电热器电流热效应讲解分析

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1、电热器 电流热效应讲解分析特别警示 电流的热效应是将电能转化为内能。家中使用的电饭锅工作时将电能转化为内能，用以加热食物；洗衣机工作时将电能转化为机械能；录音机工作时要将电能转化为机械能；电视机工作时主要将电能转化为声能和光能。知识点一 电热器及影响电流热的因素 1电流的热效应 由于导体具有电阻，所以当电流通过导体时会发热，将电能直接转化为内能，这种现象称为电流的热效应。 2电热器 主要利用电流的热效应工作的装置，叫作电热器。主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的。它的优点是没有环境污染且热效率高。 3探究影响电流热效应的因素 (1)提出问题：电流通过导体

2、时产生的热量的多少跟哪些因素有关呢？ (2)猜想与假设：电炉丝跟连接它的导线是串联的，所以通过它们的电流相等，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，由此我们猜想电流的热效应跟电阻有关。 (3)设计实验：如图15 -3 -1(a)所示，将两根阻值不同的电阻丝串联在电路上，两根电阻丝分别放人两个完全相同的广口瓶中，两瓶中装有等质量的煤油，两瓶中各插入一支温度计测量煤油的温度。两根电阻丝串联，通过它们的电流相同，产生热量的多少可以通过两瓶中温度计示数的变化情况来间接显示。 (4)实验器材：电源、开关、导线、两个相同的广口瓶、煤油、两支温度计、两只阻值不同的电阻丝。 (5)实验过程：按如图15 -3 -

3、1(b)所示的电路图连接好电路，先记下两个广口瓶中煤油的初温t0，然后闭合开关，经过相同的时间，再次记下两个广口瓶中煤油的温度，至少记录3次，并将实验数据填写在下面的表格中。 (6)实验现象及结论：通过实验我们发现阻值大的电阻丝所在广口瓶内煤油的温度升高得多，这说明在电流相等时，导体的电阻越大，产生的热量越多。实验表明：在电流一定时，导体产生的热量跟电阻成正比。 若将上面的实验电路改为并联电路（见图15 -3 -2），就可以探究电压一定时，导体产生的热量跟导体电阻的关系。实验表明：在电压一定时，导体产生的热量跟电阻成反比。 6电流热效应的利用和防止 (1)电流的利用：电热器是利用电流的热效应来

4、加热的设备，比如电热毯、电热水壶、电炉等。 (2)防止电热的危害：在电动机、电视机等电器中，电热会造成危害，为了防止使用电器时温度过高引起绝缘材料迅速老化造成危害，应采取措施散热。 【例题精析】 【例1】关于电热的下列几个说法，错误的是 (A ) A，电热会烧毁电器元器件，引发火灾，是有百害而无一利 B电流通过任何用电器，都或多或少的会产生热量 C因为电流过大产生电热而烧坏局部电路，可用于整体电路的保护 D为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热 【例2】家庭中的用电器日益增多，下列各组用电器中利用电流热效应的是 ( B ) A电饭锅、电风扇、电磁炉 B电热毯、电水壶、电烤

5、炉 C电熨斗、电冰箱、电风扇 D电吹风、电饭锅、微波炉 【实战演练】 1.在研究电流的热效应跟电阻大小的关系中，实验时应同时保持不变的两个物理量 是 ( C ) A通过它们的电流和加在它们两端的电压 B通过它们的电流和它们的电阻 C通过它们的电流和通电时间 D通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间 2电炉通过导线接到电路中，电炉丝很热，导线却不热，这是因为 ( C ) A通过导线的电流小于通过电炉丝的电流 B制成电炉丝的材料能发热，制成导线的材料不能发热 C通过二者的电流相等，电炉丝电阻大，产生热量多 D通过二者的电流相等，电炉丝电阻小，产生热量多 知识点二焦耳定律 1内容特别警示 运用

