苏科版物理第15单元 电功和电热 典型例题

【典例1】电热器是利用 原理制成的加热设备，从能量转化的角度看，电热器工作时是将 能转化为 能。

【典例2】下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A 电风扇 B 电动机 C 电视机 D 电饭煲

【典例3-真题】下列主要利用电流热效应工作的用电器是（ ）
A 电烤火炉 B 电风扇 C 电视机 D 手机

【典例4】利用如图所示装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡一段金属丝，烧瓶A中金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中金属丝是镍铬金属丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。

（1）这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该 ；
（2）“水比较容易获得，为什么不用水代替煤油”的原因，你认为合理的是（ ）
A 煤油有颜色便于观察 B 煤油有比较大的热值 C 煤油有比较小的密度 D 煤油有比较小的比热容
（3）实验中，B烧瓶中温度计的示数升高快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，产生的热量越多。

【典例5】如图所示是探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量（填相等或不等）的（填同种或不同种）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且＞，这样的装置可以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；如果所用液体仅备有水或煤油，为使实验现象明显些，应选择来进行实验。


【典例6】判断电流通过导体产生的热量，下面公式选用正确的是（ ）
A UIt B I2Rt C D 前面三个都可以
【典例7】一种家用电熨斗规格为“220V 800W”，其内部电热丝的电阻是 Ω，在额定电压下工作10min产生 J的热量。

【典例8】60Ω的电阻丝接在36V的电源上，通过它的电流为 A，在5min内共产生 J的热量。

【典例9】一台直流电动机的线圈电阻为2Ω，工作时通过线圈的电流为5A，加在它两端的电压为220V，那么电流在5min内做的功为 、产生的热量为 。

【典例10】如图，ab和bc是两根电阻丝，若将a、b接入某一恒定电压的电路中时，1分钟产生的电热是360J；若将b、c接入同一电路中时，1分钟产生的电热是180J，则a、c端接入该电路时，1分钟产生的电热是（ ） A 540J B 180J C 120J D 30J


【典例11】如图所示是探究电流产生热量与电阻关系的电路，R1=5Ω、R2=10Ω，闭合开关后，电流表示数为1A，通过电阻R1的电流是 A，通过R2的电流在10s内产生的热量是 J。


【典例12】一个标有“220V 500W”字样的电加热器，正常工作20min产生的热量为 J。假若电热器放出的热量全部被水吸收，在标准状态下 （填“能”或“不能”）将质量为2kg、20℃的水加热至沸腾[c水=4.2×103J/(kg·℃)]

【典例13】将阻值分别为10Ω和30Ω的甲、乙两电阻串联后接在电源上，相同时间内，甲、乙电阻产生的热量之比为 ；若将甲乙两电阻并联后接在电源上，相同时间内，电流通过甲、乙两电阻做功之比为 。

【典例14】两个电阻R1和R2，且R1＜R2，把它们接到同一电源上，要使相同时间内产生的热量最多，就应该（ ）
A 只用R1 B 只用R2 C R1和R2串联 D R1和R2并联

【典例15】电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（ ） A 5：4 B 1:5 C 5:1 D 4:5
【典例16】电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生的热量6×105J的热量。求：
（1）此时电阻丝的电功率；（2）此时电阻丝的电阻；（3）此时电阻丝的工作电压。
专题解析
【典例1】电热器是利用 原理制成的加热设备，从能量转化的角度看，电热器工作时是将 能转化为 能。
【答案】电流热效应、电、内

【典例2】下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A 电风扇 B 电动机 C 电视机 D 电饭煲
【解析】电风扇、电动机将电能转化为机械能，电视机将电能转化为光能和声能【答案】D

【典例3-真题】下列主要利用电流热效应工作的用电器是（ ）
A 电烤火炉 B 电风扇 C 电视机 D 手机
【解析】D手机利用电磁波传递信息【答案】A

【典例4】利用如图所示装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡一段金属丝，烧瓶A中金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中金属丝是镍铬金属丝，电阻比较大。温度计显示煤油的温度。

（1）这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该 ；
（2）“水比较容易获得，为什么不用水代替煤油”的原因，你认为合理的是（ ）
A 煤油有颜色便于观察 B 煤油有比较大的热值 C 煤油有比较小的密度 D 煤油有比较小的比热容
（3）实验中，B烧瓶中温度计的示数升高快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，产生的热量越多。
【答案】相等、D、大

【典例5】如图所示是探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量（填相等或不等）的（填同种或不同种）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且＞，这样的装置可以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；如果所用液体仅备有水或煤油，为使实验现象明显些，应选择来进行实验。

【解析】电流产生热量跟导体的电阻、导体中的电流和通电时间有关，设计实验时要利用控制变量法和转换法。实验中两根电阻丝串联，通过导体的电流相等，所以该装置研究的是在相同时间内电流产生的热量跟电阻的关系。由于水的比热容比煤油的比热容大，相等质量的水和煤油吸收相同的热量，煤油的温度变化快，所以为了试验现象明显些，应选择煤油进行实验【答案】相等、同种、电阻、温度计的示数高低、煤油

