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第4节 焦耳定律
目录
【A 夯基础】 1
一、电流的热效应 1
二、焦耳定律 3
三、电热的利用和防止 8
【B 提能力】 9
【C 链中考】 15
电流的热效应
1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电视机 B．电冰箱 C．电熨斗 D．电脑
【答案】C
【详解】A．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能等，不是利用电流的热效应，故A不符合题意；
B．电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能，用于压缩制冷，不是利用电流的热效应，故B不符合题意；
C．电熨斗工作时，电能主要转化为内能，通过发热来熨烫衣物，是利用电流的热效应，故C符合题意；
D．电脑工作时，主要将电能转化为光能、声能和机械能等，不是利用电流的热效应，故D不符合题意。
故选C。
2．相同规格（铭牌上标着220V，100W）的电炉子、电视机、电风扇，在额定电压下工作相同的时间，下列说法正确的是（ ）
A．它们消耗的电能不同，电风扇产生的热量最多
B．它们消耗的电能相同，电视机产生的热量最多
C．它们消耗的电能相同，电炉子产生的热量最多
D．它们消耗的电能不同，电视机产生的热量最多
【答案】C
【详解】各用电器的额定功率相同，在额定电压下工作时它们的实际功率与额定功率相等。工作相同时间，由W=Pt可知，消耗的电能相同。电视机工作时主要是把电能转化为声能、光能和内能，产生的热量较少；电风扇工作时消耗电能大部分转化为机械能，产生很少的热量；电炉子工作时消耗的电能全部转化为内能，因此电流通过电炉子产生的热量最多。故C正确，ABD错误。
故选C。
3．如图所示的电烙铁通电后温度升高，这利用了电流的 效应。电热丝中的电流为I1，连接电热丝的导线中的电流为I2，则I1 I2（填“>”“<”或“=”） 。
【答案】 热 =
【详解】[1]电流通过导体时产生热量的现象较电流的热效应，电烙铁通电后温度升高，消耗了电路中的电能，产生热量，将电能转化为内能，即利用了电流的热效应。
[2]电热丝与导线串联，由于串联电路的电流处处相等，则通过电热丝的电流与导线的电流相等，即。
4．如图甲和乙所示，是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在该实验中，通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫 法。
(2)在图甲中，通过两电阻丝的电流 ，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。
(3)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通电一段时间后， 侧容器 U形管液面高度差较大，这说明 。
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比，跟导体的电阻正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用 装置（选“甲”或“乙”）的实验结论解释。
【答案】(1) 高度差 转换
(2) 相等 电阻
(3) 电流 左 在其它情况相同时，电流越大，电流产生的热量越多
(4)电流的平方
(5)甲
【详解】（1）[1][2]实验中，电流通过电阻丝产生热量，容器内空气吸收热量温度升高，体积变大，U形管内液面产生高度差；电热越多，U形管内液面高度差越大；实验中通过U形管液面高度差来间接反映电热多少，这种研究方法是转换法。
（2）[1][2]图甲中，两电阻丝串联，通过它们电流相等；两容器电阻丝中电流相等，通电时间相等，只是两个电阻丝电阻不同，通电一段时间后，右侧U形管液面高度差较大，实验可以探究电热与电阻关系。
（3）[1][2][3]图乙中，左右两容器中电阻丝电阻相等，通电时间相等，因为右侧容器内外两个电阻并联后再与左侧容器中的电阻串联，由于右侧容器外电阻丝的分流作用，右侧容器中电阻丝中电流小于左侧，是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系；一段时间后，左侧U形管内液面高度差大，这说明，在电阻与通电时间都相同时，电流越大，电热越大。
（4）最先准确研究影响电热多少因素的科学家是焦耳，该结论被称为焦耳定律，内容为：电流通过导体产生热量的多少与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比，数学表达式为。
（5）导线与电炉丝串联，通过的电流相等，通电时间相等，只是电炉丝电阻大于导线电阻，所以电流通过电炉丝产生的电热大，这可以用甲装置的实验结论来解释。
二、焦耳定律
5．最先精确地测出电流通过电阻放出热量的科学家是（ ）
A．欧姆 B．焦耳 C．法拉第 D．奥斯特
【答案】B
【详解】英国物理学家焦耳通过大量实验，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，即焦耳定律。其内容为：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，公式为，故ACD不符合题意，B符合题意。
故选B。
6．如图在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．甲实验中将两个电阻串联，只是为了保证通过两个电阻的电流相等
