3.6 九年級上冊科學(xué)電能（2）（解析版）

3.6電能（2）

學(xué)習(xí)目錄

目錄

模塊一知識網(wǎng)絡(luò)....................................................................................................................................1

模塊二知識掌握....................................................................................................................................2

知識點一、電流的熱效應(yīng)..............................................................................................................2

知識點二、焦耳定律、電熱器......................................................................................................6

知識點三、電動機........................................................................................................................10

【鞏固提高】........................................................................................................................................13

知識重點

模塊一知識網(wǎng)絡(luò)

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模塊二知識掌握

知識點一、電流的熱效應(yīng)

電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成熱能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

根據(jù)電功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示電流通

過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱能的快慢。這個公式表明：

實驗：探究電熱與哪些因素有關(guān)？(如圖)

(1)在電流相同的條件下，電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與導(dǎo)體的電阻成正比；

(2)在導(dǎo)體電阻相同的條件下，電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與電流的平方成正比。

在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，由于導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q與電路消耗的電能W相等，因

WU2

此計算電熱的功率可用如下導(dǎo)出公式P＝，P＝UI，P＝。

tR

[例題1]（2022秋?臨海市期中）將規(guī)格都是“220V100W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機和一只電飯

煲正常工作相同時間，下列說法正確的是（）

A．三個用電器產(chǎn)生的熱量一樣多

B．電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多

C．電視機產(chǎn)生的熱量最多

D．三者消耗的電能相等

【解答】解：由于三個用電器都正常工作，則三個用電器的實際功率：P＝P額＝100W；根據(jù)W＝

Pt可知，三個用電器消耗的電能相同；因為電視機將一部分電能轉(zhuǎn)化為光能，電風(fēng)扇中的電動機

將電能大部分轉(zhuǎn)化機械能，電飯煲將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以產(chǎn)生熱量最多的是電飯煲，故ABC

錯誤，D正確。

故選：D。

[例題2]（2022?永嘉縣模擬）小樂認為電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體電

阻和通電時間有關(guān)。她用如圖所示實驗裝置進行探究，接入的三根電阻絲規(guī)格相同（阻值為

5Ω）；兩個相同的空氣盒各自連接一個相同的U形管，兩U形管裝有同種液體并封閉等量的空

氣，且兩U形管內(nèi)的各液面相平。則該實驗（）

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A．通電后能觀察到管②中的液面比管①中的液面升得更快

B．可探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系

C．無法探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系

D．運用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法

【解答】解：AB、右側(cè)容器中的5Ω電阻與容器外等值的電阻并聯(lián)后與左側(cè)5Ω的電阻絲串聯(lián)，

根據(jù)并聯(lián)電路電壓的規(guī)律和歐姆定律，通過B容器中的5Ω電阻與容器外等值的電阻的電流相等，

根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知通過B容器中電阻絲的電流為通過A容器中電阻絲的電流的一半，

兩容器中電阻絲的通電時間相同，根據(jù)控制變量法可知探究的是電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與

電流大小的關(guān)系，故B錯誤；

根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知通電后左側(cè)電阻產(chǎn)生的熱量大于右側(cè)電阻產(chǎn)生的熱量，所以能觀察到

管①中的液面比管②中的液面升得更快，故A錯誤；

C、控制通過左側(cè)電阻的電流不變，改變通電時間，比較U形管液面的高度差，可探究導(dǎo)體產(chǎn)生

的熱量與通電時間的關(guān)系，故C錯誤；

D、容器中電熱絲產(chǎn)生的熱量多少是通過與容器相連的U形管液面的高度差來反應(yīng)的，用到了轉(zhuǎn)

換法；電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻、通過導(dǎo)體的電流和通電時間有關(guān)，研究某個因素

時需控制其它因素不變，所以用到了控制變量法，故D正確。

故選：D。

[例題3]（2021秋?西湖區(qū)期末）小金用如圖所示電路研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，他將

電熱絲R1、R2涂上一種紅色溫變油墨，當(dāng)溫度達到80℃時，該油墨會變成無色，以下選項錯

誤的是（）

A．通電后油墨升溫變色是由于電流的熱效應(yīng)

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B．R1、R2應(yīng)選擇同種材料制成的阻值不同的電阻

C．若要使變色時間提前，應(yīng)將滑動變阻器滑片P往右移

D．該實驗可研究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系

【解答】解：A、油墨升溫變色是由于化學(xué)效應(yīng)，故A錯誤；

BD、實驗裝置中，兩電阻串聯(lián)，甲乙電流和通電時間相同，電阻不同，該實驗可研究電流產(chǎn)生的

熱量與電阻的關(guān)系，故B正確，D錯誤；

C、將滑動變阻器滑片P向左移動，會使電路中電流變小，根據(jù)Q＝I2Rt，產(chǎn)生熱量變慢，使變色

時間延遲，故C錯誤。

故選：ACD。

[例題4]（2020秋?拱墅區(qū)期末）如圖，2只相同的燒瓶，瓶塞上各插入1支溫度計，瓶內(nèi)裝有電阻

絲，電阻絲的阻值分別為R1、R2；在2只燒瓶中裝入煤油或水，兩電阻絲接入相應(yīng)電路，無法

完成的實驗是（）

A．探究Q與I、R、t的關(guān)系時，燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1＜R2且串聯(lián)，探究電熱與電