6、焦耳定律解题时，各物理量的单位必须用国际单位制中的单位，即电流单位用A，电阻单位用，时间单位用s，电热单位是J；对于纯电阻电路有W=Q=UIt=U2Rt =I2Rt 电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电的时间成正比。 2公式 Q =I2Rt，Q表示电流通过导体产生的热量，单位是焦耳(J)；，表示通过导体的电流，单位是安培(A)；R表示导体的电阻，单位是欧姆()；t表示通电时间，单位是秒(s)。 3对焦耳定律的理解 焦耳定律Q= I2Rt是焦耳通过大量的实验总结出来的一个实验定律，它揭示了电流通过导体时产生热效应的规律，实质是定量地表示了电能向内能转化的规律。

7、电流通过导体一般都会发热，产生的热量可以用公式Q =I2Rt计算，如果电流通过导体时除了发热还有其他形式的能量产生，发热这一部分能量就用这一公式计算。 公式中各物理量都是对同一段电路（或同一导体）而言的，也就是对应同一状态而言的。 4电功和电流产生热量的关系 (1)电功是用电器消耗电能的多少。 (2)对于纯电阻电路，如电炉、电热器等，电流做功全部用来产生热量，电功等于电热，即W=Q (3)对于非纯电阻电路，如电动机、电风扇等，消耗的电能只有少部分转化为内能，大部分转化为机械能。此时WQ，在此电路中，只能用公式W=Ult来计算电功，用公式Q= I2Rt来计算电热，产生的机械能E=W-Q。 【例题

8、精析】【例3】一台标有“220V 1000W”的电熨斗，在正常使用时，10min内能产生的热量是 ( B ) A3.6106J B6x105J C104J D3.6 x 105J 【例4】电阻R1和R2并联接人同一电路中，已知R1和R2的阻值之比为2:1，那么在相 同时间内通过R1和R2的电流产生的热量之比Q1: Q2为 ( C ) A.4:1 B1:4 C1：2 D2：1 【实战演练】 1有三个用电器，其中一个为“220V 60W”电风扇，一个为“220V 60W”白炽灯，另一个是“220V 60W”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是 ( )A电风扇最多 B

9、白炽灯最多 C电热器最多 D都一样多 2一个1000W的电饭煲和一个1000W的空调在相等的时间内消耗的电能分别为 W1、W2；产生的电热分别为Q1、Q2，则W1、W2、Q1、Q2的关系正确的是 ( C ) A.W1=W2、Q1 =Q2 B.W1W2、Q1 Q2 C.W1=W2、Q1 Q2 D.W1W2、Q1 Q2 考点一电流的热效应 【例1】（2014吉林）关于电热的利用，下列说法中正确的是 ( C ) A电热对我们来说总是有利的 B电热对我们来说总是不利的 C电饭锅是利用电流热效应的原理制成的 D电视机工作过程中没有产生电热 【例2】（2014梅州模拟）给电动机通电后电动机带动其他机器运转

10、起来，同时电动 机的外壳也变得烫手，则下列说法中正确的是 ( B ) A电能全部转化为机械能 B电能的一部分转化为机械能，另一部分转化为内能 C电能全部转化为内能 D电能的一部分转化为内能是通过克服摩擦力做功来完成的 【随堂演练】 1（2014浙江）下列事例中，能防止电热造成危害的是 (A ) A收音机、电视机的外壳上开有许多小孔 B用于烘干物体的电烘箱 C用电饭锅煮饭 D大型爆破工程，常常用电热装置引爆炸药 2（2014宁阳县模拟）在电源插座上插入一个大功率的电水壶一段时间后，往往会 在插座处发热，产生该现象的原因是 (D ) A通过插座处的电流比其他地方大 B插座处的金属导热性能好 C通过

11、插座处的电量比其他地方多D插座处的电阻比较大考点二焦耳定律 【例3】（2013泗洪县二模）将一台“220V 100W”的电风扇、一个“220V 100W”的充电器、一把“220V 100W”的电烙铁分别接到220V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 ) A电烙铁 B充电器 C电风扇 D一样多【例4】（2013南通模拟）如图15 -3 -3所示，ab和bc是两根电阻丝，若将a、b端接入某一恒定电压的电路时，1分钟产生的电热是360J；若将b、c端接入同一电路中时，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 ( C ) A. 540J B.