B．乙实验是为了探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系
C．甲实验中，通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为2∶1
D．乙实验中，通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为4∶1
【答案】D
【详解】AC．甲实验中将两个不同的电阻串联，根据串联电路特点和串联电路的电流规律，可以保证通过两个电阻的电流和通电时间相等，则探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系，左右两容器内电阻丝阻值之比为，根据，电流和通电时间相等时，产生的热量与电阻成正比，所以通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为1∶2，故AC错误；
BD．乙实验中，两个的电阻并联后再与另一个的电阻串联，根据并联电流规律，通过左右两容器内电阻丝的电流之比为2∶1，左右两容器内电阻丝阻值相同，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系。根据，电阻和通电时间相等时，产生的热量与电流的平方成正比，所以通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为4∶1，故B错误，D正确。
故选D。
7．如图所示，长度相同、横截面积不同的镍铬金属棒AB和BC连接在一起，如果在AC两端加上一定的电压U，通过AB、BC的电流分别为I1、I2；电流通过镍铬合金棒AB、BC产生的电热分别为Q1、Q2，则（ ）
A．I1>I2 B．I1Q2 D．Q1【答案】C
【详解】AB．镍铬金属棒AB和BC的长度、材料相同，AB的横截面积较小，AB的电阻较大。AB和BC串联，由串联电路电流特点得
故AB不符合题意；
CD．AB和BC电流与通电时间相同，AB的电阻较大，由得
故C符合题意，D不符合题意。
故选C。
8．甲、乙两个电热器的电阻之比为，电流之比，通电相同时间。则甲、乙两个电热器产生的热量之比为（ ）
A． B． C． D．
【答案】B
【详解】由Q=I2Rt可得，甲、乙两个电热器产生的热量之比为
故选B。
9．小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴，将一金属片接在学生电源上（如图所示），他将火柴放在哪个位置效果最明显（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样
【答案】A
【详解】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积，由题图可知，a点横截面积最小，故a的电阻最大，abc是串联的，电流相同，根据Q=I2Rt可知，在相同时间内a产生的热量多，故放在a点效果明显。故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
10．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ ）
A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
【答案】D
【详解】A．没有说明控制电流一定，故缺少条件，结论不一定正确，故A错误；
B．没有说明控制电压一定，故缺少条件，结论不一定正确，故B错误；
C．此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，与电阻是否有关要看定义式，故C错误；
D．电流、时间一定时，电热与电阻成正比，故D正确。
故选D。
11．如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的煤油，现将阻值为、的电阻丝，分别按如图的四种方式连接放入煤油中，并接入相同电源。通电相同时间后，煤油温度最高的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】A
【详解】、均为电阻丝，消耗的电能与产生的电热相同，根据可知，当电压和通电时间相同时，电路中电阻越小，产生的电热越多，图中四种连接方式中，并联电阻最小，产生的电热越多，煤油吸收的热量越多，升高的温度越多，故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
12．图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为，电热丝R的电阻为，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的 效应工作的，通电产生的热量为 J。
【答案】 热 540
【详解】[1]电流通过电热丝，电热丝温度升高，说明电热丝产生电热，是利用电流的热效应工作的。
[2]电热丝产生的热量为
13．如图所示，的电阻为10Ω，闭合开关后，通过电阻和的电流分别为0.6A和0.3A，电阻工作1min产生的热量是 J。
【答案】108
【详解】电阻两端的电压为
两个电阻并联，故电阻R2两端的电压为6V，电阻工作1min产生的热量是
14．如图所示电路中，电源电压恒定不变，的阻值为。闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为，求：
(1)的阻值。
(2)通电，产生的热量。
【答案】(1)
(2)48J
【详解】（1）由图可知，与串联，电流处处相等，电压表测两端电压，的阻值
（2）通电，产生的热量为