阻大小的關(guān)系

B．探究Q與I、R、t的關(guān)系時，燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1＜R2且并聯(lián)，探究電熱與電

流大小的關(guān)系

C．燒瓶中分別裝入等質(zhì)量的水和煤油，若R1＝R2且串聯(lián)，比較水和煤油的吸熱能力

D．燒瓶中分別裝入等質(zhì)量的水和煤油，若R1＝R2且串聯(lián)，粗略測量煤油的比熱容

【解答】解：A、要探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，應(yīng)控制電流相同、通電

時間相同、液體的質(zhì)量、種類相同，而電阻的大小不同，所以當(dāng)燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1

＜R2且串聯(lián)時，可以探究電熱與電阻大小的關(guān)系，故A可以完成；

B、要探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系”，應(yīng)控制電阻相同、通電時間相同、液

體種類和質(zhì)量相同，而電流的大小不同，所以當(dāng)燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1＜R2且并聯(lián)，

不能探究電熱與電流大小的關(guān)系，故B無法完成；

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C、在探究水和煤油的吸熱能力時，采用的是控制變量法，需要控制水和煤油的質(zhì)量和初溫相同，

實驗中需要將阻值相同的兩電阻絲串聯(lián)，這樣保證電熱絲在相同時間內(nèi)放出的熱量相同，通過比

較升高的溫度來比較水和煤油的吸熱能力，故C可以完成；

2

D、若R1＝R2且串聯(lián)，兩電阻的電流和電阻相同，根據(jù)Q＝IRt知在相同時間內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量

相同，可以讓相同質(zhì)量的水和食用油吸收相同的熱量，則能粗略測量食用油的比熱容，故D可以

完成。

故選：B。

[例題5]（2022?鄞州區(qū)模擬）小寧同學(xué)在學(xué)習(xí)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)時，設(shè)

計了如圖所示的實驗裝置，2只平底燒瓶內(nèi)裝有某種液體，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內(nèi)各裝1

根阻值不同的電阻絲R甲和R乙，下列有關(guān)該實驗的說法正確的是（）

①平底燒瓶內(nèi)裝有某種液體，該液體可以選擇食鹽溶液

②為了使實驗現(xiàn)象更加明顯，玻璃管內(nèi)徑可以再小一些

③本實驗運用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法

④通過此實驗研究可以得出導(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

電時間成正比

⑤在研究電阻大小因素時，實驗裝置的電路設(shè)計成串聯(lián)電路只是為了控制電流大小相等

A．②③B．①⑤C．②④D．①④⑤

【解答】解：（1）借助某些物體的特性來研究看不到或不易觀察到物質(zhì)，形象直觀，稱為轉(zhuǎn)換法，

電流此時的熱量無法直接觀察，通過觀察玻璃管內(nèi)液體高度的變化來反映，為了使實驗現(xiàn)象更加

明顯，玻璃管內(nèi)徑可以再小一些，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟電阻、電流、通電時間有關(guān)，

實驗采用控制變量法，故②③正確；

（2）平底燒瓶內(nèi)裝的液體應(yīng)該是絕緣體，食鹽溶液是導(dǎo)體，煤油是絕緣體，實驗平底燒瓶內(nèi)裝

的液體應(yīng)該是煤油，故①錯誤；

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由圖可知，兩電阻絲串聯(lián)，則兩燒瓶中電流相同，通電時間相同，乙瓶中電阻較大，產(chǎn)生熱量越

多，乙瓶中的溫度計示數(shù)升高的快；

（3）實驗裝置的電路設(shè)計成串聯(lián)電路是為了控制電流大小和通電時間相等，故⑤錯誤；

（4）利用玻璃管內(nèi)液柱的高度無法準(zhǔn)確計算液體吸收的熱量，所以此實驗不能得出導(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，跟通電時間成正比，故④錯誤。

故選：A。

知識點二、焦耳定律、電熱器

(1)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。

公式：Q＝I2Rt。

(2)電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕

緣材料上做成的。其優(yōu)點：①清潔衛(wèi)生，②熱效率高，③方便調(diào)控，缺點是非加熱用電器工作時也

產(chǎn)生熱量。

(3)常見電熱器類型

串聯(lián)式高溫檔P1=

低溫檔P2=

并聯(lián)式高溫檔P1=

低溫檔P2=

[例題6]（2022秋?舟山期末）小芳猜想電流產(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（）

A．接線板上接入的用電器越多，導(dǎo)線越容易發(fā)熱

B．正常工作時，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮

C．電熨斗工作時發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱

D．電熱水壺加熱水時，水沸騰前，加熱時間越長，溫度越高

【解答】解：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時間有關(guān)，研究與其中

一個因素的關(guān)系時，要控制另外兩個因素不變。

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?

