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初中物理苏科版九年级全册电热器 电流的热效应第2课时课堂检测
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这是一份初中物理苏科版九年级全册电热器 电流的热效应第2课时课堂检测，文件包含153电热器电流的热效应第2课时考点解读原卷版docx、153电热器电流的热效应第2课时考点解读解析版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共43页， 欢迎下载使用。
4、焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律；
（2）公式：Q=I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）；
（3）变形公式：，Q=UIt。
（4）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=Q；在非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，W=Q+W其他；
5、焦耳定律的应用
（1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略；电压与电流同频且同相位．电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路；基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路。
（2）焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路；
（3）电热器的“双挡”问题：
①“双挡”中的电阻：电热器通常设计有“高温挡”和“低温挡”．根据可知，当U一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大，所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大；
②“双挡”的控制开关
a短路式
两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示；
当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温挡；
b单刀双掷式
主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接在附加电阻上，如下图所示；
当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温挡。
※注意：电流通过电动机做功消耗的电能，一部分转化为机械能，另一部分是转化为内能，也就是W≠Q．那么，用来计算电功的公式W=UIt不能用来计算电热，电热智能用焦耳定律Q=I2Rt来计算。
6、电功与热量的综合计算
（1）电能与电热的关系：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q=W），这时以下公式均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。
（2）串并联电路电功特点：
①在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；
②串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即；
③并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即（各支路通电时间都相同）
（3）电热的综合计算：
①水吸收的热量的计算：Q=cmΔt。
②用电器消耗电能放出的热量的计算：I2Rt=Q=W=Pt=UIt=（纯电阻电路）。
③明确Q与W的比例关系。根据比例关系列出等式，求出未知量。
【考点4 焦耳定律】
【典例4-1】（2023•华蓥市二模）如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路（R1＞R2）．根据不同的连接方式，比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）
A．若将甲、乙串联，U甲＞U乙，Q甲＞Q乙
B．若将甲、乙并联，U甲＝U乙，Q甲＞Q乙
C．若将甲、乙串联，U甲＞U乙，Q甲＜Q
D．若将甲、乙并联，U甲＝U乙，Q甲＝Q乙
【典例4-2】（2022秋•集贤县期末）如图是焦耳定律的实验装置。通电一段时间后，发现
侧容器连接的U形管液面高度差较大，若将R3拆下，R1换成10Ω的电阻，此装置还能探究电流产生的热量与 的关系。
【典例4-3】（2023•云南）实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R
（选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察
来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
（3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法：
。
（4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有
（请举一例）。