15．如图电路，电源电压保持12V不变，灯泡上标有“10V，4W”的字样，闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光。求：
(1)灯泡L的电阻；
(2)电路中的电流；
(3)通电1min，变阻器R上产生的热量。
【答案】(1)25Ω
(2)0.4A
(3)48J
【详解】（1）灯泡L的电阻
（2）串联电路电流处处相等，此时灯泡正常发光，故电路中的电流为
（3）因为电阻与灯泡串联，故R的电压为
故通电1min变阻器R上产生的热量为
三、电热的利用和防止
16．下列情况中属于防止电热带来危害的是（ ）
A．电熨斗熨衣服 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药
C．电动机外壳有散热片 D．用电器长时间停用，隔一段时间应通一次电
【答案】C
【详解】A．电熨斗熨衣服利用电流的热效应工作，故A不符合题意；
B．利用电热装置引爆炸药，是利用了电热，故B不符合题意；
C．散热片工作时主要把电能转化为机械能，散热片不是利用电流热效应工作的，是为了把各电器元件产生的热量及时散失掉，故C符合题意；
D．用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次，是利用电热来驱潮，故D不符合题意。
故选C。
17．电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，有时使用不当也会给人们带来危害。下列情况中属于利用电流热效应的是（ ）
A．电脑两侧有散热孔
B．冬天用电暖气取暖
C．电视机的后盖有许多孔
D．“超导体”技术在远距离输电中的应用
【答案】B
【详解】AC．电脑两侧的散热孔和电视机后盖上的孔，都是为了使用电器工作时产生的热量及时散发，避免用电器过热，故AC不符合题意；
B．冬天用电暖气取暖是利用电流热效应产生的热量，故B符合题意；
D．“超导体”电阻为0，所以在输电的过程中，不会产生热量，故D不符合题意。
故选B。
18．科研人员借助短波激光脉冲的帮助，成功制成了室温下的超导体，这一研究成果成熟后可应用于（ ）
A．输电导线 B．家用保险丝
C．电炉电热丝 D．白炽灯灯丝
【答案】A
【详解】室温下的超导体的电阻为0，不适合做利用电流热效应的电器；
A.．输电导线可以用超导体，输电线的电阻越小，导线产生的热量越小，越有利于减小电损，故A符合题意；
BCD．家用保险丝、电炉电热丝、白炽灯灯丝都是利用电流的热效应的，故BCD不符合题意。
故选A。
19．“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器，用来切割塑料泡沫，如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等
B．加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等
C．EF、FG和GH三段铝片的电阻相等
D．用GH段去切割塑料泡沫，效果最好
【答案】A
【详解】A．由图可知，EF、FG和GH三段铝片是串联在电路中的，根据串联电路的电流特点：串联电路中各处的电流相等，所以通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等，故A正确；
BC．电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关（本题中温度、材料相同）。由图可知，三段铝片长度均为，但宽度不同（即横截面积不同），根据“在材料和长度相同时，横截面积越小，电阻越大”,可知三段铝片的电阻关系为；根据欧姆定律（相同，不同），所以加在GH、EF、FG三段铝片两端的电压关系为,故BC错误；
D．根据焦耳定律（、相同），电阻越大，产生的热量越多。因为，所以FG段电阻最大，产生热量最多，用FG段去切割塑料泡沫，效果最好，故D错误。
故选A。
20．如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙
【答案】C
【详解】根据题干知，R2＝2R1＝2R3＝R4
左图中，R1与R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的导电线圈产生的热量多。因为R2＝2R1，所以Q2＞Q1……①
右图中，R3与R4并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的导电线圈产生的热量多。因为R4＝2R3，所以Q3＞Q4……②
在右图中，由可知，
在左图中，因R2＝2R1，由分压原理和串联电路电压的规律可知，，由可知，
所以Q4＞Q2……③
由①②③，我们可得出了这四个电阻产生的热量关系是：Q3＞Q4＞Q2＞Q1；因甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，根据可知，这四个容器中的水温从高到低的顺序是即丙、丁、乙、甲。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
21．如图甲所示，是一种测力装置的结构示意图。测量时，把完全相同的柔性（易弯曲）应变电阻片R1和R2沿着横梁的OA方向分别紧贴在横梁的上下表面，并把它们接入如图乙所示的电路中，电源电压恒定。在横梁A端施加向下的压力F，当横梁将向下弯曲，R1沿着OA方向被拉长，R2则被缩短，根据它们两端电压的差值即可测量出压力F的大小。则测压力F时，以下说法正确的是（ ）
A．R1中电流大于R2中的电流
B．R1的电阻减小，R2的电阻增大
C．相同时间内R1产生的热量小于R2产生的热