A．接線板上接入的用電器越多，總功率越大，根據(jù)I=可知導(dǎo)線中的電流越大，說明電流產(chǎn)生

?

的熱量與電流大小有關(guān)，故A不符合題意；

B．正常工作時，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮，兩燈的實際功率分別為54W和

?

6W，根據(jù)P＝UI有I=可知，此時兩個燈泡的電流是不同的，說明電流產(chǎn)生的熱量與電流大小

?

有關(guān)，故B不符合題意；

C．電熨斗與導(dǎo)線串聯(lián)，此時通過電熨斗和導(dǎo)線的電流及通電時間相同，而電熨斗的電阻遠大于

導(dǎo)線的電阻，工作時電熨斗發(fā)熱明顯，故C符合題意；

D．電熱水壺加熱水時，水沸騰前，加熱時間越長，溫度越高，說明電流產(chǎn)生的熱量與時間長短

有關(guān)，故D不符合題意。

故選：C。

[例題7]（2022秋?鎮(zhèn)海區(qū)期末）小科想要利用風(fēng)扇、發(fā)熱電阻等元件，制作一個有低溫擋和高溫

擋的暖風(fēng)機。他設(shè)計了發(fā)熱部分的兩種電路，分別如圖甲、乙所示。下列說法錯誤的是（）

A．圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時，此時處于低溫擋工作狀態(tài)

B．圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1閉合時，此時處于高溫擋工作狀態(tài)

C．圖乙中，若電源電壓為24伏，要實現(xiàn)電阻R3的發(fā)熱電功率為120瓦，則R3阻值為5歐

D．圖乙中，暖風(fēng)機高溫擋總功率為200瓦，在高溫擋工作1分鐘，暖風(fēng)機消耗電能1.2×104焦

【解答】解：AB\甲方案中，開關(guān)S、S1均閉合時，電路為R1的簡單電路，電路的總功率P甲1=

?2

；

?1

開關(guān)S閉合、S1斷開時，R1與R2串聯(lián)，由串聯(lián)電路中總電阻等于各分電阻之和可知，電路的總

?2

功率P甲2=，

?1?2

因P甲1＞P甲2，

所以，開關(guān)S、S1均閉合時，電熱器處于高溫擋；開關(guān)S閉合、S1斷開時，電熱器處于低溫擋；

故AB正確；

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C、乙圖中兩電阻R3和R4并聯(lián)，電阻兩端的電壓都等于電源電壓，

?2

由P=可得：

?

?2(24?)2

R3的阻值應(yīng)為：R3===4.8Ω；故C錯誤；

?3120?

（3）暖風(fēng)機所消耗的電能：W＝Pt＝200W×60s＝1.2×104J。故D正確。

故選：C。

[例題8]（2022秋?拱墅區(qū)期末）生活中導(dǎo)線與插座連接時，有人會將直導(dǎo)線的裸露端直接插入接

線孔，但更好的接法是先將導(dǎo)線裸露端折成“U形”再插入，如圖所示。這種“U形形”接法

可以增大連接處的接觸面積，使連接處的電阻更（選填“大”或“小”），當(dāng)電流、通電時

間一定時，根據(jù)（用公式表示）的原理，連接處產(chǎn)生的熱量少，從而保證溫度不會過

高，這樣會更安全。

【解答】解：“U”型接入法可以增大連接處的接觸面積，在長度、材料不變時，連接處的電阻更

小，根據(jù)Q＝I2Rt可得，當(dāng)電流、通電時間一定時，連接處產(chǎn)生的熱量少，從而保證溫度不會過

高，這樣會更安全。

故答案為：?。籕＝I2Rt。

[例題9]（2022秋?慈溪市校級期末）圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻

值為60Ω，電源電壓保持不變?；瑒幼冏杵鱎2的滑片P從最右端滑到最左端的過程中，得到R2

的電功率與通過它的電流的關(guān)系，如圖乙所示。在此過程中滑動變阻器R2的最大功率為

W。當(dāng)滑片P在最左端時，1min內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量為J。

【解答】解：由圖甲可知，兩電阻串聯(lián)，電流表測電路中的電流。

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當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻為0時電路中的電流最大，當(dāng)滑動變阻器接入電路中的電阻最大

時電路中的電流最小，由圖象可知最小和最大電流分別為I最小＝0.2A；I最大＝0.6A，

?

由I=及串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可得：

?

U＝I最?。≧1+R2）＝0.2A×（R1+60Ω）﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣①；

U＝I最大R1＝0.6A×R1﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣﹣②，

解①②得：R1＝30Ω；U＝18V；

22

2??

2?222

滑動變阻器R2消耗的功率為：P2＝IR2=()R2=?12?1?2?2=(?1?2)4?1?2=

??

12?2?2

?2

2

(?1?2)，當(dāng)R1＝R2時，滑動變阻器R2消耗的功率最大，最大功率為：

4?1

?2

?2(18?)2

P2===2.7W；

4?14×30?