（5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 联（选填“串”或“并”）进行实验。
（6）本实验应用的研究方法有转换法和 法。
【变式4-1】（2023•凤翔县二模）关于下列各图所示的实验，说法正确的是（ ）
A．图甲中，将两个铅柱压在一起，下面能够悬挂一个钩码，说明分子之间存在间隙
B．图乙中，按压活塞对空气做功，硝化棉点燃，此过程与汽油机做功冲程的能量转化相同
C．图丙中，相同质量的水和煤油加热相同时间，煤油升温更快，煤油吸热能力较弱
D．图丁中，接通电路后可探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系
【变式4-2】（2023•浉河区模拟）任何伟大的发现都离不开科学家们坚持不懈的探索、 进行了大量的实验，探究出电流与电阻和电压之间的关系；另一位伟大的物理学家根据所测电流通过电阻放出的热量，提出了 定律。
【变式4-3】（2023•乌兰浩特市校级一模）某同学在探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”时，采用如图所示的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中通过观察A、B两个U形管中液面的高度差，来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这种实验研究的方法叫 。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系。
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 。通电一段时间后， U形管中液面的高度差较大。
【考点5 焦耳定律的应用】
【典例5-1】（2023•新化县模拟）测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数。如图所示，R0为定值电阻，R是光敏电阻，电源电压为3V。闭合开关S，无人通过时，电压表示数为2.5V，有人通过时，挡住入射到光敏电阻上的光，光敏电阻阻值变为10Ω，电压表示数变为2V，装置计数一次。下列分析正确的是（ ）
A．无人通过，R的阻值为25Ω
B．有人通过时，电路总功率变小
C．有人通过时，流过R0的电流会变小
D．无人通过，R0在10s内产生的热量为5J
【典例5-2】（2022秋•南开区校级期末）额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5A，则电热丝正常工作时的电阻为 Ω，工作10min产生的热量为 J。
【典例5-3】（2023•大连一模）图甲是一款电热杯垫，有高、低温两个挡位。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻，电源电压为220V，R1的阻值为2200Ω。闭合S1、S2是高温挡，高温挡功率为66W；只闭合S1是低温挡。试求：
（1）在低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）低温挡工作20min，杯垫产生的热量是多少？
（3）电阻R2的阻值是多少？
【变式5-1】（2023•无锡模拟）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为3.5V
B．小灯泡正常发光时，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：2
C．滑动变阻器的滑片处于最右端时，定值电阻R1在2min内产生的热量为5J
D．实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为2～35Ω
【变式5-2】（2023•蜀山区二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝15Ω，当闭合开关S时，电流表示数为0.2A；当再闭合开关S1，电流表示数为0.5A；则通电1min后R2产生的热量为 J。
【变式5-3】（2023•吉安模拟）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的规格是“3V，1.5W”，R1＝10Ω，滑动变阻器R2上标有“20Ω，1A”，电压表选用0～3V量程。断开S2，闭合S和S1，当滑片P移到变阻器中点时，小灯泡正常发光。求：
（1）电源电压；
（2）小灯泡正常发光时，通电10s滑动变阻器R2产生的热量；
（3）断开S1，闭合S和S2，在保证电路元件安全前提下，电路消耗的最大功率。
【考点6 电功与热量的综合计算】
【典例6-1】（2022•麒麟区校级模拟）用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3min时各记录一次温度，如下表所示．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ油＝0.8×103kg/m3，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点．下列说法正确的是（ ）
A．水和油的质量之比是4：5
B．这种油的比热容为2.1×103 J/（kg•℃）
C．加热3min，油吸收的热量比水吸收的热量多
D．加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
