第十六章電流做功與電功率第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練知識(shí)點(diǎn)1電流的熱效應(yīng)1.(2022吉林長(zhǎng)春中考)下列家用電器中利用電熱工作的是()A.電風(fēng)扇 B.洗衣機(jī) C.電飯鍋 D.吸油煙機(jī)2.(2022吉林長(zhǎng)春九臺(tái)期末)一個(gè)“220V300W”的電熱杯，一個(gè)“220V300W”的煮蛋器，一臺(tái)“220V300W”的小型洗衣機(jī)，分別接在220V的電壓下，則相同時(shí)間內(nèi)它們產(chǎn)生的熱量()A.小型洗衣機(jī)最少 B.電熱杯最少 C.煮蛋器最少 D.一樣多知識(shí)點(diǎn)2焦耳定律3.(2022山西運(yùn)城鹽湖期末)他一生致力于實(shí)驗(yàn)研究，用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，并且為能量守恒定律的建立奠定了基礎(chǔ)，我們?yōu)榱思o(jì)念他，將他的名字命名為下列哪個(gè)物理量的單位()A.電阻 B.能量 C.電功率 D.電壓4.將一個(gè)定值電阻接在電路中通電一段時(shí)間，產(chǎn)生的熱量為Q，如果要使它產(chǎn)生的熱量為2Q，下列辦法中可行的為()A.將電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的一半B.將電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的一半C.將電阻變?yōu)樵瓉?lái)的一半，通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍D.將電壓變?yōu)樵瓉?lái)的一半，電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍5.(2022四川成都中考)小玥在媽媽指導(dǎo)下用電熨斗熨燙衣服，她首先閱讀說(shuō)明書(shū)，知道電熨斗有“低溫”“高溫”兩個(gè)擋位，其簡(jiǎn)化電路如圖所示，R1．R2是電熱絲，R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，S為旋轉(zhuǎn)式開(kāi)關(guān)。當(dāng)她旋轉(zhuǎn)觸片接觸觸點(diǎn)1和2時(shí)，電熨斗為擋位，該擋位通電1min，電流產(chǎn)生的熱量為J。

6.一根100Ω的電阻絲接入電路后，它兩端的電壓為30V。求：(1)通過(guò)電阻絲的電流；(2)電阻絲的實(shí)際功率；(3)通電10s電阻絲產(chǎn)生的熱量。能力提升全練7.(2022河南中考)(多選)如圖所示，兩個(gè)相同透明容器中密封著等量的空氣。用該裝置探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)時(shí)，下列說(shuō)法正確的是()A.用U形管中液面高度差反映電流產(chǎn)生熱量的多少B.通電后可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系C.通電后可探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系D.通電一段時(shí)間后，左側(cè)U形管中液面高度差較大8.(2022廣東深圳中考)(多選)某愛(ài)心團(tuán)隊(duì)去養(yǎng)老院送電暖氣，電暖氣有低、中、高三擋，已知R1=55Ω，R2=44Ω，以下說(shuō)法正確的是()品牌型號(hào)HY2215-11E額定電壓220V擋位3擋額定功率低溫880W中溫1100W高溫1980WA.使用“低溫?fù)酢敝恍枰]合S2 B.使用“高溫?fù)酢币]合S1．S2C.閉合S1．S2時(shí)，通過(guò)R1．R2的電流之比為5∶4 D.中溫?fù)跽９ぷ?分鐘，產(chǎn)生的熱量為6.6×104J9.(2023北京大興期末)給電爐通電后，電爐絲熱得發(fā)紅，而用手觸摸與之連接的導(dǎo)線卻不覺(jué)得燙手，這是因?yàn)?)A.電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)沒(méi)有產(chǎn)生熱效應(yīng) B.通過(guò)電爐絲的電流比通過(guò)導(dǎo)線的電流大得多C.電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻小得多 D.電爐絲消耗的電功率比導(dǎo)線消耗的電功率大得多10.(2022云南中考)如圖是今年“3·15”晚會(huì)上曝光的劣質(zhì)導(dǎo)線，不良商家為了降低成本，將多芯銅導(dǎo)線的根數(shù)從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的32根減為26根，導(dǎo)致導(dǎo)線橫截面積減小。對(duì)于長(zhǎng)度相等的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線和劣質(zhì)導(dǎo)線，劣質(zhì)導(dǎo)線的電阻(選填“較大”或“較小”)，若在通有相同電流的情況下，相同時(shí)間內(nèi)劣質(zhì)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量(選填“較多”或“較少”)。