22

當(dāng)滑片P在最左端時，R1產(chǎn)生的熱量Q1＝I最大R1t＝（0.6A）×30Ω×60s＝648J；

故答案為：2.7；648。

[例題10]（2022秋?樂清市校級期末）如圖甲是非接觸式紅外線測溫槍，它是通過接收人體輻射的

紅外線來顯示被測人的體溫。當(dāng)人體溫度超過設(shè)定值時測溫槍報警，持續(xù)時間3秒。

（1）圖乙是它的工作原理圖，R是滑動變阻器，R0是熱敏電阻，當(dāng)人體溫度升高時，電壓表示

數(shù)將變小。則其所用的熱敏電阻阻值隨溫度變化的特點是圖丙中的曲線。

（2）若熱敏電阻R0在檢測到體溫達到37.5℃的人體而報警時，其阻值為100Ω，報警電壓為2V，

電源電壓恒為5V，則圖乙電路中滑動變阻器R在報警過程中產(chǎn)生的熱量為焦。

【解答】解：由圖乙可知，滑動變阻器R和熱敏電阻R0串聯(lián)接入電路，電壓表測量熱敏電阻R0

兩端的電壓，

（1）當(dāng)人體溫度升高時，電壓表示數(shù)將減小，根據(jù)串聯(lián)電路電壓規(guī)律可知，滑動變阻器R兩端

的電壓增大，根據(jù)歐姆定律可知，通過滑動變阻器的電流增大，即電路中的電流增大，根據(jù)歐姆

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定律可知，當(dāng)電源電壓一定時，電路中的總電阻減小，根據(jù)串聯(lián)電路電阻規(guī)律可知，熱敏電阻的

阻值將減小，即人體溫度升高時熱敏電阻的阻值減小，故圖丙中表示熱敏電阻R0的阻值隨溫度

變化的特點是A曲線；

?0

（2）熱敏電阻R0在檢測到體溫達到37.3℃的人體而報警時，通過熱敏電阻R0的電流：I0==

?0

2?

=0.02A，

100?

根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點控制，通過滑動變阻器R的電流：I滑＝I0＝0.02A，

根據(jù)串聯(lián)電路的電壓特點控制，此時滑動變阻器R兩端的電壓：U滑＝U﹣U0＝5V﹣2V＝3V，

滑動變阻器R在報警過程中產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝U滑I滑t＝3V×0.02A×3s＝0.18J。

故答案為：（1）A；（2）0.18。

知識點三、電動機

電吹風(fēng)機和電熨斗通電時都會發(fā)熱，哪種電器可以認為將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)(熱)能？

電吹風(fēng)機：電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和機械能(由于有電動機的存在)

電熨斗：電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

能量轉(zhuǎn)化功能計算

電熱器電能→內(nèi)能∵Q=W∵W＝UIt

又根據(jù)歐姆定律U=IR

∴Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R

電動機電能→內(nèi)能+機械能∵W＝UItW=Q+W機

2

∴UIt=IRt+W機

∴U>IR所以歐姆定律在電動

機的計算中不適用，切記！

[例題11]（2021秋?江干區(qū)校級期中）電風(fēng)扇工作時，電能轉(zhuǎn)化為葉片轉(zhuǎn)動的機械能和線圈發(fā)熱、

摩擦等產(chǎn)生的內(nèi)能按如圖所示連接好電路，閉合開關(guān)，葉片轉(zhuǎn)動，移動變阻器滑片至某一位置

時，葉片剛好不轉(zhuǎn)動，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)分別為U0、I0。移動變阻器滑片，使電

壓表示數(shù)為額定電壓U，讀出此時電流表的示數(shù)為I，電風(fēng)扇正常工作。若忽略摩擦，只考慮線

圈發(fā)熱損耗，則下列說法正確的是（）

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A．電風(fēng)扇正常運轉(zhuǎn)時，電動機的發(fā)熱功率P熱＝U0I0

???0?0

B．電風(fēng)扇的電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能效率η=

??

?

C．電風(fēng)扇正常工作時的電動機內(nèi)阻為r=

?

D．電風(fēng)扇正常工作時的電功率P＝UI

【解答】解：

（1）葉片剛好不轉(zhuǎn)動時（即電動機不工作時），可看作純電阻電路，

?0

則由歐姆定律可得，電動機內(nèi)阻r=，

?0

?0

電動機內(nèi)阻不變，所以電風(fēng)扇正常工作時的電動機內(nèi)阻仍然為r=；故C錯誤；

?0

2

?0??0

22

（2）電動機正常工作時的發(fā)熱功率：P熱＝Ir＝I×=；故A錯誤；

?0?0

電動機正常工作時的總功率為P總＝UI，故D正確。

2

??0

則輸出的機械功率：P機＝P總﹣P熱＝UI―；

?0

?2?

?機??0?0?

所以電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能的效率：η==?0=1―；故B錯誤。

?總??

