第4节 焦耳定律
知识点1 电流的热效应
1.在下列四种家用电器中，利用电流热效应工作的是( C )
A．抽油烟机 B．电风扇
C．电烤箱 D．电视机
2.将一台“220 V 100 W”的电风扇、一个“220 V 100 W”的充电器、一个“220 V 100 W”的电饭锅，分别接到220 V的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是( B )
A．充电器 B．电饭锅
C．电风扇 D．一样多
3.（河北承德期末）探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置如图所示，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)实验中通过观察 U形管液面高度差
的变化来比较电流通过电阻产生热量的多少，这是运用了 转换 法；
(2)利用甲装置可探究电流产生的热量与 电阻 的关系；
(3)观察图乙实验装置， 左 （选填“左”或“右”）容器中产生的热量较多；由此可知在电阻和通电时间相同时， 电流 越大，导体产生的热量越多。
知识点2 焦耳定律
4.如图所示是某家用电热器内部电路结构示意图，其中R1、R2为加热电阻丝(R1>R2)。电阻丝有四种连接方式可使电热器提供不同的发热功率，其中发热功率最大的连接方式是( D )
5.小明做了“电池＋口香糖锡纸＝取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成条状，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现纸条中间处开始冒烟，起火苗，如图所示。这是因为锡是 导体 （选填“导体”或“绝缘体”），将它的两端直接连接电池正负极，就会造成 短路 。根据电学中的 焦耳 定律，此时电流通过锡纸时迅速产生大量热量，温度上升使锡纸燃烧。
6.（江苏无锡中考）超市常用的塑料袋封口夹电路原理图如图所示，电源电压为5 V，电热丝R阻值为1 Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 热 效应实现高温封口，3 s内产生的热量为 75 J；若使用时总把塑料袋烫坏，可以 增大 （选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。
7.（河北保定期末）某一品牌的汽车座椅垫具有电加热功能，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36 W，“低温”挡功率为20 W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24 V，S为挡位切换开关，R1和R2为电热丝。通过计算回答：
(1)处于“高温”挡时，座椅加热时，通过座椅垫的电流。
(2)电热丝R1的阻值。
(3)处于“低温”挡时，座椅加热5 min产生的热量。
(1)由图可知，处于“高温”挡加热时，R1单独工作，且“高温”挡功率为36 W，此时通过座椅的电流I1＝＝＝1.5 A；
(2)R1的阻值R1＝＝＝16 Ω；
(3)t＝5 min＝300 s，该电路为纯电阻电路，则产生的热量Q＝W＝Pt＝20 W×300 s＝6 000 J。
8.下列事例中，属于防止电流热效应产生危害而采取的措施是( B )
A．烘干机烘干衣物
B．电视机后盖上有很多小孔
C．电热孵卵器孵小鸡
D．热水器加热水
9.（湖南湘潭中考）取口香糖锡纸，剪成如图所示形状，其中 AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( B )
A．通过 AB和CD段的电流不相等
B．正常情况下， AB段会先着火
C．AB和 CD段的电压相等
D．AB和 CD段的电阻相等
10.（广东中考）下图是探究电流通过导体产生的热量与 电流 关系的实验装置。实验中用U形管内液面的 高度差 反映导体产生热量的多少，通电一段时间后，容器 甲 （选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。
11.（四川成都中考）小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6 V，电阻丝R1＝5 Ω，R2＝15 Ω，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关S1接通触点 a 时，“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3 min产生的热量是 432 J。
12.（河北石家庄期末）一个充电式暖宝宝，其简化电路图如图所示，R1和R2均为发热电阻，该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3三个开关的断开与闭合实现三个挡位（高温、中温、低温）的变化。已知经家庭电路转化后的电源电压为12 V，R1＝20 Ω，只闭合开关S2时，电路消耗的总功率为2.88 W。求：
(1)只闭合开关S1时电路消耗的电功率；
(2)电阻R2的阻值；
(3)以高温挡正常工作1 min电路产生的热量。
(1)只闭合开关S1时电路为R1的简单电路，电路消耗的电功率P1＝＝＝7.2 W；
(2)只闭合开关S2时，两电阻串联，串联电路总电阻R＝＝＝50 Ω，
串联电路总电阻等于各分电阻之和，电阻R2的阻值R2＝R－R1＝50 Ω－20 Ω＝30 Ω；
(3)当S1、S3闭合，S2断开时，两电阻并联接入电路，串联电路总电阻大于任何一个分电阻，并联电路总电阻小于任何一个分电阻，此时电路的总功率最大，为高温挡，暖宝宝高温挡的功率P高温＝P1＋P2＝P1＋＝7.2 W＋＝12 W，工作1 min产生的热量Q＝W＝P高温t＝12 W×60 s＝720 J。
13.（科学探究）甲、乙两图为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置图，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)甲、乙实验中，通过观察 U形管液面的高度差 来反映电阻产生热量的多少；
(2)探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，应选择 乙 （选填“甲”或“乙”）图装置进行实验。通过观察实验现象，可以得到的实验结论是：当电阻和通电时间相同时，电流越 大 （选填“大”或“小”），电流通过导体时产生的热量越多；
(3)连接好电路后闭合开关，通电一段时间后图乙的容器中左、右两个电阻产生热量的比值Q左：Q右＝ 4∶1 ；