【典例6】判断电流通过导体产生的热量，下面公式选用正确的是（ ）
A UIt B I2Rt C D 前面三个都可以 【答案】B

【典例7】一种家用电熨斗规格为“220V 800W”，其内部电热丝的电阻是 Ω，在额定电压下工作10min产生 J的热量。
【解析】依据公式P=，得R===60.5Ω，在额定电压下工作10min产生的热量Q=Pt=800W×10×60s=4.8×105J

【典例8】60Ω的电阻丝接在36V的电源上，通过它的电流为 A，在5min内共产生 J的热量。
【解析】通过电阻丝的电流I===0.6A；依据公式Q=UIt，在5min内产生的热量Q=UIt=36V×0.6A×5×60s=6480J

【典例9】一台直流电动机的线圈电阻为2Ω，工作时通过线圈的电流为5A，加在它两端的电压为220V，那么电流在5min内做的功为 、产生的热量为 。
【答案】3.3×105J、1.5×104J

【典例10】如图，ab和bc是两根电阻丝，若将a、b接入某一恒定电压的电路中时，1分钟产生的电热是360J；若将b、c接入同一电路中时，1分钟产生的电热是180J，则a、c端接入该电路时，1分钟产生的电热是（ ） A 540J B 180J C 120J D 30J

【解析】已知将a、b接入某一恒定电压的电路中时，1分钟产生的电热，可求ab电阻；还知b、c接入同一电路中时，1分钟产生的电热，可求bc电阻；a、c端接入该电路产生热量的电阻阻值就是ab电阻和bc电阻之和，电源电压不变，可求a、c端接入该电路时，1分钟产生的电热【答案】C

【典例11】如图所示是探究电流产生热量与电阻关系的电路，R1=5Ω、R2=10Ω，闭合开关后，电流表示数为1A，通过电阻R1的电流是 A，通过R2的电流在10s内产生的热量是 J。
【答案】1、100
【典例12】一个标有“220V 500W”字样的电加热器，正常工作20min产生的热量为 J。假若电热器放出的热量全部被水吸收，在标准状态下 （填“能”或“不能”）将质量为2kg、20℃的水加热至沸腾[c水=4.2×103J/(kg·℃)]
【解析】【答案】6×105、不能

【典例13】将阻值分别为10Ω和30Ω的甲、乙两电阻串联后接在电源上，相同时间内，甲、乙电阻产生的热量之比为 ；若将甲乙两电阻并联后接在电源上，相同时间内，电流通过甲、乙两电阻做功之比为 。
【解析】根据焦耳定律公式Q=I2Rt，两个电阻串联，相同时间内通过导体的电流相等，产生热量之比等于两个电阻之比1:3；根据W=，两个电阻并联，其两端电压相等，相同时间内电流做功跟电阻成反比，故做功之比为3:1【答案】1:3、3:1

【典例14】两个电阻R1和R2，且R1＜R2，把它们接到同一电源上，要使相同时间内产生的热量最多，就应该（ ）
A 只用R1 B 只用R2 C R1和R2串联 D R1和R2并联
【解析】根据电阻越串越大、大于任何一个分电阻，电阻越并越小、小于任何一个分电阻可知，当两个电阻并联时总电阻最小；根据Q=W=，两个电阻并联，电路总电阻最小，相同时间内产生的热量最多【答案】D

【典例15】电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（ ） A 5：4 B 1:5 C 5:1 D 4:5
【解析】电炉丝电阻与其长度成正比，当去掉后，电阻变为原来的，仍接在原来的电源两端，电压U和通电时间t不变，根据公式Q=可知，电炉丝产生的热量与电阻成反比，故====【答案】A

【典例16】电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生的热量6×105J的热量。求：
（1）此时电阻丝的电功率；（2）此时电阻丝的电阻；（3）此时电阻丝的工作电压。
【解析】（1）此时电阻丝的电功率P===1.1×103W
（2）此时电阻丝的电阻R===44Ω
（3）此时电阻丝的工作电压U=IR=5A×44Ω=220V
【典例】如图所示的电路中，电源电压为12V保持不变，滑动变阻器的最大值为R2，闭合开关S后，当滑动变阻器的滑片P由a端滑至b端时，电流表的示数由1.5A变为0.5A，求：
（1）滑动变阻器的最大阻值；（2）电压表示数的变化范围；（3）滑动变阻器的滑片P滑至b 端时，通电2min R1产生的热量。

【解析】（1）（2）当P在a点时，I1=1.5A，U=12V，故R1===8Ω，U2=0；
当P在b点时，I2=0.5A，故U1’=I2R1=0.5A×8Ω=4V，故U2’=8V，电压表示数变化范围为0—8V
R2===16Ω
（3）当P在b点时，R1上产生的热量Q=I2Rt=（0.5A）2×8Ω×120s=240J