??0

故選：D。

[例題12]（2021?杭州一模）如圖所示是某型號的爆米花機的電路圖，閉合開關(guān)S時，R加熱，電動

3

機攪拌，開始制作爆米花；爆米花機的銘牌如表所示。[c玉米＝1.2×10J/（kg?℃）]

額定電壓220V

加熱功率200W

電動機功率44W

（1）電路中R的阻值是多少？

（2）將200g、20℃的玉米加熱到320℃成為爆米花時，求玉米粒需要吸收的熱量；

（3）電阻R發(fā)熱，把200g、20℃的玉米粒加熱成為爆米花，需要用時10min，求R的加熱效率。

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2

?(220?)2

【解答】解：（1）電路中R的阻值為：R===242Ω；

?加熱200?

（2）玉米吸收的熱量：

3﹣34

Q吸＝c玉米m（t﹣t0）＝1.2×10J/（kg?℃）×200×10kg×（320℃﹣20℃）＝7.2×10J；

（3）由題知，電阻R發(fā)熱，加工時給玉米加熱的功率P加熱＝200W，

?

由P=可得，電阻R加熱10min消耗的電能為：

?

5

W＝P加熱t(yī)＝200W×10×60s＝1.2×10J，

R的加熱效率：

4

?吸7.2×10?

η=×100%=×100%＝60%；

?1.2×105?

答：（1）電路中R的阻值是242Ω。

（2）玉米粒需要吸收的熱量為7.2×104J；

（3）R的加熱效率為60%。

[例題13]（2022秋?鎮(zhèn)海區(qū)期末）如圖是小科研究電動機轉(zhuǎn)動是否對小燈泡的亮度有影響的電路圖。

小科先抓住轉(zhuǎn)軸（防止電動機轉(zhuǎn)動），合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉(zhuǎn)軸讓電動機轉(zhuǎn)

動，繼續(xù)觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈泡的電阻為R，電動機線圈電阻為r，電源電壓為

U）。請你回答：

（1）電動機未轉(zhuǎn)動時，t時間內(nèi)電流在電路中產(chǎn)生的熱量為（用符號表達）。

（2）電動機轉(zhuǎn)動時，電路中電流做的功電路中產(chǎn)生的熱量（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）電動機轉(zhuǎn)動后小燈泡的亮度會變（填“暗”或“亮”）。

【解答】解：（1）由圖知，燈泡與電動機串聯(lián)，電動機不轉(zhuǎn)時，電流通過電動機將電能全部轉(zhuǎn)化

為內(nèi)能，

第12頁共23頁

?2

所以t時間內(nèi)電流在電路中產(chǎn)生的熱量：Q＝W=t；

??

（2）燈泡工作時，將電能轉(zhuǎn)化內(nèi)能，即電流通過燈泡做的功等于燈絲產(chǎn)生的熱量；

在電動機轉(zhuǎn)動時，電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能，即電流通過電動機做的功大于電動機線圈

產(chǎn)生的熱量，所以整個電路中，電流做的功大于電路中產(chǎn)生的熱量；

（3）電動機轉(zhuǎn)動后，電動機將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能和機械能，使得電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能減小，

2

所以未轉(zhuǎn)時，Q=?1（R+r）t，

2

電動轉(zhuǎn)動時，Q'=?2（R+r）t，

22

則：I1（R+r）t＞?2（R+r）t，

所以I1＞I2，

即：電動機轉(zhuǎn)動時，通過燈泡電流較小，故燈泡會更暗。

?2

故答案為：（1）t；做功；（2）大于；（3）暗。

??

【鞏固提高】

1.（2020秋?永嘉縣期末）下列用電器中，主要利用電流的熱效應(yīng)工作的是（）

A．收音機B．電風(fēng)扇

C．電飯鍋D．電視機

【解答】解：A．收音機工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為聲能，少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不是利用電流熱

效應(yīng)工作的，故A不符合題意；

B．電風(fēng)扇工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能，不是利用電流熱效應(yīng)工作的，故B不符合題意；

C．電飯鍋工作時主要將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，是利用了電流的熱效應(yīng)，故C符合題意；

D．電視機工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不是利用電流熱效應(yīng)工

作的，故D不符合題意。

故選：C。

第13頁共23頁

2.（2020秋?婺城區(qū)期末）如果熱熔膠槍（一種電熱器）和電風(fēng)扇上都標(biāo)有“220V，45W”的字

樣，它們都在額定電壓下工作相同的時間，以下科學(xué)量大小不相同的是（）

A．用電器消耗的電能B．用電器產(chǎn)生的熱量

C．通過用電器的電流D．用電器的實際功率

【解答】解：AD、兩個用電器均正常工作時的實際功率P＝P額＝45W，

?

由P=可得，W＝Pt，所以兩種用電器消耗的電能相同；故AD不符合題意；

?

