3.焦 耳 定 律
(40分钟 80分)
考点一 探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”
1. (5分)(2024·承德期末)在探究“电流产生的热量与什么因素有关”时，小李设计了如图的实验装置。甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，里面各放有一根5 Ω的电阻丝，其中乙容器将一个5 Ω的电阻丝与容器内5 Ω的电阻丝并联，两个U形管中装有等量的水，接通电源后，下列说法正确的是(D)
A．乙容器上方的电阻主要作用是分压
B．通电一段时间后右边U形管高度差较大
C．此装置探究的是电流产生的热量与电阻的关系
D．此装置可以保证甲、乙两容器中电阻的通电时间相同
2．(6分)(2024·保定期末)如图所示是小桂同学探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。瓶中各放置一根电阻丝，且R甲＞R乙，不改变滑动变阻器滑片的位置，相同时间内，可探究电流产生的热量与__电阻__的关系。实验中通过观察__温度计示数的变化__来比较电阻丝产生热量的多少。
3．(4分)用图示装置探究“影响电热的因素”，A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、B为研究对象，该实验探究的是在__电阻__不变时电热与__电流__的关系；若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在__电流__不变时电热与__电阻__的关系。(均选填“电流”或“电阻”)
4. (4分)(2019·长沙中考)如图，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。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，小海用此电路来探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关。由图可知，在电流大小和通电时间相等的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越__多__；若通过电阻的电流为0.5 A，通电10 s，阻值为10 Ω的电阻产生的热量是__25__ J。
考点二 焦耳定律及其应用
5．(6分)(2024·张家口期末)通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不太热，这是因为(B)
A．电炉丝有电流的热效应，而铜导线中没有电流的热效应
B．电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多
C．通过电炉丝的电流大，而通过铜导线的电流小
D．电炉丝容易导电，铜导线不容易导电
6．(6分)同为“220 V 40 W”的电灯、电扇、电烙铁都正常工作 5 min，它们产生的热量(B)
A．电灯最多 B．电烙铁最多
C．电扇最多 D．一样多
7．(6分)(2024·廊坊期末)甲、乙两电热器通过的电流之比为1∶2，通电时间之比为3∶2，电阻之比为4∶3，则产生热量之比为(A)
A．1∶2 B．2∶9
C．9∶2 D．2∶1
8. (9分)如图所示电路中，电源电压保持不变，电阻R1＝10 Ω，电阻R2＝15 Ω，当只闭合开关S1时，电流表A的示数是0.6 A。
求：(1)电源电压；
(2)当开关S1、S2都闭合时电流表A的示数；
(3)当开关S1、S2都闭合时通电10 s，电流通过R2产生的热量。
解：(1)由电路图知，当只闭合开关S1时，电路为R1的简单电路，电流表A测通过R1的电流，由I＝可得，电源电压：U＝U1＝I1R1＝0.6 A×10 Ω＝6 V；
(2)当开关S1、S2都闭合时，两电阻并联，电流表A测干路电流，由并联电路中各支路间互不影响，所以通过R1的电流不变，仍为0.6 A，由并联电路电压特点和欧姆定律可得，通过R2的电流：I2＝＝＝0.4 A，所以电流表A的示数：I′＝I1＋I2＝0.6 A＋0.4 A＝1 A；
(3)当开关S1、S2都闭合时通电10 s，电流通过R2产生的热量：
Q2＝IR2t＝(0.4 A)2×15 Ω×10 s＝24 J。
9．(6分)如图所示为探究“焦耳定律”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。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1A.该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
10．(6分)(多选)(2024·衡水模拟)利用图中5个阻值相等的电阻完成“焦耳定律”的探究实验。以下说法正确的是( A、C、D )
A.本实验采用的研究方法有“控制变量法”和“转换法”
B．通电后会发现在相同时间内乙产生的热量是丙产生热量的2倍
C．若要探究导体的电阻对电热的影响，应该选择观察甲、乙
D．图丙中外接5 Ω电阻的作用是改变流过电阻D的电流，使通过电阻A、D的电流不同
11. (6分)(2024·石家庄期末)如图所示，电源电压恒为10 V，小电动机内部线圈的电阻为2 Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为5 Ω时，电压表的示数为8 V，此时电动机正常工作，则电路中的电流为__0.4__A，通电10 min电流通过电动机内部线圈产生的热量是__192__J，电流通过电动机做功__1__920__J。
12. (8分)如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2＝20 Ω，灯泡L标有“6 V 3 W”字样。
(1)当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，电流表示数为__0.8__ A，电路消耗的总功率为__4.8__ W。
(2)当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2 V，R1的阻值为__10__ Ω，通电1 min产生的热量为__24__ J。
13．(8分)随着生活水平的不断提高，人们越来越关注营养的摄入与流失，多功能加热破壁料理机(如图)已经走入了人们的生活。某款破壁机的参数如下：
产品名称 ××破壁机 产品材质 食品级高硼玻璃
型号 ×× WBL ×× 转速 2 600 r/min
产品容量 热饮1.4 L冷饮1.75 L 功率 搅打1 000 W加热880 W
