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考點27 電熱
1．知道電流的熱效應。 2．知道焦耳定律。 3．知道利用和防止電熱的場合和方法。 4．通過實驗探究電流的熱效應與哪些因素有關。 5．通過電熱的利用和防止知識的學習，認識科學是有用的。
一、電流的效應 內容應用電流的熱效應電流通過導體時，導體會發熱的現象電爐 電熨斗 電烤箱電流的化學效應電流流過溶液時，會產生化學反應的現象工業生產中的電鍍電流的磁效應導體中有電流流過時，周圍會產生磁場的現象電磁鐵 電動機
［說明］電流的熱效應：電流通過各種導體時，會使導體的溫度升高，這種現象叫做電流的熱效應。從能量的轉化看，電流通過使導體發熱的過程實質上是電能轉化為內能的過程。 二、焦耳定律 1．電流的三種效應分別是熱效應、磁效應、化學效應。 2．焦耳定律的內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。計算公式：Q=I2Rt(適用于所有電路)。 利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。 防止電熱的例子：電視機外殼的散熱窗；計算機內的散熱風扇、電動機外殼的散熱片等。 3．對于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉化為內能（Q＝W），這時以下公式均成立Q=UIt，Q=t，Q=Pt；對于非純電阻電路，電能除了轉化為內能，還要轉化為其他形式的能量。求Q時只能用Q=I2Rt。 （1）在串聯電路和并聯電路中，電流產生的總熱量等于部分電熱之和； （2）串聯電路中，各部分電路的熱量與其電阻成正比，即=； 并聯電路中，各部分電路的熱量與其電阻成反比，即=。
電流的熱效應與哪些因素有關 設計實驗實物連接圖實驗現象現象分析電流、通電時間相同時，電阻絲阻值越大，溫度計示數上升越快電阻越大，產生的熱量越多電流大小不同（分別通入大小不同的電流）電阻、通電時間相同時，電流越大，溫度計示數上升越快電流越大，產生的熱量越多總結在這兩次實驗中，通電時間越長，溫度計示數上升越快通電時間越長，電流產生的熱量越多
結論：電流流過導體產生熱量的多少，與電流大小、導體的電阻、通電時間都有關系。
【母題1】（真題來源：鐵嶺模擬）電磁爐是利用高頻電流在電磁爐內部線圈中產生磁場，磁化鐵質鍋具，從而形成無數個小渦流（即電流），加速鍋底分子運動，使鍋底自身發熱達到加熱食品的目的，它具有安全可靠、節能環保等優點，是現化家庭中的理想灶具。下列有關電磁爐的說法中正確的是　　 A．電磁爐在使用中利用了電流的磁效應 B．電磁爐與普通電飯鍋加熱原理相同 C．電磁爐工作時將機械能轉化為內能 D．鐵、鋁、銅鍋均可在電磁爐上使用 【分析】電磁爐是利用電流的磁效應的原理制成的，故所使用的鍋必須是含有磁性材料的物質，且其在加熱時消耗電能，是不會產生煙塵和廢氣的。 【解答】解：、電磁爐在使用中用到了電流的磁效應，故正確； 、電飯鍋是利用電流的熱效應工作的，電磁爐是利用電流的磁效應工作的，故錯誤； 、電磁爐加熱食物時，使食物的溫度升高，內能增大，因此是把電能轉化為內能，故錯誤； 、根據電磁爐工作原理，鍋具必須含有磁性材料，鋁和銅不是磁性材料，只有鐵鍋是磁性材料，故鋁、銅鍋不能在電磁爐上使用，故錯誤。 故選：。
1．（真題來源：廈門二模）下列家用電器中，利用電流熱效應工作的是　　
A．電風扇 B．微波爐 C．電冰箱 D．電熱水器
【分析】電流流過導體時導體發熱，這種現象是電流的熱效應。
【解答】解：．電風扇是利用電流的磁效應工作的，故不符合題意；
．微波爐工作的原理是利用微波加熱，而微波是一種電磁波，故不符合題意；
．電冰箱是利用電流的磁效應工作的，故不符合題意；
．電熱水器是利用電流的熱效應工作的，故符合題意。
故選：。
2．（真題來源：韓城市校級期末）下列用電器利用電流熱效應工作的是　　
A．電風扇 B．遙控器
C．洗衣機 D．電飯鍋
【分析】電流的熱效應就是把電能轉化為內能，可從能量轉化的角度分析哪一種用電器是利用了電流的熱效應。