D．A端受到的压力越大，R1和R2两端的电压差越大
【答案】D
【详解】A．由图乙知，两个电阻串联在电路中，通过两个电阻的电流相等，故A错误；
B．横梁向下弯曲时，R1被拉长，则长度变长、横截面积变小，电阻变大，R2被压缩，长度变短、横截面积变大，电阻变小，故B错误；
C．横梁变弯前，R1=R2，横梁变弯后，R1的阻值变大，R2阻值变小，则此时R1的阻值大于R2的阻值，据Q=I2Rt知，在相同时间内，R1产生的热量大于R2产生的热量，故C错误；
D．A端受到的压力越大，R1被拉得越长，其阻值越大，R2被压缩得越短，其阻值越小，据串联电路的分压特点知，R1两端的电压越大，R2两端的电压越小，所以两者两端的电压差越大，故D正确。
故选D。
22．有一台“3V 3W”的迷你小电风扇（如图所示），电动机的线圈电阻为 0.1 Ω，忽略一切摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．小电风扇正常工作 1min消耗的电能为 180 J
B．小电风扇正常工作 1min产生的热量为 6J
C．若小电风扇的扇叶被卡住，通电1min产生的热量为180J
D．小电风扇正常工作 1min产生的机械能为 174J
【答案】C
【详解】A．小电风扇正常工作1min消耗的电能
故A正确，不符合题意；
B．正常工作时，通过小电风扇的电流
1min产生的热量
故B正确，不符合题意；
C．若小电风扇被卡住，此时通过电动机的电流
通电1min产生的热量
故C错误，符合题意；
D．小电风扇正常工作1min产生的机械能
W机械=W-Q=180J-6J=174J
故D正确，不符合题意。
故选C。
23．有两根电热丝R1、R2，且R1=3R2，若单独用R2烧开一壶水， 所需时间为。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源中烧开同一壶水， 则所需的时间分别为（不计热损失）（ ）
A．， B．， C．、 D．、
【答案】D
【详解】烧开同一壶水所需热量相同，设为Q吸，不计热损失，单独用R2烧开一壶水时
若将这两根电热丝串联接入电路，由串联电阻的规律，电路总电阻
由可得，电热丝串联烧开同一壶水所用的时间
若将这两根电热丝并联接入电路，则电路总电阻
电热丝并联在同一电源中烧开同一壶水所用的时间
故选D。
24．某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为 t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为 t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为 t，则t为（ ）
A． B． C．t1+t2 D．
【答案】A
【详解】只给一根通电，电阻消耗的电功率为，煮沸一壶水用的时间为 t1，产生的热量为
同理，另一根电阻丝产生的热量
则，两根电阻丝并联接到原来的电源上，产生的热量
则有
解得
故A符合题意，BCD不符合题意。
故选A。
25．如图是某品牌喷雾型蒸汽电熨斗电路图，HL灯和电阻R组成指示装置，EH是发热电阻，其电阻大小不变；ST是温控器，可控制发热电阻EH两端的电压在220V和110V两种状态间转换，从而实现高温挡和低温挡之间的切换。若高温挡的功率为800W，则蒸汽电熨斗以低温挡通电0.5h发热电阻EH产生的热量为 J。
【答案】3.6×105
【详解】发热电阻的阻值不变，由可知，当电压是220V时，电阻的功率最大，是高温挡，发热电阻EH的阻值
当电压是110V时，电阻的功率最小，是低温挡，低温挡通电0.5h发热电阻EH产生的热量为
26．如图甲所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，两个透明的容器中密封着等量的空气，与透明容器相连的U形管中注入等量的液体。
(1)实验时，通过U形管中 来判断导体产生热量的多少；
(2)乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的 不同，电阻R3 （选填“能”或“不能”）换成10；
(3)某小组在做图甲实验时，通电一段时间，发现其中左侧管内液面高度发生变化，右侧管内液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是 ；
(4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因： 。
【答案】(1)两侧液面高度差
(2) 电流 能
(3)右侧装置漏气/右侧容器内电阻短路
(4)R3断路
【详解】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，电流通过导体时产生的热量被封闭容器中的空气吸收，U形管两侧液面高度会发生变化，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少。
（2）[1]图乙装置中，其中R3与R2并联后与R1串联，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，根据并联电路的电流关系可知，通过容器内两个电阻的电流是不同的，故目的是使通过R1与R2的电流不相等。
[2]电阻R3的阻值只要不是0Ω，都可以使R1与R2的电流不相等，因此电阻R3可以换成10Ω。
（3）甲图中两电阻丝串联，通电一段时间后左侧管内液面高度发生变化，左侧电阻丝正常产热，说明电路是通路，且左侧电阻丝正常，右侧管内液面高度几乎不变，则可能是右侧装置漏气或右侧容器内电阻短路，不能产生电热，因此右侧管内液面高度几乎不变。