B、因為電風(fēng)扇中的電動機將電能大部分轉(zhuǎn)化機械能，熱熔膠槍將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，熱熔膠

槍產(chǎn)生熱量最多，所以用電器產(chǎn)生的熱量不同，故B符合題意；

C、由P＝UI可得，通過用電器的電流相同，故C不符合題意。

故選：B。

3.（2021秋?寧?？h校級月考）將規(guī)格都是“220V、150W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機和一把電

烙鐵分別接入家庭電路中，通電時間相同，下列說法正確的是（）

A．電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多

B．電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多

C．電視機產(chǎn)生的熱量最多

D．三個用電器產(chǎn)生的熱量一樣多

【解答】解：由于U＝220V，則三種用電器的實際功率：P＝P額＝150W；通電時間相同，根據(jù)W

＝Pt可知，所以三種用電器消耗的電能相同；

電視機將大部分電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，電風(fēng)扇中的電動機將電能大部分轉(zhuǎn)化機械能，電烙鐵將

電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，故產(chǎn)生熱量最多的是電烙鐵。

故選：A。

4.（2020秋?拱墅區(qū)校級期末）如圖是探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實

驗裝置，兩個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。下列說法正確的是（）

第14頁共23頁

A．該實驗裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

B．將右邊并聯(lián)的兩根5Ω的電阻絲都放入到容器內(nèi)，就可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

C．將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，就可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

D．該實驗裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少

【解答】解：A、裝置中一個5Ω的電阻與兩個5Ω的電阻并聯(lián)后再串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特

點可知，右邊兩個電阻的總電流和左邊電阻的電流相等，即I右＝I左，兩個5Ω的電阻并聯(lián)，根據(jù)

并聯(lián)電路的電流特點知I右＝I1+I2，兩電阻的阻值相等，則支路中電流相等，即I1＝I2，所以右邊

容器中通過電阻的電流是左側(cè)通過電流的一半，即是研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故A錯

誤；

B、探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，應(yīng)控制兩電阻絲中的電流相同、改變電阻的阻值；

不改變導(dǎo)線的連接方式，將右邊容器上方的5Ω電阻絲也放入右邊容器內(nèi)，此時I右＝I左，由于右

側(cè)容器中兩個5Ω的電阻并聯(lián)，所以總電阻小于5Ω，左右兩側(cè)容器中電阻絲的阻值不同，所以可

以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故B正確；

C、將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，左右容器中的電阻和電流都不同，沒有控制好

變量，所以不能探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故C錯誤；

D、該實驗裝置是利用容器中空氣的熱脹冷縮來反應(yīng)放熱的多少，產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，

通過U形管液面高度差的變化來反映，故D錯誤。

故選：B。

5.（2021秋?西湖區(qū)校級月考）如圖是探究“影響電流熱效應(yīng)因素”的實驗裝置，將R1、R2兩電

阻絲密封在兩只完全相同的燒瓶內(nèi)，且R1＞R2，瓶內(nèi)裝入等質(zhì)量的煤油，下列說法錯誤的是

（）

A．燒瓶內(nèi)選用比熱容較小的液體，可以使實驗現(xiàn)象更明顯

B．若在該裝置中串聯(lián)一個滑動變阻器，就可以探究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)

系

第15頁共23頁

C．實驗中通過溫度計示數(shù)的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少

D．若要比較水和煤油的比熱容大小，不僅需要將其中一個燒瓶內(nèi)的煤油換成等質(zhì)量的水，還需

使燒瓶內(nèi)兩個電阻的阻值不相同

【解答】解：

A、在液體質(zhì)量相同、吸收熱量相同的情況下，比熱容小的物質(zhì)溫度升高的多，所以用比熱容小

的液體可以使實驗現(xiàn)象更明顯，故A正確；

B、由圖可知，兩瓶中電阻絲串聯(lián)，實驗中，移動滑動變阻器，可以改變電路中電流的大小，分

析同一個燒瓶內(nèi)溫度計示數(shù)的變化，可以探究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系，故

B正確；

C、通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量越多，煤油的溫度升的越高，通過觀察溫度計的示數(shù)大小來

判斷電流產(chǎn)生的熱量的多少，應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法，故C正確；

D、比較水和煤油的比熱容大小時，燒瓶內(nèi)分別裝有質(zhì)量相同的水和煤油，要使它們在相同的時

間內(nèi)吸收相同的熱量，所以要使兩瓶中電阻絲的阻值相同，故D錯誤。

故選：D。

6.（2022秋?余姚市校級月考）甲、乙兩個電熱器的電阻之比為5：4，通電相同時間產(chǎn)生的熱量

之比為5：1，則通過甲、乙的電流之比為（）

A．4：1B．1：4C．2：1D．1：2

【解答】解：

由題意可知，R甲：R乙＝5：4，產(chǎn)生的熱量之比Q甲：Q乙＝5：1，通電時間之比t甲：t乙＝1：1，

由Q＝I2Rt可得通過甲、乙兩個電熱器的電流之比：

?甲?乙511

I甲：I乙=：=：=1：=2：1，故C正確、ABD錯誤。

?甲?甲?乙?乙5×14×12

故選：C。

7.（2020秋?柯橋區(qū)期末）如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數(shù)是

10V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法正確的是（）

第16頁共23頁

A．電壓表V1的示數(shù)為10V

B．電路消耗的總功率是6W

C．通電1分鐘電流通過電動機產(chǎn)生的熱量是240J

D．通電1分鐘電動機產(chǎn)生的機械能是300J

【解答】解：A、由圖知，定值電阻R與電動機串聯(lián)，電壓表V1測量電動機的電壓，電壓表V2

?