11.(2023福建三明期末)小濱設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”進(jìn)行探究。(1)為了科學(xué)地比較電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，圖中容器A、B、C內(nèi)應(yīng)裝相同的煤油。

(2)在實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化量來(lái)比較

。

(3)用圖甲裝置探究時(shí)，觀察到A的溫度計(jì)示數(shù)變化量比B的大，則A中電阻絲的電阻(選填“大于”或“小于”)5Ω。

(4)小濱想用圖乙裝置來(lái)探究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，請(qǐng)判別該方案是否可行，并簡(jiǎn)述理由：

。

12.(2022山東濟(jì)南中考)小梅家的電熱水器有“關(guān)”“加熱”和“速熱”三個(gè)擋位，其簡(jiǎn)化電路如圖所示。若電熱絲R1的阻值是48.4Ω，通過(guò)計(jì)算回答，該電熱水器在“加熱”擋位工作時(shí)：(1)電路中的電流是多少安?(2)它的電功率是多少瓦?(3)它工作100s消耗了多少焦的電能?素養(yǎng)探究全練13.小明將廢舊電熱器上規(guī)格為“220V968W”的完好電熱絲R0拆下，用于科技小組制作電烘箱，設(shè)計(jì)電路如圖甲所示。經(jīng)過(guò)多次試驗(yàn)，當(dāng)選用的電阻R1的阻值為5Ω時(shí)，剛好滿足箱體內(nèi)烘干功率要求。(不考慮溫度對(duì)電阻的影響，熔斷器的電阻忽略不計(jì)) (1)電熱絲R0的阻值是多少?(2)整個(gè)電路工作時(shí)的電流是多少?整個(gè)電路工作1h產(chǎn)生的熱量是多少?(3)圖甲電路工作時(shí)存在著電能沒(méi)有被充分利用的不足。在保證箱體內(nèi)烘干功率及R0不變的情況下，請(qǐng)你針對(duì)電路中的不足進(jìn)行改進(jìn)，在圖乙中將改進(jìn)后的電路圖補(bǔ)充完整，并在圖乙中標(biāo)出相關(guān)電阻的阻值。(此問(wèn)不要求寫(xiě)出計(jì)算過(guò)程)

