉合開(kāi)關(guān)S，開(kāi)關(guān)So撥至。時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電壓表測(cè)電源的電壓，因串聯(lián)電路

中總電用等于各分電壓之和,且開(kāi)關(guān)S。撥至〃時(shí)電并表示數(shù)是按至〃時(shí)的3倍，所以.兩

電阻兩端的電壓之比為

因串聯(lián)電路電流處處相等，因此根據(jù)歐姆定律可得，兩電阻的阻值之比為

則上的阻值為

⑵若電源電壓為3V,當(dāng)開(kāi)關(guān)So撥至〃時(shí)，因串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和，所以電

路中的電流為

R2在lOmin內(nèi)產(chǎn)生的熱量是

12.電熱飲水機(jī)通過(guò)機(jī)內(nèi)溫控開(kāi)關(guān)5進(jìn)行自動(dòng)控制，實(shí)現(xiàn)加熱和保溫兩種功能。電路原理如

圖乙所示。電源電壓恒為220V,當(dāng)開(kāi)關(guān)S接。時(shí)，電路處于加熱狀態(tài)，電流為5A,此時(shí)該

飲水機(jī)加熱功率為W；該飲水機(jī)在加熱狀態(tài)工作100s,產(chǎn)生的熱量為J：

當(dāng)開(kāi)關(guān)S接〃時(shí)，電路處于保溫狀態(tài)，消耗的功率為44W,則保溫狀態(tài)下，電阻凡兩端電

壓為Vo

【詳解】⑴由圖可知，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接〃時(shí)，只有修接入電路中，電路處于加熱狀態(tài)，飲水機(jī)

加熱功率為

⑵根據(jù)題意可知，該飲水機(jī)在加熱狀態(tài)工作100s,產(chǎn)生的熱量為

13.電飯煲工作時(shí)通常有兩種工作狀態(tài)：一種是加熱狀態(tài)，另一種是保溫狀態(tài)，如圖是電飯

煲的工作電路圖，其中型是加熱用的電阻，則當(dāng)自動(dòng)開(kāi)關(guān)處于狀態(tài)時(shí)（選填〃斷開(kāi)〃

或“閉合”），電飯煲處于加熱狀態(tài)；若電飯煲在保溫狀態(tài)時(shí)R2的電功率是加熱狀態(tài)時(shí)的電

功率的,，則R/:R2=_____O

4

⑵因?yàn)槭?內(nèi)?,且

即

解得

電源的電壓不變，故

解得

-2=1：1

14.現(xiàn)有兩個(gè)定值電阻尺和改,分別標(biāo)有“10V0.5A"和"5V1A〃的字樣，將它們串聯(lián)接在同

一電路中，則電路兩端允許接入的最大電壓是V,當(dāng)它們工作時(shí)間相同時(shí)，電阻R/

和心上產(chǎn)生的熱量之比Q：Qz-。

【答案】12.54：1

【詳解】［1］電阻R/、&的阻值分別為

將Q和&串聯(lián)在電路中時(shí)，電路允許通過(guò)的最大電流為0.5A,電路中的總電阻

R=R/+R2=20Q+5Q=25Q

那么電路兩端允許接入的最大電壓

U=/R=0.5AX25Q=12.5V

⑵據(jù)。放知，當(dāng)兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，通電時(shí)間相同時(shí)，兩個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量之比等

于兩電阻之比，為

Q：Q2=RI：R2=20Q：5Q=4：1

15.如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，甲、乙兩表均為電流表，若兩表示數(shù)之比/仆1^=1：4,Ri：

R2=;當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，甲、乙兩表均為電壓表時(shí)，則兩表示數(shù)之比U/：U片；

相同時(shí)間內(nèi)修、心產(chǎn)生的熱量之比Q