（4）实验发现左右两侧U形管液面上升高度相同，说明左右两侧产生的热量相同，因为R1=R2，且R1和R2产生的热量相同，则通过R1、R2的电流相同，说明R3中没有电流，故可能电阻R3断路了。
27．如图，电源电压恒为6V，灯L标有“6V，3W”字样，定值电阻R＝18Ω，灯丝电阻不随温度变化。求：
（1）灯泡正常工作时的电流；
（2）断开S2，闭合S1、S3，电阻R在1min内产生的热量；
（3）断开S1、S3，闭合S2，电路的总功率。
【答案】（1）0.5A；（2）120J；（3）1.2W
【详解】解：（1）由P＝UI可得，灯泡正常工作时的电流
（2）断开S2，闭合S1、S3，L与R并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻R在1min内产生的热量
（3）由可得，灯泡的阻值
断开S1、S3，闭合S2，L与R串联；因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以
R总＝RL+R＝12Ω+18Ω＝30Ω
此时电路的总功率
28．（2025吉林长春）下列利用电流的热效应工作的用电器是（ ）
A．电风扇 B．电冰箱 C．电水壶 D．电视机
【答案】C
【详解】AB．电冰箱、电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故AB不符合题意；
C．电水壶工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故C符合题意；
D．电视机在工作时，主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。
故选C。
29．（2024重庆）小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。下列说法正确的是（ ）
A．图中的甲是电压表、乙是电流表
B．将滑片P向左移时R的功率增大
C．一次实验就能精确测出R的阻值
D．电流0.4A时，R一分钟发热0.8J
【答案】B
【详解】A．由于使用电流表时，电流表应与被测电路串联，所以甲表为电流表；使用电压表时，电压表应与被测电路并联，所以乙表为电压表，故A错误；
B．分析电路图可知，滑动变阻器与电阻R串联，将滑片P向左移时，滑动变阻器接入电路中阻值减小，由可知，电路中电流增大，由P=I2R可知，R的功率增大，故B正确；
C．为了减小测量误差，应多次测量R的电阻，求平均值，故C错误；
D．将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A，R一分钟发热
Q=W=UIt=2V×0.4A×60s=48J
故D错误。
故选B。
30．（2024山东淄博）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中（ ）
①电源电压为6V
②定值电阻R的阻值为5Ω
③滑动变阻器的最大阻值为10Ω
④滑片P在b端时，通电1min电阻R产生的热量为27J
A．只有②③正确 B．只有①③正确 C．只有②③④正确 D．只有①②④正确
【答案】C
【详解】①②由图甲可知，定值电阻R与滑动变阻器RP串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻R两端的电压。当滑片P在a端时，RP连入电路的电阻为0，电路中只有R工作，则电压表示数最大且等于电源电压，由图乙可知，电源电压
此时电路中的电流，根据欧姆定律可得，定值电阻R的阻值
故①错误，②正确；
③④当滑片P在b端时，由图乙可知，R两端的电压，此时电路中的电流，根据串联电路的电压规律，RP两端电压
根据欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值
通电1min电阻R产生的热量
故③④正确。综上，故C符合题意，ABD不符合题意。
故选C。
31．（2025四川眉山）如图所示，电源电压保持不变，的最大阻值为。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为；将滑动变阻器的滑片移动到最右端，电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是。此过程中，下列判断正确的是（ ）
A．电压表示数为
B．滑片在中点时电流表的示数为
C．在中点时，内产生的热量
D．电路的最小功率为
【答案】D
【详解】A． 的最大阻值为，滑动变阻器的滑片在中点时，的阻值为，设电源电压为，电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是，则有
解得。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为，由得
又由于并联电路，则电源电压等于两端电压，即
故A错误；
B．由电路图可知测所在支路的电流，则滑片在中点时电流表的示数为
故B错误；
C．在中点时，内产生的热量
故C错误；
D．由可知，电压一定，电阻最大时，功率最小，滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电阻最大。最小功率为
故选D。
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第4节 焦耳定律
目录
【A 夯基础】 1
一、电流的热效应 1
二、焦耳定律 2
三、电热的利用和防止 4
【B 提能力】 5
【C 链中考】 7
电流的热效应
1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电视机 B．电冰箱 C．电熨斗 D．电脑