【典例6-2】（2023•德州）如图所示，某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡，已知定值电阻R1与R2阻值相等，“低温挡”正常工作时的功率为484W，则R2的阻值为 Ω。在标准大气压下，用“高温挡”加热初温为15℃、质量为1kg的水7min，该过程消耗的电能为 J，若产生的热量全部被水吸收，则水的温度升高了 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【典例6-3】（2023•阜新模拟）如图所示，是一种电热锅的内部简化电路图，它有高温和低温两种挡位。额定高温挡功率为1000W，R2＝72.6Ω，求：
（1）电热锅将1kg的水，从25℃加热到100℃，水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）电热锅的低温挡功率是多少？
（3）若实际电压为额定电压的80%，此时电热锅的实际高温挡功率是多少？
【变式6-1】（2023•阳信县二模）（多选）暑假的一天，李强同学逛街时，听到摊点的售货员在大声吆喝：“热得快，热得快，快来看，3分钟，水烧开！”，李强同学走近观看，售货员给了他一份推销电热水壶的广告，其内容为“水壶品牌：××牌节能热水器；额定电压：220V；额定功率：1000W；容积：2L；超温保护器：自动断开温度110℃；优点：高效、节能，烧开一壶水仅需3分钟！”，[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]设当地大气压为1标准大气压，夏季水温约为30℃。以下说法正确的是（ ）
A．电热水壶正常工作时的电流为5A
B．电热水壶正常工作时的电阻阻值为48.4Ω
C．烧开一壶水需要的热量为5.88×105J
D．3分钟烧开一壶水的广告是可信的
【变式6-2】（2023•贵池区二模）某品牌电热水杯如图甲所示，水杯容量为330mL，有高、中、低三个加热挡位，乙图为其工作电路简图，其中U恒为220V，R1＝200Ω，R2＝550Ω，若该电热水杯加热效率为90%，则用高温挡将满杯水从20℃加热到98℃，需要 s。
【变式6-3】（2023•惠州校级一模）每天一杯热牛奶有益身体健康；但加热牛奶时，温度不能太高，否则会破坏营养物质；小明妈妈为奶奶买了一款牛奶锅，其内部简化电路如图，部分技术参数如表；求：
（1）这款牛奶锅保温时，电路中的电流大小；
（2）电阻R2的阻值大小；
（3）在额定电压下，用该牛奶锅把初温为20℃、质量为0.4kg的纯牛奶，加热到60℃所需要的时间。[牛奶的比热容为c＝2.5×103J/（kg•℃），不计热量损失]
1．（2023•平邑县模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．测量时选用精密的工具可以消除误差
B．水的比热容较大，供暖效果好，但冷却效果差
C．电流通过导体产生的热量跟电流成正比
D．连通器内的水不流动时，各容器中的水面相平
2．（2023•潍坊模拟）根据对应图示，判断以下说法正确的是（ ）
A．压强计是测量液体内部压强的仪器，从结构上看，压强计是连通器
B．往B管中轻轻吹气，可以看到A管中的液面有所上升
C．通过大量实验精确得出电流产生的热量跟哪些因素有关的是德国物理学家欧姆
D．通过实验研究发现，固体熔化时都要吸收热量，温度不断上升
3．（2023•市南区二模）甲、乙两电热器的电阻之比为4：3，通过的电流之比为1：2，通电时间之比为3：2，则产生热量之比为（ ）
A．2：1B．2：9C．9：2D．1：2
4．（2023•南漳县模拟）如图甲是小灯泡L和电阻R的I−U图象。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是（ ）
A．只闭合开关S1 时，小灯泡L 的电阻为4Ω
B．再闭合开关S2 时，电流表示数增加了0.2A
C．开关S1、S2同时闭合时，电路总功率为1.8W
D．闭合开关S1、S2 时，在1min 内电阻R 产生的热量为24J
5．（2022秋•长寿区期末）如图甲所示，是某家用电热壶“加热”和“保温”两个挡位的简化电路。电热丝的阻值R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。小明为测量电热壶的实际电功率，他把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，如图乙所示的电能表在1min内转盘转动了16转[不计热量损失，已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]。下面说法正确的是（ ）
A．电热壶的正常加热功率为100W
B．开关S接“2”时，电热壶为“加热”挡位
C．测量时电热壶的实际加热功率为800W
D．电热壶将1kg的水从25℃加热到75℃，需要正常工作2100s
6．（2023春•永丰县期中）（多选）图像法是利用图像这种特殊且形象的工具，表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法。下列关于图像的解释，不正确的是（ ）
A．甲图是某物体的熔化图像，其固态的比热容大于液态的比热容
B．乙图是电阻和通电时间一定时，电热Q与电流I的关系图像
C．丙图说明，当电阻一定时，电压与电流成正比
D．丁图是灯丝电阻的U﹣I图像，说明灯丝电阻随温度的升高而增大
7．（2023•湖北三模）（多选）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
8．（2023•安阳二模）英国物理学家 做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，为电热应用做出了杰出的贡献，在物理学中，把他的名字作为热量和 的单位。
