第19讲 电热本讲内容历来是中考的热点，命题多以生活中的用电器为背景，主要考查：电流的热效应，有时还与热学知识、效率的知识综合考查．各种题型均有体现．考试说明1.通过实验，探究并了解焦耳定律.2.用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象. 探究电流的热效应实验探究探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系实验装置探究方法_________法、___________法设计方法通过液面高度的变化判断电阻产生热量的多少电阻串联的目的是控制_______和______相同将等大的电阻串联，然后再将第三个电阻与其中一个并联，目的是改变通过_______的大小结论在电流、通电时间相同的情况下，电阻越____，产生的热量越多在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越_____，产生的热量越多补充若该试验用温度计和液体来做实验，应选煤油，因为煤油的________较小；两烧瓶中煤油的和________要相同；通过观察温度计的_______来判断电热的多少 【提示】 电流通过用电器，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应．电流的热效应是电流的普遍现象． 焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟_______成正比，跟______成正比，跟_____成正比基本公式Q=I2Rt（普遍适用）导出公式Q=W=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt（纯电阻使用） 电热的利用和防止1.电热的利用——电热器原理电流的___效应组成主要结构：发热体优点清洁卫生，没有环境污染效率__________可以方便地控制和调节温度示例电饭煲、电烙铁、电烤箱7\n1.电热危害及防止危害烧坏用电器加速绝缘材料的老化造成输送电能过程中电能损失防止安装______________安装散热片安装_____________【提示】 保险丝利用电热将自身烧断，从而保护电路中的导线不被烧坏，这里利用了“逆向思维”．命题点 焦耳定律 (2022·遵义)一台电炉通电后，电炉丝热得发红，与电炉丝连接的导线却不怎么热，这台电炉的额定电压为220V，额定功率为1100W，与电炉丝连接的导线的电阻为0.1Ω，电炉正常工作10min，通过导线的电流为____A，导线上产生的热量是______J.点拨：根据题意可知，电炉丝与导线串联，它们通过的电流相等，电炉丝烧得发红，而跟电炉丝相连的导线却不怎么热，说明相同的时间内电炉丝产生的热量大于导线产生的热量，根据串联电路的电流特点和Q＝W＝I2Rt分析电热与电阻的关系．1．(2022·泉州)阻值为100Ω的电炉接在电压为220V的电路中，则通过电炉丝的电流是____A，电炉丝通电10s产生的热量是______J.2．(2022·黔西南)两个电阻A和B，在一定温度下，电流与其两端电压的关系如图所示，A电阻为____Ω，将他们并联后接在电压为2.5V的电源上，通过它们的总电流是0.75A，这时A电阻在1s内所产生的热量是____J.3．(2022·绥化)图为“探究电流通过导体产生热量与哪些因素有关”的实验装置．将阻值分别为5Ω和10Ω的电热丝R1和R2，按如图方式接入电压为3V的电路中，则电流通过____(填“R1”或“R2”)电热丝产生的热量多；通电10min，R2产生的热量是____J.4．(2022·成都)如图所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置．已知R甲＝5Ω，R乙＝10Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝串联在电路中．若电路中的电流为0.3A，则甲电阻丝在1min内产生的热量为27J.7\n命题点 探究电流产生的热量跟什么因素有关研究通电导体产生的热量跟哪些因素有关时，注意控制变量法的应用．另外还要注意，实验中是用温度计示数变化来反映电流产生热量多少，不是用温度计示数高低来反映电流产生热量多少． (2022·衡阳)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝(R1＜R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变．(1)实验中通过____________________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少．(2)甲装置可探究电流产生的热量与____的关系．(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与______的关系.(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与____(填气球字母标号)气球相通的电阻丝产生的热量最多．探究电热与电阻的关系，保持通电时间和电流相同，电阻不同；探究电热与电流的关系，保持通电时间和电阻相同，电流不同．通过气球的膨胀程度，分析产生电热的多少，此处利用了转换法．(5)小强用如图装置也对“电流产生的热量与哪些因素有关”进行了探究，如图1在两个密闭容器中装有质量______(“相等”或“不等”)的空气，并各放置一根阻值不同的电阻丝，此装置可研究电流产生的热量与______的关系，如图2是两密闭容器中的电阻丝阻值一样，但在其中一容器外并联一个阻值相同的电阻，此装置研究的是电流产生的热量与______的关系，两个实验都是观察U形管中液面的______来比较电阻丝产生热量的多少．如果通过图2装置左边容器中5Ω的电流为0.8A，则其右边容器中的空气1分钟内最多可从电阻丝吸收____J的热量(忽略环境影响)．如果通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是__________________________．7\n一、选择题1．(2022·自贡)将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是( )A．三个用电器产生的热量相同B．电风扇产生的热量最多C．电烙铁产生的热量最多D．电视机产生的热量最多2．(2022·宿迁)电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为( )A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B．导线的绝缘皮隔热C．导线散热比电阻丝快D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少3．(2022·钦州)如图所示，阻值为R的电阻丝，用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是( ) ABCD4．将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值为10Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电10min，电流产生的热量是( )A．1.5×103J B．3.75×103JC．7.5×103JD．6.0×103J5．(2022·武汉)下图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置．