把一条收拾好的小鲫鱼及配料放入破壁机，加入1 L的水，启动破壁机，12 min 后就可以喝浓香的鱼汤了。在此过程中总的加热时间大约为10 min，请计算回答：
(1)加热器的阻值是多少欧姆？
(2)加热过程中产生多少焦耳的热量？(不计热量损失)
解：(1)由P＝可得，加热器的阻值R＝＝＝55 Ω。
(2)根据P＝可得，消耗的电能W＝Pt＝880 W×10×60 s＝5.28×105 J。
因为不计热量损失，所以加热过程中产生的热量Q＝W＝5.28×105 J。3.焦 耳 定 律
(40分钟 80分)
考点一 探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”
1. (5分)(2024·承德期末)在探究“电流产生的热量与什么因素有关”时，小李设计了如图的实验装置。甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，里面各放有一根5 Ω的电阻丝，其中乙容器将一个5 Ω的电阻丝与容器内5 Ω的电阻丝并联，两个U形管中装有等量的水，接通电源后，下列说法正确的是( )
A．乙容器上方的电阻主要作用是分压
B．通电一段时间后右边U形管高度差较大
C．此装置探究的是电流产生的热量与电阻的关系
D．此装置可以保证甲、乙两容器中电阻的通电时间相同
2．(6分)(2024·保定期末)如图所示是小桂同学探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。瓶中各放置一根电阻丝，且R甲＞R乙，不改变滑动变阻器滑片的位置，相同时间内，可探究电流产生的热量与__ __的关系。实验中通过观察__ __来比较电阻丝产生热量的多少。
3．(4分)用图示装置探究“影响电热的因素”，A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、B为研究对象，该实验探究的是在__ __不变时电热与__ __的关系；若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在__ __不变时电热与__ __的关系。(均选填“电流”或“电阻”)
4. (4分)(2019·长沙中考)如图，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。两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，小海用此电路来探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关。由图可知，在电流大小和通电时间相等的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越__ __；若通过电阻的电流为0.5 A，通电10 s，阻值为10 Ω的电阻产生的热量是__ __ J。
考点二 焦耳定律及其应用
5．(6分)(2024·张家口期末)通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不太热，这是因为( )
A．电炉丝有电流的热效应，而铜导线中没有电流的热效应
B．电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多
C．通过电炉丝的电流大，而通过铜导线的电流小
D．电炉丝容易导电，铜导线不容易导电
6．(6分)同为“220 V 40 W”的电灯、电扇、电烙铁都正常工作 5 min，它们产生的热量( )
A．电灯最多 B．电烙铁最多
C．电扇最多 D．一样多
7．(6分)(2024·廊坊期末)甲、乙两电热器通过的电流之比为1∶2，通电时间之比为3∶2，电阻之比为4∶3，则产生热量之比为( )
A．1∶2 B．2∶9
C．9∶2 D．2∶1
8. (9分)如图所示电路中，电源电压保持不变，电阻R1＝10 Ω，电阻R2＝15 Ω，当只闭合开关S1时，电流表A的示数是0.6 A。
求：(1)电源电压；
(2)当开关S1、S2都闭合时电流表A的示数；
(3)当开关S1、S2都闭合时通电10 s，电流通过R2产生的热量。
9．(6分)如图所示为探究“焦耳定律”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。将容器中的电阻丝R1、R2串联在电路中，且R1A.该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．闭合开关后，甲管中液面上升比乙慢
D．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器滑片P向左移动
10．(6分)(多选)(2024·衡水模拟)利用图中5个阻值相等的电阻完成“焦耳定律”的探究实验。以下说法正确的是( )
A.本实验采用的研究方法有“控制变量法”和“转换法”
B．通电后会发现在相同时间内乙产生的热量是丙产生热量的2倍
C．若要探究导体的电阻对电热的影响，应该选择观察甲、乙
D．图丙中外接5 Ω电阻的作用是改变流过电阻D的电流，使通过电阻A、D的电流不同
11. (6分)(2024·石家庄期末)如图所示，电源电压恒为10 V，小电动机内部线圈的电阻为2 Ω，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为5 Ω时，电压表的示数为8 V，此时电动机正常工作，则电路中的电流为__ __A，通电10 min电流通过电动机内部线圈产生的热量是__ __J，电流通过电动机做功__ __ __J。
12. (8分)如图所示，电源电压恒定，R1、R2为定值电阻，R2＝20 Ω，灯泡L标有“6 V 3 W”字样。
(1)当S、S1、S2都闭合时，灯泡L正常发光，电流表示数为__ __ A，电路消耗的总功率为__ __ W。
(2)当S闭合，S1、S2断开时，电压表示数为2 V，R1的阻值为__ __ Ω，通电1 min产生的热量为__ __ J。
13．(8分)随着生活水平的不断提高，人们越来越关注营养的摄入与流失，多功能加热破壁料理机(如图)已经走入了人们的生活。某款破壁机的参数如下：
产品名称 ××破壁机 产品材质 食品级高硼玻璃
型号 ×× WBL ×× 转速 2 600 r/min
产品容量 热饮1.4 L冷饮1.75 L 功率 搅打1 000 W加热880 W
把一条收拾好的小鲫鱼及配料放入破壁机，加入1 L的水，启动破壁机，12 min 后就可以喝浓香的鱼汤了。在此过程中总的加热时间大约为10 min，请计算回答：
(1)加热器的阻值是多少欧姆？
(2)加热过程中产生多少焦耳的热量？(不计热量损失)