(4)完成上述实验后，小明同学又设计了如图丙所示实验装置，探究“比较不同物质的吸热能力”。其中A、B两个电阻丝的电阻应该是 相同 （选填“相同”或“不同”）的。向两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 水 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强；
(5)【拓展】在图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，但右侧U形管液面高度差不变，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是 BD 。
A．R1电阻丝断路
B．R2电阻丝断路
C．R3电阻丝断路
D．R3电阻丝短路第4节 焦耳定律
知识点1 电流的热效应
1.在下列四种家用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A．抽油烟机 B．电风扇
C．电烤箱 D．电视机
2.将一台“220 V 100 W”的电风扇、一个“220 V 100 W”的充电器、一个“220 V 100 W”的电饭锅，分别接到220 V的电源上，在相同的时间内，电流通过它们产生的热量最多的是( )
A．充电器 B．电饭锅
C．电风扇 D．一样多
3.（河北承德期末）探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置如图所示，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
(1)实验中通过观察
的变化来比较电流通过电阻产生热量的多少，这是运用了 法；
(2)利用甲装置可探究电流产生的热量与 的关系；
(3)观察图乙实验装置， （选填“左”或“右”）容器中产生的热量较多；由此可知在电阻和通电时间相同时， 越大，导体产生的热量越多。
知识点2 焦耳定律
4.如图所示是某家用电热器内部电路结构示意图，其中R1、R2为加热电阻丝(R1>R2)。电阻丝有四种连接方式可使电热器提供不同的发热功率，其中发热功率最大的连接方式是( )
5.小明做了“电池＋口香糖锡纸＝取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成条状，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现纸条中间处开始冒烟，起火苗，如图所示。这是因为锡是 （选填“导体”或“绝缘体”），将它的两端直接连接电池正负极，就会造成 。根据电学中的 定律，此时电流通过锡纸时迅速产生大量热量，温度上升使锡纸燃烧。
6.（江苏无锡中考）超市常用的塑料袋封口夹电路原理图如图所示，电源电压为5 V，电热丝R阻值为1 Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的 效应实现高温封口，3 s内产生的热量为 J；若使用时总把塑料袋烫坏，可以 （选填“增大”或“减小”）电热丝的阻值。
7.（河北保定期末）某一品牌的汽车座椅垫具有电加热功能，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36 W，“低温”挡功率为20 W。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为24 V，S为挡位切换开关，R1和R2为电热丝。通过计算回答：
(1)处于“高温”挡时，座椅加热时，通过座椅垫的电流。
(2)电热丝R1的阻值。
(3)处于“低温”挡时，座椅加热5 min产生的热量。
8.下列事例中，属于防止电流热效应产生危害而采取的措施是( )
A．烘干机烘干衣物
B．电视机后盖上有很多小孔
C．电热孵卵器孵小鸡
D．热水器加热水
9.（湖南湘潭中考）取口香糖锡纸，剪成如图所示形状，其中 AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( )
A．通过 AB和CD段的电流不相等
B．正常情况下， AB段会先着火
C．AB和 CD段的电压相等
D．AB和 CD段的电阻相等
10.（广东中考）下图是探究电流通过导体产生的热量与 关系的实验装置。实验中用U形管内液面的 反映导体产生热量的多少，通电一段时间后，容器 （选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。
11.（四川成都中考）小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6 V，电阻丝R1＝5 Ω，R2＝15 Ω，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关S1接通触点 时，“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3 min产生的热量是 J。
12.（河北石家庄期末）一个充电式暖宝宝，其简化电路图如图所示，R1和R2均为发热电阻，该充电式暖宝宝可以通过S1、S2、S3三个开关的断开与闭合实现三个挡位（高温、中温、低温）的变化。已知经家庭电路转化后的电源电压为12 V，R1＝20 Ω，只闭合开关S2时，电路消耗的总功率为2.88 W。求：
(1)只闭合开关S1时电路消耗的电功率；
(2)电阻R2的阻值；
(3)以高温挡正常工作1 min电路产生的热量。
13.（科学探究）甲、乙两图为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置图，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)甲、乙实验中，通过观察 来反映电阻产生热量的多少；
(2)探究“电流通过导体时产生的热量与电流的关系”时，应选择 （选填“甲”或“乙”）图装置进行实验。通过观察实验现象，可以得到的实验结论是：当电阻和通电时间相同时，电流越 （选填“大”或“小”），电流通过导体时产生的热量越多；
(3)连接好电路后闭合开关，通电一段时间后图乙的容器中左、右两个电阻产生热量的比值Q左：Q右＝ ；
(4)完成上述实验后，小明同学又设计了如图丙所示实验装置，探究“比较不同物质的吸热能力”。其中A、B两个电阻丝的电阻应该是 （选填“相同”或“不同”）的。向两个烧瓶中分别加入初温相同、质量相等的水和煤油，通电一段时间后，煤油的温度更高，说明 （选填“水”或“煤油”）的吸热能力更强；
(5)【拓展】在图乙中，若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，但右侧U形管液面高度差不变，后发现是由于电路故障引起的，则原因可能是 。
A．R1电阻丝断路
B．R2电阻丝断路
C．R3电阻丝断路
D．R3电阻丝短路