两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化．下列说法正确的是( )A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少6．(多选)(2022·崇左)如图是探究电流热效应的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积均相同，则( )A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系7\nC．在甲图中，闭合开关一段时间后，两个瓶中温度计示数相同D．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升得越多二、填空题7．(2022·广安)如图是在一定温度下，甲乙两个电阻的电流与电压的关系图像．根据图像可得R甲∶R乙＝______，若将甲、乙串联后接在同一电路上，产生的热量Q甲∶Q乙＝______．8．(2022·河南)图是某款电热水龙头的电路原理图．R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水档之间的切换．当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是______(填“冷”“温”或“热”)水．若R2＝2R1，水龙头在温水档正常工作时电功率为2000W，则它在热水档正常工作1min消耗的电能为________J.9．(2022·眉山)电动机在工作时会产生大量的热，因此利用油对电动机降温．已知电动机正常工作的电压为220V，电阻为5Ω，通过的电流为10A，则5min内电动机产生的热量为________J；产生热量的80%被油吸收，这些热量可以使质量为4kg的油温度上升____℃.[c油＝2.0×103J/(kg·℃)]10．(2022·无锡)某物理兴趣小组想利用如图所示的装置比较铝和某种合金材料的导电性能．(1)他们应该选用________和长度都相同的铝丝和合金丝．(2)在两个相同烧瓶分别装入等质量的煤油．接通电路后，他们发现甲烧瓶中煤油的温度比乙烧瓶中煤油的温度升高得慢，这说明____丝的导电性能较强．三、简答题11．(2022·贵阳)超导是导体电阻为零的现象，目前我们只研制出了低温下的超导材料．若我们研制出常温下的超导材料并作为输电导线，那么，还需要采用高压输电吗？为什么？12．(2022·六盘水)因为忙于中考复习，小丽已经很长时间没有打开过自己的电脑了，进入潮湿的夏季后，爸爸建议小丽定期给电脑通一会儿电．请你解释这样做的道理．四、实验探究题13．(2022·安顺)小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热的发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热．(1)请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题；(2)如图是小明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，金属丝电阻分别为RA7\n、RB，RA＜RB.通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些．请用所学的知识解释此现象．14．(2022·淄博)小明利用如图所示的装置，探究电流通过导体时产生热量的多少与电阻大小的关系：在两个相同的烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，乙烧瓶中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大．(1)通电一段时间后，小明发现____烧瓶中温度计的示数大，表明其他条件相同时，导体的电阻越____，产生的热量越多．(2)本实验使用了控制变量的科学方法：通过两段金属丝串联的方式，控制________及______相同；还使用了转换的科学方法，实验中采取的措施是_________________________．(3)小明想把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，则他应将其中一个烧瓶中的煤油换成______相同的水，将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中镍铬合金丝的______相等的镍铬合金丝，并将两个烧瓶中的金属丝做绝缘处理．五、计算题15．(2022·黔南)如图所示是扬才家的电热水壶的铭牌，他用该电热水壶将1.5kg的水从20℃加热到100℃.产品型号EL－8952额定电压 220V频 率 50Hz额定功率 1500W容 量 1.5L(1)水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/(kg·℃)](2)若电热水壶正常工作，且产生的热量全部被水吸收，需要加热多少时间？(3)若电热水壶实际加热时间大于上述计算的加热时间，可能的原因有哪些？(写出两种)7\n参考答案考点解读考点1 转换 控制变量 电流 通电时间 电流 大 大 比热容 初温 质量 示数考点2 电流的二次方 导体的电阻 通电时间考点3 1.热 高 2.散热风扇 散热窗各个击破例 5 1500题组训练 1.2.2 4840 2.5 1.25 3.R2 240 4.串 27实验突破例 (1)气球膨胀的程度大小 (2)电阻 电流 (3)C拓展训练 (5)相等 电阻 电流 高度差 48 空气盒有可能漏气(合理即可)整合集训1．C 2.D 3.D 4.D 5.C 6.AD 7.1∶4 1∶4 8.温 1.8×1059．1.5×105 15 10.(1)横截面积 (2)铝 11.不需要．采用高压输电是为了减少电能在输电电线上的损耗；而现利用超导材料做导线，电阻为0，由焦耳定律Q＝I2Rt可知，无论电流多大，输电导线上都不可能有电能损耗，所以无须高压输电． 12.在潮湿的夏季，长时间不用的电脑主机元件会附着上水汽，容易腐蚀损害电子元件，同时容易引起漏电、电线短路等事故．而根据焦耳定律可知，给电脑通电后，电脑元件会发热，同时也会使附着在电子元件上的水汽温度升高，蒸发加快，使电子元件变得干燥；因此，给电脑通电可以较快的去除电脑主机元件上附着的水汽，延长电脑使用寿命． 13.(1)电流一起通过电热丝和与之相连的导线，电热丝热的发红，由此提问“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”；(2)如图，镍铬合金丝和铜丝串联，通过的电流和通电时间相同，因为镍铬合金丝的电阻大于铜丝的电阻，电流通过镍铬合金丝产生的热量多，使B瓶中的煤油温度上升的快，由此得出，当通过的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多． 14.(1)乙 大 (2)通电时间 电流 通过比较温度计示数的大小来反映金属丝产生热量的多少 (3)质量 电阻 15.(1)Q吸＝c水m(t2－t1)＝4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃－20℃)＝5.04×105J； (2)∵电热水壶正常工作，∴P＝P额＝1500W，又∵W＝Q放＝Q吸＝5.04×105J，∴t＝＝＝336s； (3)原因可能是：①电热水壶(发热管)产生的热量没有全部被水吸收；②电热水壶实际工作电压小于额定电压．(其他答案合理即可)7