【解答】解：．電風扇、洗衣機工作時主要是把電能轉化為機械能，不是利用電流的熱效應工作的，故不符合題意；
．遙控器工作時發出紅外線，主要把電能轉化為光能，不是利用電流熱效應工作的，故不符合題意；
．電飯鍋工作時把電能轉化為內能，是利用電流的熱效應工作的，故符合題意。
故選：。
3．（真題來源：天寧區校級二模）電磁爐是利用高頻電流在電磁爐內部線圈中產生磁場，磁化鐵質鐵鍋，從而形成無數個小渦流（即電流），加速鍋底分子運動，使鍋底自身發熱達到加熱食品的目的，它具有安全可靠、節能環保等優點，是現代家庭中的理想灶具，其工作原現如圖所示。下列有關電磁爐的說法中正確的是　　
A．電磁爐功率大，使用時很耗電
B．電磁爐在使用中會產生煙塵和廢氣
C．普通鐵鍋、普通砂鍋均可在電磁爐上使用
D．電磁爐在使用中利用了電流的磁效應、熱效應
【分析】（1）由可知用電器消耗的電能的多少與功率和時間有關；
（2）電磁爐是利用電流的磁效應的原理制成的，故所使用的鍋必須是含有磁性材料的物質，且其在加熱時消耗電能，是不會產生煙塵和廢氣的。
【解答】解：．由可知用電器消耗的電能的多少與功率和時間有關，電磁爐功率大，消耗電能不一定多，故錯誤；
．由于電磁爐是消耗電能而工作的，故在工作時是不能產生煙塵和廢氣的，故錯誤；
．電磁爐是利用電流的磁效應的原理制成的，故所使用的鍋必須是含有磁性材料的物質，普通砂鍋不是磁性材料，該鍋不能在電磁爐上使用，故錯誤；
．爐子內部有一個金屬線圈，當電流通過線圈時會產生磁場，這是電流的磁效應；渦流使鍋體及食物的溫度升高，這是電流的熱效應，故正確。
故選：。
【母題2】（真題來源：銅仁市）如圖所示，電源電壓保持不變，小燈泡標有“”字樣（燈絲電阻不受溫度影響），滑動變阻器標有“”字樣，電流表量程為，電壓表量程為。閉合開關，保證各元件不損壞，下列選項正確的是　　 A．移動滑動變阻器滑片，小燈泡可能正常發光 B．電路中消耗的最大功率為 C．滑動變阻器兩端電壓變化范圍為 D．當滑動變阻器滑片置于端時，滑動變阻器通電產生的熱量為 【分析】由圖知，滑動變阻器與串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中電流； （1）比較電壓表的量程和小燈泡的額定電壓小燈泡是否正常發光； （2）由計算燈泡正常工作電流，由算出小燈泡的電阻，根據電壓表的量程算出通過小燈泡的最大電流，并與電流表的量程、通過滑動變阻器的電流以及小燈泡的額定電流相比，得出電路的的最大電流，由算出電路中消耗的最大功率； （3）當電壓表示數為時，滑動變阻器兩端的電壓最大，當滑動變阻器滑片置于端時，滑動接入電路的電阻最大，由歐姆定律和串聯電路電阻的規律算出電路中的最小電流和滑動變阻器兩端的最大電壓，進而判斷出滑動變阻器兩端電壓變化范圍； 根據算出當滑動變阻器滑片置于端時滑動變阻器通電產生的熱量。 【解答】解：由圖知，滑動變阻器與串聯，電壓表測燈泡兩端的電壓，電流表測電路中電流； 、移動滑動變阻器的滑片，由于電壓表的量程為，所以小燈泡兩端的最大電壓為，小于小燈泡的額定電壓，所以小燈泡不能正常發光，故錯誤； 、由可得燈光正常發光電流： ， 由知小燈泡的電阻為： ， 由于電壓表的量程為，所以小燈泡兩端的最大電壓為， 通過小燈泡的最大電流為： ， 由于滑動變阻器允許通過的最大電流為，電流表的量程為， 所以電路中的最大電流為， 電路中消耗的最大功率為： ，故錯誤； 、當電壓表示數為時，滑動變阻器兩端的電壓最大，由串聯電路電壓的規律知滑動變阻器兩端的最小電壓為： ； 當滑動變阻器滑片置于端時，滑動接入電路的電阻最大， 由和串聯電路電阻的規律得電路中的最小電流為： ， 滑動變阻器兩端的最大電壓為： ，故滑動變阻器兩端電壓變化范圍為，故正確； 此時滑動變阻器通電產生的熱量為： ，故錯誤。 故選：。
1．（真題來源：榮昌區校級期中）如圖甲所示的電路中，電源電壓保持不變，閉合開關后，滑片從端移動到端的過程中，電壓表示數與電流表示數的關系圖象如圖乙所示，下列判斷正確的是　　
A．電源電壓為
B．的阻值為
C．當滑片移至中點時，電路消耗的總功率為
D．當滑片在端時，通電后上產生的熱量是