9．（2023•丛台区校级开学）两个发热电阻R1：R2＝1：4，当它们串联在电路中时R1、R2的电功率之比P1：P2＝ ；已知R1＝10Ω，那么它们并联在6V电路中时，整个电路在100s内产生的热量是 J。
10．（2023秋•蓬江区月考）如图所示是一款新型节能装置——空气能热水器，它的制热能效比（制热量和压缩机所耗电能之比）为4：1。某同学洗一次澡用水30L，则所用的水的质量为 kg，这些水温度由12℃升高到42℃吸收的热量为 J。若这些热量分别由空气能热水器和电热水器（效率为90%）提供，则空气能热水器压缩机所消耗的电能与电热水器所消耗的电能相比，可节约电能 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
11．（2023•工业园区模拟）学校物理探究小组进行了以下三个热学实验：甲图为“探究不同物质吸热升温现象”，乙图为“比较不同燃料燃烧时放出的热量”，丙图“探究影响电流热效应的因素”。
（1）上述三个热学实验中都需要控制被加热物质 （体积/质量）相等，这些实验中可利用加热相同时间进行实验有 （甲乙/乙丙/甲丙）。
（2）图乙是比较不同燃料燃烧时放出的热量实验。小明发现用碎纸片加热的烧杯中水温升得快，这 （能/不能）说明碎纸片的热值大。
（3）丙图中是通过观察 反映两电阻丝产生的热量的多少。烧瓶中装入的煤油是 （导体/绝缘体）。图中将两个电阻串联起来，就是为了控制 相等，实验中可发现B烧瓶中温度计的示数升高快，据此可初步得出结论： 产生的热量越多。如果仅用丙图中提供的器材，利用该装置 （可以/不可以）探究电热与电流的关系。
12．（2023•高明区模拟）小亮家买了一辆汽车，车上座椅具有电加热功能，如图甲所示。该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答：
（1）通过座椅垫的电流是多大？
（2）电热丝R1的阻值是多少？
（3）座椅垫工作100s产生的热量是多少？
13．（2023•信丰县模拟）如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压U＝220V不变，两根电热丝的电阻关系为R1＝2R2，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为440W。求：
（1）R2的电阻值；
（2）电热器处于高温挡时的总功率；
（3）若在高温挡下工作7min产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让2kg、40℃的水，温度升高多少℃？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]
加热时间（min）
0
3
水的温度（℃）
18
28
油的温度（℃）
18
43
额定电压
220V
加热功率
100W
保温功率
22W
4、焦耳定律
（1）内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律；
（2）公式：Q=I2Rt，公式中的电流I的单位要用安培（A），电阻R的单位要用欧姆（Ω），通过的时间t的单位要用秒（s）这样，热量Q的单位就是焦耳（J）；
（3）变形公式：，Q=UIt。
（4）在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，电功等于电热，即W=Q；在非纯电阻电路中，电能大部分转化为其他能，已小部分转化为热能，电功大于电热，W=Q+W其他；
5、焦耳定律的应用
（1）纯电阻电路：纯电阻电路就是除电源外，只有电阻元件的电路，或有电感和电容元件，但它们对电路的影响可忽略；电压与电流同频且同相位．电阻将从电源获得的能量全部转变成内能，这种电路就叫做纯电阻电路；基本上，只要电能除了转化为热能以外没有其他能的转化，此电路为纯电阻电路。
（2）焦耳定律的推导公式：，Q=UIt，适用范围，纯电阻电路；
（3）电热器的“双挡”问题：
①“双挡”中的电阻：电热器通常设计有“高温挡”和“低温挡”．根据可知，当U一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大，所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大；
②“双挡”的控制开关
a短路式
两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如下图所示；
当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温挡；当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温挡；
b单刀双掷式
主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，一条支路连接在附加电阻上，如下图所示；
当开关掷向附加电阻的支路时，两电阻串联，为低温挡；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温挡。
※注意：电流通过电动机做功消耗的电能，一部分转化为机械能，另一部分是转化为内能，也就是W≠Q．那么，用来计算电功的公式W=UIt不能用来计算电热，电热智能用焦耳定律Q=I2Rt来计算。
6、电功与热量的综合计算
（1）电能与电热的关系：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q=W），这时以下公式均成立；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用Q=I2Rt。