測量電源的電壓，電路中的電流為1A，定值電阻R的阻值為4Ω，根據(jù)I=得，定值電阻R的

?

電壓為：UR＝IR＝1A×4Ω＝4V，

電壓表V2的示數(shù)是10V，則電源的電壓為10V，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律得，電動機兩端的電

壓為：UM＝U﹣UR＝10V﹣4V＝6V，電壓表V1與電動機并聯(lián)，則電壓表V1的示數(shù)為6V，故A

錯誤；

B、電路中總功率為：P＝UI＝10V×1A＝10W，故B錯誤；

2

C、由題知，電動機的線圈電阻為1Ω，則通電1分鐘電流通過電動機產(chǎn)生的熱量為：Q＝IRMt＝

（1A）2×1Ω×60s＝60J，故C錯誤；

D、通電1分鐘電動機消耗的總電能為：W＝UMIt＝6V×1A×60s＝360J，根據(jù)能量守恒定律知，

則通電1分鐘電動機產(chǎn)生的機械能為：W機械＝W﹣Q＝360J﹣60J＝300J，故D正確。

故選：D。

8.（2021?蒼南縣模擬）如圖電路，電源電壓為12伏且保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變

阻器的中點時，電壓表的示數(shù)為4伏：當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時，電壓表的示數(shù)變化了2

伏，在10秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36焦，則下列結(jié)果正確的是（）

A．電路中的最大電流為1安

B．電路消耗的最小電功率為9.6瓦

第17頁共23頁

C．R1先后兩次消耗的電功率之比為16：9

D．滑片P在中點時，10秒內(nèi)滑動變阻器R做功為60焦

【解答】解：根據(jù)電路圖可知，定值電阻與滑動變阻器串聯(lián)，電壓表測滑動變阻器兩端的電壓；

滑片從中點到b端時，變阻器接入電路的阻值增大，由串聯(lián)分壓的規(guī)律可知，電壓表示數(shù)（變阻

器的電壓）將增大，電壓表示數(shù)增大了2V，即滑片在b點時電壓表的示數(shù)為：Ub＝4V+2V＝6V；

22

?2?1(12?6?)

在10s內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36J，由Q＝UIt=t可得R1的阻值：R1=t=

??136?

×10s＝10Ω；

A、當(dāng)滑片在a點時，變阻器接入電路的阻值為0，電路中的電流最大，

?12?

則電路中的最大電流：I最大===1.2A，故A錯誤；

?110?

?1

B、當(dāng)滑片在b點時，變阻器接入的阻值最大，電路中的電流最小，電路中的最小電流：I最小=

?1

12?6?

==0.6A，

10?

則電路消耗的最小電功率為：P最小＝UI最?。?2V×0.6A＝7.2W，故B錯誤；

?1′12?4?

C、串聯(lián)電路中各處的電流相等，滑片在中點時，電路中的電流：I中===0.8A，

?110?

?1中?1中?中(12?4?)×0.8?16

由P＝UI可得，R1先后兩次消耗的電功率之比：===，故C

?1??1??最小(12?6?)×0.6?9

正確；

D、滑片P在中點時，10s內(nèi)滑動變阻器R消耗的電能：W滑＝U滑I中t＝4V×0.8A×10s＝32J，

故D錯誤。

故選：C。

9.（2021秋?余姚市月考）把一個標(biāo)有“10V3W”的小燈泡和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為12V

的電源上（如圖所示），小燈泡恰能正常工作。該電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量是（）

A．6JB．30JC．36JD．60J

【解答】解：燈泡正常發(fā)光時的電壓UL＝10V，功率PL＝3W，

因串聯(lián)電路中各處的電流相等，

??3?

所以，由P＝UI可得，燈泡正常發(fā)光時電路中的電流：IL===0.3A，

??10?

第18頁共23頁

因串聯(lián)電路中總電壓等于各分電壓之和，

所以，R兩端的電壓：UR＝U﹣UL＝12V﹣10V＝2V，

該電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量：Q＝W＝URIt＝2V×0.3A×10s＝6J。

故選：A。

10.（2022春?鄞州區(qū)校級期末）如圖所示電路，閉合開關(guān)，標(biāo)有“6V4.8W”的小燈泡正常發(fā)光，

電動機線圈的電阻為1Ω，通過線圈的電流為0.5A。則干路電流為A，2min內(nèi)電動機產(chǎn)

生的熱量是J。

??4.8?

【解答】解：由P＝UI可知，小燈泡正常發(fā)光時的電流：IL===0.8A；

??6?