2．相同规格（铭牌上标着220V，100W）的电炉子、电视机、电风扇，在额定电压下工作相同的时间，下列说法正确的是（ ）
A．它们消耗的电能不同，电风扇产生的热量最多
B．它们消耗的电能相同，电视机产生的热量最多
C．它们消耗的电能相同，电炉子产生的热量最多
D．它们消耗的电能不同，电视机产生的热量最多
3．如图所示的电烙铁通电后温度升高，这利用了电流的 效应。电热丝中的电流为I1，连接电热丝的导线中的电流为I2，则I1 I2（填“>”“<”或“=”） 。
4．如图甲和乙所示，是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
(1)在该实验中，通过观察U形管中液面的 来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫 法。
(2)在图甲中，通过两电阻丝的电流 ，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的 的关系。
(3)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与 的关系，通电一段时间后， 侧容器 U形管液面高度差较大，这说明 。
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟 成正比，跟导体的电阻正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用 装置（选“甲”或“乙”）的实验结论解释。
二、焦耳定律
5．最先精确地测出电流通过电阻放出热量的科学家是（ ）
A．欧姆 B．焦耳 C．法拉第 D．奥斯特
6．如图在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．甲实验中将两个电阻串联，只是为了保证通过两个电阻的电流相等
B．乙实验是为了探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系
C．甲实验中，通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为2∶1
D．乙实验中，通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为4∶1
7．如图所示，长度相同、横截面积不同的镍铬金属棒AB和BC连接在一起，如果在AC两端加上一定的电压U，通过AB、BC的电流分别为I1、I2；电流通过镍铬合金棒AB、BC产生的电热分别为Q1、Q2，则（ ）
A．I1>I2 B．I1Q2 D．Q18．甲、乙两个电热器的电阻之比为，电流之比，通电相同时间。则甲、乙两个电热器产生的热量之比为（ ）
A． B． C． D．
9．小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴，将一金属片接在学生电源上（如图所示），他将火柴放在哪个位置效果最明显（ ）
A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样
10．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（ ）
A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
11．如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的煤油，现将阻值为、的电阻丝，分别按如图的四种方式连接放入煤油中，并接入相同电源。通电相同时间后，煤油温度最高的是（ ）
A． B．
C． D．
12．图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为，电热丝R的电阻为，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的 效应工作的，通电产生的热量为 J。
13．如图所示，的电阻为10Ω，闭合开关后，通过电阻和的电流分别为0.6A和0.3A，电阻工作1min产生的热量是 J。
14．如图所示电路中，电源电压恒定不变，的阻值为。闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为，求：
(1)的阻值。
(2)通电，产生的热量。
15．如图电路，电源电压保持12V不变，灯泡上标有“10V，4W”的字样，闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光。求：
(1)灯泡L的电阻；
(2)电路中的电流；
(3)通电1min，变阻器R上产生的热量。
三、电热的利用和防止
16．下列情况中属于防止电热带来危害的是（ ）
A．电熨斗熨衣服 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药
C．电动机外壳有散热片 D．用电器长时间停用，隔一段时间应通一次电
17．电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，有时使用不当也会给人们带来危害。下列情况中属于利用电流热效应的是（ ）
A．电脑两侧有散热孔
B．冬天用电暖气取暖
C．电视机的后盖有许多孔
D．“超导体”技术在远距离输电中的应用
18．科研人员借助短波激光脉冲的帮助，成功制成了室温下的超导体，这一研究成果成熟后可应用于（ ）
A．输电导线 B．家用保险丝
C．电炉电热丝 D．白炽灯灯丝