（2）串并联电路电功特点：
①在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；
②串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即；
③并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即（各支路通电时间都相同）
（3）电热的综合计算：
①水吸收的热量的计算：Q=cmΔt。
②用电器消耗电能放出的热量的计算：I2Rt=Q=W=Pt=UIt=（纯电阻电路）。
③明确Q与W的比例关系。根据比例关系列出等式，求出未知量。
【考点4 焦耳定律】
【典例4-1】（2023•华蓥市二模）如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路（R1＞R2）．根据不同的连接方式，比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是（ ）
A．若将甲、乙串联，U甲＞U乙，Q甲＞Q乙
B．若将甲、乙并联，U甲＝U乙，Q甲＞Q乙
C．若将甲、乙串联，U甲＞U乙，Q甲＜Q
D．若将甲、乙并联，U甲＝U乙，Q甲＝Q乙
【典例4-2】（2022秋•集贤县期末）如图是焦耳定律的实验装置。通电一段时间后，发现
侧容器连接的U形管液面高度差较大，若将R3拆下，R1换成10Ω的电阻，此装置还能探究电流产生的热量与 的关系。
【典例4-3】（2023•云南）实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。
（2）闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R
（选填“短路”或“开路”）。排除故障后进行实验，实验中通过观察
来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
（3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法：
。
（4）同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用电器有
（请举一例）。
（5）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中 （选填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 联（选填“串”或“并”）进行实验。
（6）本实验应用的研究方法有转换法和 法。
【变式4-1】（2023•凤翔县二模）关于下列各图所示的实验，说法正确的是（ ）
A．图甲中，将两个铅柱压在一起，下面能够悬挂一个钩码，说明分子之间存在间隙
B．图乙中，按压活塞对空气做功，硝化棉点燃，此过程与汽油机做功冲程的能量转化相同
C．图丙中，相同质量的水和煤油加热相同时间，煤油升温更快，煤油吸热能力较弱
D．图丁中，接通电路后可探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系
【变式4-2】（2023•浉河区模拟）任何伟大的发现都离不开科学家们坚持不懈的探索、 进行了大量的实验，探究出电流与电阻和电压之间的关系；另一位伟大的物理学家根据所测电流通过电阻放出的热量，提出了 定律。
【变式4-3】（2023•乌兰浩特市校级一模）某同学在探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”时，采用如图所示的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。
（1）实验中通过观察A、B两个U形管中液面的高度差，来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这种实验研究的方法叫 。
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系。
（3）乙装置中的电阻R3的作用主要是 。通电一段时间后， U形管中液面的高度差较大。
【考点5 焦耳定律的应用】
【典例5-1】（2023•新化县模拟）测温棚内的自动测温装置除测量体温外还能记录通过的人数。如图所示，R0为定值电阻，R是光敏电阻，电源电压为3V。闭合开关S，无人通过时，电压表示数为2.5V，有人通过时，挡住入射到光敏电阻上的光，光敏电阻阻值变为10Ω，电压表示数变为2V，装置计数一次。下列分析正确的是（ ）
A．无人通过，R的阻值为25Ω
B．有人通过时，电路总功率变小
C．有人通过时，流过R0的电流会变小
D．无人通过，R0在10s内产生的热量为5J
【典例5-2】（2022秋•南开区校级期末）额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流为5A，则电热丝正常工作时的电阻为 Ω，工作10min产生的热量为 J。
【典例5-3】（2023•大连一模）图甲是一款电热杯垫，有高、低温两个挡位。杯垫内部简化电路如图乙所示，R1、R2为加热电阻，电源电压为220V，R1的阻值为2200Ω。闭合S1、S2是高温挡，高温挡功率为66W；只闭合S1是低温挡。试求：
（1）在低温挡工作时，电路中的电流是多少？
（2）低温挡工作20min，杯垫产生的热量是多少？
（3）电阻R2的阻值是多少？