12、180J C.120J D.30J 【随堂演练】 1（2014 -宁德）一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是 ( C ) A. 45J B.220J C.2700J D.9900J 2（2014贵州模拟）阻值为R的电阻丝接到电压不变的电源上，3min可烧开一杯 水；若换用10R的电阻丝，烧开同样多的水所需要的时间是 ( C ) A.6.3min B.3min C.30min D.1h 3（2013吉林）将甲、乙两电阻丝接入同一电路中，甲电阻丝比乙电阻丝放出的热 量多，则 ( D ) A通过甲的电流比乙的电流大 B甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压大 C甲电

13、阻丝阻值比乙电阻丝大 D甲电阻丝消耗的电能比乙电阻丝多基础演练1下列用电器中，利用电流热效应工作的是 ( D ) A电风扇 B电动机 C电视机 D电饭锅2下列说法正确的是 ( C ) A电源是将化学能转化为电能的装置 B电加热器是根据电流的磁效应工作的 C发光二极管是由半导体材料制成 D导体的电阻是由导体两端的电压和通过导体中的电流共同决定的，还与温度有关3.一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V，线圈电阻为2Q，线圈中电流为10A，这台电动机正常工作1s消耗的电能W和产生的热量Q分别为 (A ) A. 3800J、3800J B.3800J、200J C. 72200J、200J D.7

14、2200J、3800J4. 2013年9月26日，我国首条寒地地铁在哈尔滨载客试运营，“冰城”哈尔滨从此迈入“地铁时代”.该列车突破了低温条件下车辆安全稳定运行的技术难关，具备超强的防雪、抗寒性能，可在-38低温环境下持续运行。下列相关说法中不正确的是（ C ） A列车座椅上设有电热器，目的是把电能转化为内能为乘客取暖 B地铁列车在玻璃中层内充了氩气，增强了列车的隔热防寒效果 C“哈尔滨地铁标识之所以看起来是红色的，是因为它能吸收红光 D地铁的修建有效地缓解了地面交通压力，有利于立体交通5. 2014年2月4日，英国镜报报道，美国一名14岁的少女把手机装在裤后口袋 里，不慎将手机压坏，导致手机

15、起火，女孩因烧伤被送医院，幸无大碍。下列对手 机起火原因的分析，正确的是 ( B ) A压力使手机变形，导致电路断路 B压力使手机变形，导致电路短路 C手机在口袋里受热膨胀 D口袋里温度太高，导致手机塑料件燃烧6如图15 -3 -4所示，R2=2R1，当开关S打开和闭合时，在相同的时间内，电流通过R1产生的热量之比为( B ) A1：3 B1：9 C3：1 D9:17将一台“220V 60W”的电风扇，一把“220V 60W”的电烙铁，一台“220V 60W”的电视机分别接在220V的电源上，在相同时间内，电流通过它们产生的热量最多的是 (A )A电烙铁 B电视机 C电风扇 D一样多8小林同学

16、自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是1.0104的电阻，将这个电热驱蚊器接在220V的电源两端，l00s内产生的热量是_ 484_J。9电饭煲、电水壶和电熨斗分别标有“220V 1 000W”、“220V 1 800W”和“220V 500W”的字样，它们各自正常工作相同时间，_电水壶_（选填“电饭煲”“电水壶”或“电熨斗”）产生的热量最多，标有“220V 1 000W的电饭煲正常工作0. 2h，电流所做的功为_0.2_ kW.h。10.在一些电器设备中，常采用铜而不是铝作导线，是因为同等条件下，铜导线的电阻_较小_（选填“较大”或“较小”），在相同时间内产生的电热较_少_。如果通过一

17、定值电阻R的电流由0. 3A增大到0.4A，导体两端的电压变化了2V，则电阻的电功率变化了_0.2_W。11.如图15 -3 -5所示，L是标有“2V 1W”字样的灯泡，电流表A1、电流表A的量程均为00. 6A，电源电压保持不变，将滑动变阻器的滑片P滑至b端。 (1)断开S1、闭合S2，电压表的示数为6.0V，电流表A的示数为0.30A，求滑动变阻器的最大阻值以及它在1min内产生的热量。(2)闭合S1、S2，电流表A1的示数为0.10A，求R1的阻值。(3)断开S1、S2，为了保证电路的安全，求滑动变阻器的阻值调节范围。2014年中考试题选甲乙R1abcdR2R1R2（2014无锡）为了探