19．“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器，用来切割塑料泡沫，如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等
B．加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等
C．EF、FG和GH三段铝片的电阻相等
D．用GH段去切割塑料泡沫，效果最好
20．如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）
A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲
C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙
21．如图甲所示，是一种测力装置的结构示意图。测量时，把完全相同的柔性（易弯曲）应变电阻片R1和R2沿着横梁的OA方向分别紧贴在横梁的上下表面，并把它们接入如图乙所示的电路中，电源电压恒定。在横梁A端施加向下的压力F，当横梁将向下弯曲，R1沿着OA方向被拉长，R2则被缩短，根据它们两端电压的差值即可测量出压力F的大小。则测压力F时，以下说法正确的是（ ）
A．R1中电流大于R2中的电流
B．R1的电阻减小，R2的电阻增大
C．相同时间内R1产生的热量小于R2产生的热
D．A端受到的压力越大，R1和R2两端的电压差越大
22．有一台“3V 3W”的迷你小电风扇（如图所示），电动机的线圈电阻为 0.1 Ω，忽略一切摩擦，下列说法不正确的是（ ）
A．小电风扇正常工作 1min消耗的电能为 180 J
B．小电风扇正常工作 1min产生的热量为 6J
C．若小电风扇的扇叶被卡住，通电1min产生的热量为180J
D．小电风扇正常工作 1min产生的机械能为 174J
23．有两根电热丝R1、R2，且R1=3R2，若单独用R2烧开一壶水， 所需时间为。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源中烧开同一壶水， 则所需的时间分别为（不计热损失）（ ）
A．， B．， C．、 D．、
24．某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为 t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为 t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为 t，则t为（ ）
A． B． C．t1+t2 D．
25．如图是某品牌喷雾型蒸汽电熨斗电路图，HL灯和电阻R组成指示装置，EH是发热电阻，其电阻大小不变；ST是温控器，可控制发热电阻EH两端的电压在220V和110V两种状态间转换，从而实现高温挡和低温挡之间的切换。若高温挡的功率为800W，则蒸汽电熨斗以低温挡通电0.5h发热电阻EH产生的热量为 J。
26．如图甲所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，两个透明的容器中密封着等量的空气，与透明容器相连的U形管中注入等量的液体。
(1)实验时，通过U形管中 来判断导体产生热量的多少；
(2)乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的 不同，电阻R3 （选填“能”或“不能”）换成10；
(3)某小组在做图甲实验时，通电一段时间，发现其中左侧管内液面高度发生变化，右侧管内液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是 ；
(4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因： 。
27．如图，电源电压恒为6V，灯L标有“6V，3W”字样，定值电阻R＝18Ω，灯丝电阻不随温度变化。求：
（1）灯泡正常工作时的电流；
（2）断开S2，闭合S1、S3，电阻R在1min内产生的热量；
（3）断开S1、S3，闭合S2，电路的总功率。
28．（2025吉林长春）下列利用电流的热效应工作的用电器是（ ）
A．电风扇 B．电冰箱 C．电水壶 D．电视机
29．（2024重庆）小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。下列说法正确的是（ ）
A．图中的甲是电压表、乙是电流表
B．将滑片P向左移时R的功率增大
C．一次实验就能精确测出R的阻值
D．电流0.4A时，R一分钟发热0.8J
30．（2024山东淄博）如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中（ ）
①电源电压为6V
②定值电阻R的阻值为5Ω
③滑动变阻器的最大阻值为10Ω
④滑片P在b端时，通电1min电阻R产生的热量为27J
A．只有②③正确 B．只有①③正确 C．只有②③④正确 D．只有①②④正确
31．（2025四川眉山）如图所示，电源电压保持不变，的最大阻值为。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为；将滑动变阻器的滑片移动到最右端，电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是。此过程中，下列判断正确的是（ ）
A．电压表示数为
B．滑片在中点时电流表的示数为
C．在中点时，内产生的热量
D．电路的最小功率为
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