【变式5-1】（2023•无锡模拟）在综合实践活动课上，小明设计了如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻，闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光，此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（ ）
A．电源电压为3.5V
B．小灯泡正常发光时，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：2
C．滑动变阻器的滑片处于最右端时，定值电阻R1在2min内产生的热量为5J
D．实验过程中，滑动变阻器接入电路的阻值范围为2～35Ω
【变式5-2】（2023•蜀山区二模）如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1＝15Ω，当闭合开关S时，电流表示数为0.2A；当再闭合开关S1，电流表示数为0.5A；则通电1min后R2产生的热量为 J。
【变式5-3】（2023•吉安模拟）如图所示，电源电压保持不变，小灯泡的规格是“3V，1.5W”，R1＝10Ω，滑动变阻器R2上标有“20Ω，1A”，电压表选用0～3V量程。断开S2，闭合S和S1，当滑片P移到变阻器中点时，小灯泡正常发光。求：
（1）电源电压；
（2）小灯泡正常发光时，通电10s滑动变阻器R2产生的热量；
（3）断开S1，闭合S和S2，在保证电路元件安全前提下，电路消耗的最大功率。
【考点6 电功与热量的综合计算】
【典例6-1】（2022•麒麟区校级模拟）用两只相同的电加热器，分别给相同体积的水和某种油加热，在开始和加热3min时各记录一次温度，如下表所示．已知ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg•℃），ρ油＝0.8×103kg/m3，加热的效率都为90%，油的末温没有达到它的沸点．下列说法正确的是（ ）
A．水和油的质量之比是4：5
B．这种油的比热容为2.1×103 J/（kg•℃）
C．加热3min，油吸收的热量比水吸收的热量多
D．加热效率没有达到100%，是因为电加热器没有把电能全部转化为内能
【典例6-2】（2023•德州）如图所示，某家用电热水壶有“高温”、“低温”两挡，已知定值电阻R1与R2阻值相等，“低温挡”正常工作时的功率为484W，则R2的阻值为 Ω。在标准大气压下，用“高温挡”加热初温为15℃、质量为1kg的水7min，该过程消耗的电能为 J，若产生的热量全部被水吸收，则水的温度升高了 ℃。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
【典例6-3】（2023•阜新模拟）如图所示，是一种电热锅的内部简化电路图，它有高温和低温两种挡位。额定高温挡功率为1000W，R2＝72.6Ω，求：
（1）电热锅将1kg的水，从25℃加热到100℃，水吸收的热量是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）电热锅的低温挡功率是多少？
（3）若实际电压为额定电压的80%，此时电热锅的实际高温挡功率是多少？
【变式6-1】（2023•阳信县二模）（多选）暑假的一天，李强同学逛街时，听到摊点的售货员在大声吆喝：“热得快，热得快，快来看，3分钟，水烧开！”，李强同学走近观看，售货员给了他一份推销电热水壶的广告，其内容为“水壶品牌：××牌节能热水器；额定电压：220V；额定功率：1000W；容积：2L；超温保护器：自动断开温度110℃；优点：高效、节能，烧开一壶水仅需3分钟！”，[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]设当地大气压为1标准大气压，夏季水温约为30℃。以下说法正确的是（ ）
A．电热水壶正常工作时的电流为5A
B．电热水壶正常工作时的电阻阻值为48.4Ω
C．烧开一壶水需要的热量为5.88×105J
D．3分钟烧开一壶水的广告是可信的
【变式6-2】（2023•贵池区二模）某品牌电热水杯如图甲所示，水杯容量为330mL，有高、中、低三个加热挡位，乙图为其工作电路简图，其中U恒为220V，R1＝200Ω，R2＝550Ω，若该电热水杯加热效率为90%，则用高温挡将满杯水从20℃加热到98℃，需要 s。
【变式6-3】（2023•惠州校级一模）每天一杯热牛奶有益身体健康；但加热牛奶时，温度不能太高，否则会破坏营养物质；小明妈妈为奶奶买了一款牛奶锅，其内部简化电路如图，部分技术参数如表；求：
（1）这款牛奶锅保温时，电路中的电流大小；
（2）电阻R2的阻值大小；
（3）在额定电压下，用该牛奶锅把初温为20℃、质量为0.4kg的纯牛奶，加热到60℃所需要的时间。[牛奶的比热容为c＝2.5×103J/（kg•℃），不计热量损失]
1．（2023•平邑县模拟）下列说法中正确的是（ ）
A．测量时选用精密的工具可以消除误差
B．水的比热容较大，供暖效果好，但冷却效果差
C．电流通过导体产生的热量跟电流成正比
D．连通器内的水不流动时，各容器中的水面相平
2．（2023•潍坊模拟）根据对应图示，判断以下说法正确的是（ ）
A．压强计是测量液体内部压强的仪器，从结构上看，压强计是连通器
B．往B管中轻轻吹气，可以看到A管中的液面有所上升
C．通过大量实验精确得出电流产生的热量跟哪些因素有关的是德国物理学家欧姆
D．通过实验研究发现，固体熔化时都要吸收热量，温度不断上升
3．（2023•市南区二模）甲、乙两电热器的电阻之比为4：3，通过的电流之比为1：2，通电时间之比为3：2，则产生热量之比为（ ）
A．2：1B．2：9C．9：2D．1：2
