2020浙教版科学九年级上册暑期培优“快人一步”讲义（十） 电热器
1、焦耳定律：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。用公式表示为Q=I2Rt。
2、常见的电热器：电饭煲、电热水壶、电熨斗、电吹风机、电烙铁等。
各种电热器都是利用电流的热效应来工作的。电流通过导体时发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。
电热器的优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等。
3、电动机是利用电流做功转化为机能功的用电器，所以总功率即输入功率P电=UI；线圈发热做的功为额外功，因此P热=I2R；有用功就是电动机对外所做的机械功，即输出功率P=Fv或P机= P电- P热，电能转化效率η＝P机/P电×100%。
机
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分类题型：
（一）焦耳定律
1、如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计．请回答下列问题：
（1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过____
反映出来的；
（2）采用这种连接方式的目的是 ； （3）实验采用煤油而不用水的原因是 。
2.为了探究电流产生的热量跟什么因素有关系，小乐设计了如图1所示的甲、乙两装置．他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杯中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变．
（1）甲装置可探究电流产生的热量与 是否有关．
（2）在这个实验中，电流产生热量的多少是通过 体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫
A．控制变量法 B．等效替代法 C．转换法 D．类比法
（3）在装置甲、乙的两次实验中，比较相同时间里气球A与C体积变化情况可探究电流产生的热量
与 有关．
（4）若甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，A、B、C、D四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是 。 （二）电热器的计算
1、由于今年冬天较往年寒冷，很多老师的办公桌上放置了电热桌垫（如图）。好奇的小东同学看到后，很想知道它的电热原理，他查看说明书后发现：该电热桌垫由12伏电源供电，电功率在安全用电规定的30w-80 w范围内，发热部分由两根电热丝组成，R1、R2 的阻值分
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别为6欧、4欧，该桌垫可通过调温开关控制不同的电功率（不考虑温度的变化对电阻的影响）。
（1）小东根据刚刚学习过的电热器知识，画出电热桌垫甲、乙两种电路，并说都符合设计要求，请你简要分析出哪一个电路符合要求？ （2）该电热桌垫消耗的最大功率是多少w？
（3）当电热桌垫处于低温档时，在1分钟内产生的热量是多少J？
2、冬天到来了，用冷水洗手，洗碗，洗菜都会对皮肤形成较大的刺激，这样的季节在家里配备一个电热水龙头是必不可少的，电热水龙头（亦称作“即热水龙头”或“快热水龙头”），包括水龙头本体及水流控制开关，水龙头本体内设有加热腔和电器控制腔，用密封板隔开，电器控制腔内设有加热电路，加热腔内设有加热管，加热管功率一般在2 kW ～3kW，3s～5s即可加热出热水，加热管连接在加热电路上，其特征为绝缘加热管；绝缘加热管为水电隔离式绝缘加热管；水龙头本体多数为耐高温工程塑料型，少数为全金属型；电器控制腔内设有绝缘水压开关。加热电路内设有电器开关、温度控制器和防干烧装置，有的还设有漏电保护开关。图24甲是某款电热水龙头。图24乙是它的原理电路。R1、R2为电热丝，通过旋转手柄带动开关S接通对应的电路，从而实现冷水（常温）、温水、热水之间切换。有关参数如下表。不考虑温度对电阻丝的影响，请回答下列问题：
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（1）分别写出水龙头放出冷水、温水、热水时，图乙中开关右侧触点所对应的位置。 （2）当水龙头放出的水是温水时，电路中的电流是多大？
（3）当水龙头放出的水是热水时，正常工作60s，消耗的电能是多少？ （4）R1、R2的电阻各是多大？
3.如图甲是某热水器的电路原理图。烧水时，按下温控开关S和a、b接触，红色指示灯亮，加热档工作，电热管的功率是880W。当水温升到设定温度t1时，温控开关接触点断开，电热管停止加热。当水温下降到设定温度t2时，S自动上升与接触点c接通，黄色指示灯亮，保温档工作，电热管的功率是220W。当水温上升到设定温度t1时，温控开关触点断开，电热管停止加热。如此不断往复使水温保持在设定的范围内。（指示灯电阻很小，计算时可忽略不计）
(1) 该热水器水箱中装有2Kg30℃的冷水，若把这些冷水加热到90℃需吸收多少热量？ (2)求R1的大小。
(3)图乙是该热水器工作时温度随时间变化的图象，求30min内电热管消耗的电能。
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（三）电动机问题分析
1． 如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部分电能变成内能．已知线圈电阻1.5Ω，电动机正常工作时，通过线圈电流2A，物体质量540g，以10m/s匀速上升，不计绳的重力和一切摩擦．物体上升20s的过程中．(g取10N/Kg)，求： （1）电压表读数；
（2）电流通过线圈产生的热量； （3）提升物体的有用功； （4）电动机工作效率．
2．（2017杭州）如图是小金研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。开始小
金先抓住转轴合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为U）。由此请你回答：
(1)在电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为___________（填写表达式）。 (2)在电动机转动时，电流所做的功________电流在电路中产生的热量（选填“大于”、“等于”或“小于”）。
(3)小金判断电动机转动后小灯泡会更亮，你认为小金的判断正确吗？并根据学过后知识给
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2020浙教版科学九年级上册暑期培优“快人一步”讲义(十)：电热器【含答案】