【分析】由圖甲可知，閉合開關，兩電阻串聯，電壓表測兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）當滑動變阻器接入電路中的電阻為0時，電路中的電流最大，電路為的簡單電路；當滑動變阻器接入電路中的電阻最大時，電路中的電流最小、電壓表的示數最大，由圖象讀出對應的電流和電壓，根據歐姆定律求出滑動變阻器的最大阻值，根據串聯電路的特點和歐姆定律表示出電源電壓，利用電源電壓不變得出等式即可求出的阻值，進一步求出電源的電壓；
（2）當滑片移至中點時，根據算出電路消耗的總功率；
（3）當滑片在端時，滑動變阻器的電阻最大，電路中的電流最小，由算出通電后上產生的熱量是。
【解答】解：由圖甲可知，兩電阻串聯，電壓表測兩端的電壓，電流表測電路中的電流。
（1）當滑片于端時，變阻器接入電路電阻為0，電路中的電流最大，由圖乙可知，
由可得，電源電壓：①
當滑片于端時，變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小，由圖乙可知最小電流，此時變阻器兩端的電壓，
則滑動變阻器的最大阻值：；
因串聯電路中總電壓等于各分電壓之和，
所以電源電壓：②
因電源電壓不變，由①②可得：，
解得：，電源電壓：，故錯誤；
（2）當滑片移至中點時，電路消耗的總功率為：
，故正確；
（3）當滑片在端時，變阻器接入電路中的電阻最大，電路中的電流最小為，
通電后上產生的熱量：
，故錯誤。
故選：。
2．（真題來源：香坊區校級月考）如圖所示，已知電阻、，當開關閉合后，下列說法正確的是　　
A．通過與的電流之比為
B．與兩端的電壓之比為
C．與消耗的電功率之比為
D．相同時間內與產生的熱量之比為
【分析】由電路圖可知，兩電阻串聯，根據串聯電路的電流特點可知通過它們的電流之比，利用歐姆定律變形公式求出兩電阻兩端的電壓之比，根據求出兩電阻消耗的電功率之比，根據求出相同時間內與產生的熱量之比。
【解答】解：由電路圖可知，兩電阻串聯，，
、因串聯電路中各處的電流相等，所以，通過與的電流之比為，故錯誤；
、由可得，兩電阻兩端的電壓之比為，故錯誤；
、由可得，與消耗的電功率之比為，故錯誤；
、根據可得，相同時間內與產生的熱量之比為，故正確。
故選：。
3．（真題來源：岱岳區三模）如圖所示電路中，電源電壓恒定不變，，滑動變阻器的最大阻值為，小燈泡的額定電壓為，電流表的量程。只閉合，且滑動變阻器連入電路的電阻為時，電流表的示數為。閉合、、，為保證電路安全（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）下列說法中　　
①燈絲電阻是
②滑動變阻器的阻值變化范圍為
③電流表的示數變化范圍為
④若只閉合且使小燈泡正常發光時，內滑動變阻器產生的熱量為
A．只有①③④正確 B．只有②③④正確
C．只有①②④正確 D．只有①②③④正確
【分析】①只閉合時，燈泡與滑動變阻器串聯，電流表測電路中電流，根據串聯電路特點和歐姆定律計算燈絲電阻；
②閉合、、，與并聯，電流表測干路電流，電流表量程已知，根據并聯電路特點和歐姆定律計算的阻值變化范圍；
③根據并聯電路特點和歐姆定律計算出變阻器連入阻值最大時電路中的最小電流，從而得到電流表的示數變化范圍；
④只閉合且使小燈泡正常發光，由串聯特點和歐姆定律計算出電路中電流，由計算內滑動變阻器產生的熱量。
【解答】解：①由電路圖知，只閉合時，燈泡與滑動變阻器串聯，電流表測電路中電流，
由可得，電路的總電阻：，
由串聯電路的電阻特點可得，燈絲電阻：
，故①正確；
②由電路圖知，閉合、、時，與并聯，電流表測干路電流，
為保證電路安全，干路電流最大為，此時變阻器連入電路的阻值最小，
由并聯電路特點和歐姆定律可得，通過的電流：，
，
所以，
的阻值變化范圍為，故②錯誤；
③當連入電路的阻值最大時，電路中電流最小，
，
電流表的示數變化范圍為，故③正確；
④只閉合且使小燈泡正常發光，
滑動變阻器兩端電壓，
通過滑動變阻器的電流：，
內滑動變阻器產生的熱量：，故④正確。
故選：。

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