4．（2023•南漳县模拟）如图甲是小灯泡L和电阻R的I−U图象。将小灯泡L和电阻R接入如图乙所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是（ ）
A．只闭合开关S1 时，小灯泡L 的电阻为4Ω
B．再闭合开关S2 时，电流表示数增加了0.2A
C．开关S1、S2同时闭合时，电路总功率为1.8W
D．闭合开关S1、S2 时，在1min 内电阻R 产生的热量为24J
5．（2022秋•长寿区期末）如图甲所示，是某家用电热壶“加热”和“保温”两个挡位的简化电路。电热丝的阻值R1＝48.4Ω，R2＝435.6Ω。小明为测量电热壶的实际电功率，他把家中的其它用电器都与电源断开，仅让电热壶工作，如图乙所示的电能表在1min内转盘转动了16转[不计热量损失，已知水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]。下面说法正确的是（ ）
A．电热壶的正常加热功率为100W
B．开关S接“2”时，电热壶为“加热”挡位
C．测量时电热壶的实际加热功率为800W
D．电热壶将1kg的水从25℃加热到75℃，需要正常工作2100s
6．（2023春•永丰县期中）（多选）图像法是利用图像这种特殊且形象的工具，表达各科学量之间存在的内在关系或规律的方法。下列关于图像的解释，不正确的是（ ）
A．甲图是某物体的熔化图像，其固态的比热容大于液态的比热容
B．乙图是电阻和通电时间一定时，电热Q与电流I的关系图像
C．丙图说明，当电阻一定时，电压与电流成正比
D．丁图是灯丝电阻的U﹣I图像，说明灯丝电阻随温度的升高而增大
7．（2023•湖北三模）（多选）甲图是小灯泡L和电阻R的I﹣U图象。将小灯泡L和电阻R接入乙图所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W，下列说法正确的是（ ）
A．只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为40Ω
B．再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A
C．再闭合开关S2时，电路总功率为1.4W
D．再闭合开关S2后，在1min内电阻R产生的热量为2.4J
8．（2023•安阳二模）英国物理学家 做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，为电热应用做出了杰出的贡献，在物理学中，把他的名字作为热量和 的单位。
9．（2023•丛台区校级开学）两个发热电阻R1：R2＝1：4，当它们串联在电路中时R1、R2的电功率之比P1：P2＝ ；已知R1＝10Ω，那么它们并联在6V电路中时，整个电路在100s内产生的热量是 J。
10．（2023秋•蓬江区月考）如图所示是一款新型节能装置——空气能热水器，它的制热能效比（制热量和压缩机所耗电能之比）为4：1。某同学洗一次澡用水30L，则所用的水的质量为 kg，这些水温度由12℃升高到42℃吸收的热量为 J。若这些热量分别由空气能热水器和电热水器（效率为90%）提供，则空气能热水器压缩机所消耗的电能与电热水器所消耗的电能相比，可节约电能 J。[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
11．（2023•工业园区模拟）学校物理探究小组进行了以下三个热学实验：甲图为“探究不同物质吸热升温现象”，乙图为“比较不同燃料燃烧时放出的热量”，丙图“探究影响电流热效应的因素”。
（1）上述三个热学实验中都需要控制被加热物质 （体积/质量）相等，这些实验中可利用加热相同时间进行实验有 （甲乙/乙丙/甲丙）。
（2）图乙是比较不同燃料燃烧时放出的热量实验。小明发现用碎纸片加热的烧杯中水温升得快，这 （能/不能）说明碎纸片的热值大。
（3）丙图中是通过观察 反映两电阻丝产生的热量的多少。烧瓶中装入的煤油是 （导体/绝缘体）。图中将两个电阻串联起来，就是为了控制 相等，实验中可发现B烧瓶中温度计的示数升高快，据此可初步得出结论： 产生的热量越多。如果仅用丙图中提供的器材，利用该装置 （可以/不可以）探究电热与电流的关系。
12．（2023•高明区模拟）小亮家买了一辆汽车，车上座椅具有电加热功能，如图甲所示。该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个挡位，“高温”挡功率为36W，“低温”挡功率为20W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24V，S为挡位切换开关。R1和R2为电热丝。当座椅垫处于“高温”挡加热时，通过计算回答：
（1）通过座椅垫的电流是多大？
（2）电热丝R1的阻值是多少？
（3）座椅垫工作100s产生的热量是多少？
13．（2023•信丰县模拟）如图所示是某种电热器工作的部分电路图，电源电压U＝220V不变，两根电热丝的电阻关系为R1＝2R2，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、低两个挡位的转换，低温挡时的发热功率为440W。求：
（1）R2的电阻值；
（2）电热器处于高温挡时的总功率；
（3）若在高温挡下工作7min产生的热量全部被水吸收，在一个标准大气压下这些热量能够让2kg、40℃的水，温度升高多少℃？[水的比热容c＝4.2×103J/（kg•℃）]
加热时间（min）
0
3
水的温度（℃）
18
28
油的温度（℃）
18
43
额定电压
220V
加热功率
100W
保温功率
22W
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