第十六章電流做功與電功率第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)答案全解全析基礎(chǔ)過(guò)關(guān)全練1.C電風(fēng)扇、洗衣機(jī)和吸油煙機(jī)工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電飯鍋工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用電流熱效應(yīng)工作的。故選C。方法歸納當(dāng)電流通過(guò)電阻時(shí)，電流做功消耗電能，并將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。對(duì)于此類問(wèn)題，根據(jù)各用電器的能量轉(zhuǎn)化可做出判斷。2.A因它們都在額定電壓下工作，所以P=P額，即實(shí)際功率P相同，由W=Pt可知，工作時(shí)間相同時(shí)，三個(gè)用電器消耗的電能相同。小型洗衣機(jī)工作時(shí)消耗的電能大部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；煮蛋器和電熱杯工作時(shí)把電能全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以產(chǎn)生熱量最少的是小型洗衣機(jī)。故選A。3.B最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系的物理學(xué)家是焦耳，能量的基本單位是焦耳，故選B。4.A將電壓變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的一半，由Q=U2Rt可知，產(chǎn)生的熱量為2Q，A可行；將電阻變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的一半，由Q=U2Rt可知，產(chǎn)生的熱量變?yōu)樵瓉?lái)的四分之一，B不可行；將電阻變?yōu)樵瓉?lái)的一半，通電時(shí)間變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，由Q=U2Rt5.答案低溫6×104解析當(dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸觸點(diǎn)1和2時(shí)，只有R1接入電路，電阻較大，功率較小，為低溫?fù)酰划?dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸觸點(diǎn)2和3時(shí)，電阻R1．R2并聯(lián)，電阻較小，功率較大，為高溫?fù)酢．?dāng)旋轉(zhuǎn)觸片接觸觸點(diǎn)1和2時(shí)，功率P=U2R1=220V248.4Ω=1000W，通電1min產(chǎn)生的熱量Q6.解析由題知，電阻絲的電阻R=100Ω，電阻絲兩端電壓U=30V。(1)通過(guò)電阻絲的電流I=UR=30V100Ω=0.3A；(2)電阻絲的實(shí)際功率P=UI=30V×0.3A=9W；(3)通電10s電阻絲產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt=(0能力提升全練7.AC電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過(guò)液面高度差的變化來(lái)反映，A正確；兩個(gè)電阻串聯(lián)在電路中，電流相同，通電時(shí)間相同，電阻不同，運(yùn)用控制變量法，可探究電流產(chǎn)生熱量跟電阻的關(guān)系，B錯(cuò)誤，C正確；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=I2Rt可知，右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多，即右側(cè)U形管中液面高度差較大，D錯(cuò)誤。故選A、C。8.BD由P=U2R可知，當(dāng)電壓一定時(shí)，R越大，P越小，為低溫?fù)酰琑越小，P越大，為高溫?fù)酢Ｓ呻娐穲D可知，S1．S2同時(shí)閉合時(shí)，R1．R2并聯(lián)，電阻最小，功率最大，為高溫?fù)酰挥捎赗1>R2，因此只閉合S1時(shí)，電阻最大，功率最小，為低溫?fù)酰恢婚]合S2時(shí)，為中溫?fù)酰蔄錯(cuò)誤，B正確。當(dāng)S1．S2都閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，由并聯(lián)分流可知通過(guò)R1．R2的電流之比為I1I2=R2R1=44Ω55Ω=9.D電流通過(guò)導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線會(huì)發(fā)熱，會(huì)產(chǎn)生熱效應(yīng)，A錯(cuò)誤；在使用電爐時(shí)，電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)，通過(guò)的電流相等，B錯(cuò)誤；電爐絲和導(dǎo)線通電時(shí)間t相同，由于R電爐絲>R導(dǎo)線，根據(jù)Q=I2Rt可知，電流產(chǎn)生的熱量Q電爐絲>Q導(dǎo)線，根據(jù)P=I2R知，導(dǎo)線消耗的電功率比電爐絲消耗的電功率小，因而出現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻不怎么發(fā)熱的現(xiàn)象，故C錯(cuò)誤，D正確。故選D。10.答案較大較多解析將多芯銅導(dǎo)線的根數(shù)從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的32根減為26根，導(dǎo)致導(dǎo)線橫截面積減小，在長(zhǎng)度、材料不變的情況下，橫截面積越小，電阻越大，所以劣質(zhì)導(dǎo)線的電阻較大；根據(jù)Q=I2Rt知，在電流、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多，溫度越高，安全隱患越大。11.答案(1)質(zhì)量和初溫(2)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少(3)大于(4)可行，圖乙中電阻和通電時(shí)間相同，通過(guò)容器B中電阻的電流大于通過(guò)容器C中電阻的電流解析(1)為了便于比較電流通過(guò)兩種電阻絲后產(chǎn)生熱量的多少，容器A、B、C中要裝入質(zhì)量相同、初溫相同的同種液體；(2)實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察兩支溫度計(jì)的示數(shù)變化來(lái)比較電流產(chǎn)生熱量的多少；(3)用圖甲裝置探究時(shí)，觀察到A的溫度計(jì)示數(shù)變化量比B的大，說(shuō)明A中的電阻絲產(chǎn)生的熱量多，即A中電阻絲的電阻大于5Ω；(4)由圖乙可知，B、C中的電阻絲的阻值是相同的，通電時(shí)間也相同，C中并聯(lián)了一個(gè)阻值為5Ω的電阻，使得通過(guò)B、C容器內(nèi)電阻的電流不同，故可以探究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。12.解析(1)該電熱水器在“加熱”擋位時(shí)，電路為R1的簡(jiǎn)單電路，電路中的電流I=UR1=(2)該電熱水器在“加熱”擋位工作時(shí)的電功率P加熱=U2(3)該電熱水器在“加熱”擋位工作100s消耗的電能W=P加熱t(yī)=1000W×100s=1×105J。素養(yǎng)探究全練13.解析(1)電熱絲R0的阻值R0=U0(2)R0與R1串聯(lián)，R=R0+R1=50Ω+5Ω=55Ω，整個(gè)電路工作時(shí)的電流I=UR整個(gè)電路工作1h產(chǎn)生的熱