18、究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R1R2，装入烧瓶的煤油质量相等下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（ D ）A在此实验中，电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的B甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关C比较相同通电时间内a、c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关D在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多（2014南京）电热毯内的电阻丝断了如果将电阻丝的两个断头接上后继续

19、使用，电热毯的接头处很容易被烧焦，这样做很不安全接头处的电阻常称为“接触电阻”下列关于“接触电阻”的判断正确的是（ A ）A接触电阻较大，它与电阻丝的其他部分串联B接触电阻较大，它与电阻丝的其他部分并联C接触电阻较小，它与电阻丝的其他部分串联D接触电阻较小，它与电阻丝的其他部分并联R1R2（2014南宁）如图是探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关的实验装置，将两根阻值不等的电阻丝R1、R2串联后分别放入两个透明容器中，并封闭等量的空气，通电前A、B两个U形管内的液面相平，接通电源一分钟后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（D ）AI1I2，A管中的液面较高 BI1I2，A管中的液面

20、降低CI1I2，A管中的液面较高 DI1I2，A管中的液面较低（2014株洲）利用图所示电路可定性研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，图中三个电阻的材料和质量相同，且R1=R3=5W，R2=10W，三个电子温度计分别与之相连（图中未画出），并能测量它们的温度。闭合开关后，每隔一定时间记录各电阻的温度，通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少。下列有关分析与推断错误的是（ D ）A分析任意一个电阻的温度变化，可知电热与通电时间有关B分析比较R1和R2的温度及变化，可知电热与电阻有关C分析比较R1和R3的温度及变化，可知电热与电流有关D分析比较R2和R3的温度及变化，可知电热与电流和电阻有

21、关（2014昆明）当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q。如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的是（ A ）A将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的1/2B将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的1/2C将电阻变为原来的1/2，通电时间变为原来的2倍D将电压变为原来的1/2，电阻变为原来的2倍（2014云南）冬季来临，小王给奶奶买了一个“暖手宝”。该“暖手宝”加热过程中所产生的电热与时间的关系如图所示，由此可知该“暖手宝”加热时的功率约为（ B ）A2400W B400W C40W D24W（2014温州）小明想设计一种能反映并可调节温度高低的电热毯电路，其

22、原理是：顺时针转动旋钮型变阻器触片，通过电热丝的电流增大，产热加快，温度升高，反映温度高低的“仪表”（电压表）示数变大下列电路符合设计要求的是（ D ）VS旋钮触片P触片P旋转方向VS旋钮触片P触片P旋转方向V旋钮触片P触片P旋转方向SA B C D旋钮触片P触片P旋转方向VS电热丝电热丝电热丝电热丝（2014杭州）加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的电热功率为（ C ）AP B C D（2014河北）小明购买了一只容积为1.2L的电热水壶他往壶中装满了温度为25的水，若使壶中的水加热至沸腾，需要吸收3.78105J的热量；小明将电热水壶

23、接到家庭电路中，通电7min烧开了这壶水，如果在这一过程中它的效率是90%，电热水壶的实际功率是1000W标准大气压下水=1.0103kg/m3、c水=4.2103J/（kg）（2014辽阳）如图甲所示，电源电压为6V恒定不变，滑动变阻器R2最大阻值是20.闭合开关，滑动变阻器的PR图像如图乙所示，则R1=10；当滑片P滑至最右端时，电流表的示数为0.2A，通电10s电流通过R1产生的热量是4J.R2AR1P甲P/WR/0.90.852010乙（2014厦门）为了探究电流产生的热量跟哪些因素有关，小鹭同学先后采用如图所示的甲、乙两个装置进行实验。他将两段电阻丝R1、R2分别封闭在两个相同的烧瓶中（R1R2），用玻璃管将烧瓶分别与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。（1）要探究通电时间和通电电流大小相同时，电流产生的热量与电阻的关系，应选择装置甲进行实验（选填“甲”或“乙”）。（2）比较相同时间里气球A与气球C体积变化情况，可探究电流产生的热量与电流的关系。（3）小鹭用气球代替温度计进行实验。你对此的评价是通过气体的热胀冷缩，气球越大产生的热量越多气体的热胀冷缩明显，用气球更能直观反映实验现象，但温度计能准确反应温度变化，适用于液体，各有优缺点。8