根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，干路電流I＝IL+IM＝0.8A+0.5A＝1.3A；

22

2min內(nèi)電動機產(chǎn)生的熱量：Q＝IMRMt＝（0.5A）×1Ω×2×60s＝30J。

故答案為：1.3；30。

11.（2022春?上城區(qū)月考）甲、乙兩只電爐標(biāo)有“220V500W”和“220V1000W”字樣，把它們

串聯(lián)在220V的電路中，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量較多的是（選填“甲”或“乙”），將它們并

聯(lián)在220V電路中，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量較多的是（選填“甲”或“乙”）。

【解答】解：

?2?2

（1）由P=可得R=，所以甲、乙兩只電爐的電阻：R＞R，因為串聯(lián)電路中電流處處

??甲乙

2

相等，即：I甲＝I乙，所以根據(jù)Q＝IRt可知，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q甲＞Q乙，即串聯(lián)時相

同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量較多的是甲；

（2）由題知，兩電爐的額定電壓相同（均為220V），且額定功率P甲＜P乙，并聯(lián)在220V電路中

時都能正常工作，即實際功率達到額定功率，由Q＝W＝Pt知，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量較多的是

乙。

故答案為：甲；乙。

12.（2022?婺城區(qū)一模）隨著生活條件的改善，人們更加重視家居環(huán)境的美化，如圖甲是帶有水溫

調(diào)節(jié)功能的家庭水族箱，其工作原理如圖乙所示，R1為阻值可調(diào)的電熱絲，R2為阻值400Ω的

定值電熱絲，開關(guān)S2為單刀雙擲開關(guān)，不考慮溫度對電阻的影響。請分析回答：

第19頁共23頁

（1）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2接（填“a”或“b”）時，電路處于保溫狀態(tài)。

（2）當(dāng)電路處于加熱狀態(tài)時，通電10分鐘消耗的電能是多少焦？

（3）當(dāng)電路處于保溫狀態(tài)時，若電路消耗的功率P＝48.4W，則電熱絲R1連入電路的阻值應(yīng)為

多少？

【解答】解：（1）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2接b時，電路為R1的簡單電路，總電阻較小，電源電壓不

?2

變，根據(jù)P=可知總功率較大，電路處于加熱狀態(tài)；

?

?2

當(dāng)開關(guān)S閉合，S接a時，R、R串聯(lián)，總電阻較大，電源電壓不變，根據(jù)P=可知總功率

1212?

較小，電路處于保溫狀態(tài)；

（2）當(dāng)電路處于加熱狀態(tài)時，通電10分鐘消耗的電能：

?2(220?)2

W=t=×10×60s＝72600J；

?2400?

?2

（3）當(dāng)電路處于保溫狀態(tài)時，若電路消耗的功率P＝48.4W，根據(jù)P=可知總電阻：

?

?2(220?)2

R===1000Ω，

串?48.4?

根據(jù)電阻串聯(lián)的特點可知則電熱絲R1連入電路的阻值：

R1＝R串﹣R2＝1000Ω﹣400Ω＝600Ω。

答：（1）a；

（2）通電10分鐘消耗的電能是72600J；

（3）電熱絲R1連入電路的阻值應(yīng)為600Ω。

13.（2022秋?西湖區(qū)校級期中）幾千年來中國的廚藝最講究的就是“火候”二字?，F(xiàn)在市場上流

行如圖甲所示的新型電飯鍋，采用“聰明火”技術(shù)，電腦智能控溫、控壓，智能化控制食物在

不同時間段的溫度，以得到最佳的口感和營養(yǎng)，其簡化電路如圖乙所示R1和R2均為電熱絲，S1

是自動控制開關(guān)。把電飯鍋接入220V的電路中，在電飯鍋工作的30min內(nèi)，電路中總電流隨

時間變化的圖象如圖丙所示。

第20頁共23頁

（1）電飯鍋的最大電功率；

（2）電熱絲R2的阻值；

（3）30min內(nèi)電飯鍋產(chǎn)生的熱量。

【解答】解：（1）由乙電路圖可知，S和S1都閉合時，電阻R1與R2并聯(lián)，總電阻較小，電源電

壓不變，根據(jù)歐姆定律可知電路中的電流較大，根據(jù)P＝UI可知，電飯鍋的功率最大。

由圖丙可知，電飯鍋的最大電流I＝3A，

則電飯鍋最大的電功率：P1＝UI＝220V×3A＝660W；

（2）由乙電路圖可知，只閉合S時，電路為R1的簡單電路，總電阻較大，電源電壓不變，根據(jù)

歐姆定律可知電路中的電流較小，根據(jù)P＝UI可知，電飯鍋的功率最小。

由丙圖可知，通過R1的電流I1＝2A，

因并聯(lián)電路中干路電流等于各支路電流之和，

所以，通過R2的電流：I2＝I﹣I1＝3A﹣2A＝1A，

因并聯(lián)電路中各支路兩端的電壓相等，

??220?

所以，由I=可得，R2的阻值：R2===220Ω；

??21?

（3）由圖可知30min內(nèi)電飯鍋的加熱時間為15min，產(chǎn)生的熱量為：W1＝UIt1＝220V×3A×15×

60S＝5.94×105J，