邴原少孤，数岁时，过书舍而泣。师曰：“童子何泣？”原曰：“孤者易伤，贫者易感。夫书者，凡得学者，有亲也。一则愿其不孤，二则羡其得学，中心伤感，故泣耳。”师恻然曰：“欲书可耳!”原曰：“无钱资。”师曰：“童子苟有志吾徒相教不求资也。”于是遂就书。一冬之间，诵《孝经》《论语》。第3课时 电流的热效应
,考标解读)
1．通过实验，探究并了解焦耳定律。2.用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。
,思维导图)
,核心考点梳理)
探究“电流的热效应”
1．电流的热效应：电流通过导体时，电能转化为__内能__的现象。
2．探究电热的影响因素：
(1)实验方法：__控制变量法__。
(2)探究电热与通电时间的关系：对同一段电阻丝通电，比较不同时间内，观察煤油__温度__的变化，来比较电流产生的热量。
实验结论：对同一段电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越__高__，表明电流产生的热量越__多__。
(3)探究电热与电流的关系：对同一段电阻丝通相同时间的电，调节滑动变阻器的滑片，观察煤油__温度__的变化，来比较电流产生的热量。
实验结论：对同一段电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，煤油的温度越__高__，表明电流产生的热量越__多__。
(4)探究电热与__电阻__的关系：将两段电阻不同的电阻丝__串__联接入电路，通电一段时间后，观察煤油__温度__的变化，来比较电流产生的热量。
邴原少孤，数岁时，过书舍而泣。师曰：“童子何泣？”原曰：“孤者易伤，贫者易感。夫书者，凡得学者，有亲也。一则愿其不孤，二则羡其得学，中心伤感，故泣耳。”师恻然曰：“欲书可耳!”原曰：“无钱资。”师曰：“童子苟有志吾徒相教不求资也。”于是遂就书。一冬之间，诵《孝经》《论语》。
实验结论：在电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，煤油的温度越__高__，
表明电流产生的热量越__多__。
(5)影响电热的因素有__电流大小__、__电阻__和__通电时间__。
焦耳定律
1．内容：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。
2
2．公式：Q＝__IRt__。 3．单位：电流I的单位是__安培__，符号__A__，电阻的单位是__欧姆__，符号__Ω__，时间的单位是__秒__，符号__s__，而电热的单位也就是功、能量、热量的单位__焦耳__，符号__J__。
电热和电功(电能)的关系
1．纯电阻电路：电路中消耗的电能全部转化为__内能__。
(1)电路中只接入电热毯、电炉、电饭锅等用电器，电能全部用于发热。
U2
(2)此时，电路中消耗的电能等于电流产生的热量，即W＝Q＝UIt＝IRt＝t。
R2
2．非纯电阻电路：电路中消耗的电能除了转化为内能以外，还有一部分转化为了__其他形式的能__。
(1)电路中接入了电动机、蓄电池、电铃等用电器时，电能转化为内能的部分主要消耗在导线的电阻上。
(2)此时，电路中电流产生的热量只占消耗电能的一部分，即W>Q，而热效率η＝ ×100%。
QW邴原少孤，数岁时，过书舍而泣。师曰：“童子何泣？”原曰：“孤者易伤，贫者易感。夫书者，凡得学者，有亲也。一则愿其不孤，二则羡其得学，中心伤感，故泣耳。”师恻然曰：“欲书可耳!”原曰：“无钱资。”师曰：“童子苟有志吾徒相教不求资也。”于是遂就书。一冬之间，诵《孝经》《论语》。
,典例解析)【例1】(2017云南中考)如图所示的四幅
图中能说明将电能转化为机械能的是()
【解析】A.钻木取火是通过做功的形式改变物体的内能，是机械能转化为内能的过程，故A不符合题意；B.水蒸气将塞子冲出是通过做功的形式改变物体的内能，是内能转化为机械能的过程，故B不符合题意；C.通电导体在磁场中受力运动时消耗的是电能，获得的是机械能，是将电能转化为机械能的过程，故C符合题意；D.焦耳定律实验中消耗的是电能，获得的是内能，是将电能转化为内能的过程，故D不符合题意。
【答案】C
【例2】(2014云南中考)冬天来临，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()
A．2 400 W B．400 W C．40 W D．24 W
3
【解析】由图象可知：t＝2 min＝120 s时，Q＝48×10 J；“暖手宝”属于纯电阻电48×10 J
路，则W＝Q，所以，功率P＝＝400 W。
120 s
【答案】B 【例3】(2016云南中考)盛夏酷暑，妈妈为了让小明在考试前有一个更舒适的学习环境，特地在他的房间安装了一台冷热两用的空调。这台空调说明书中的主要数据如表所示。
额定电压 频率 额定制冷功率 额定制热功率 220 V 50 Hz 1 400 W 1 800 W 3
邴原少孤，数岁时，过书舍而泣。师曰：“童子何泣？”原曰：“孤者易伤，贫者易感。夫书者，凡得学者，有亲也。一则愿其不孤，二则羡其得学，中心伤感，故泣耳。”师恻然曰：“欲书可耳!”原曰：“无钱资。”师曰：“童子苟有志吾徒相教不求资也。”于是遂就书。一冬之间，诵《孝经》《论语》。(1)空调正常制冷时电流是多大？连续正常制冷30 min消耗多少千瓦时的电能？
(2)这些电能若用于加热水，加热器的热效率为80%，能使50 kg、20 ℃的水温度升高
3
多少？[水的比热容c水＝4.2×10 J/(kg·℃)]
P1 400 W
【答案】解：(1)空调工作时的制冷功率P冷＝1 400 W；由P＝UI可得，I＝＝
U220 V
≈6.36 A；由P＝可得，正常制冷30 min消耗的电能：W＝P冷t＝1.4 kW×0.5 h＝0.7 kW·h；
(2)W＝0.7 kW·h＝0.7×3.6×10 J＝2.52×10 J；
由η＝可求得水吸收的热量Q＝ηW＝80%×2.52×10 J＝2.016×10 J；由Q＝cmΔt6
Q2.016×10 J
可得Δt＝＝＝9.6 ℃。
cm4.2×103 J/（kg·℃）×50 kg
6
6
WtQW66
答：(1)空调正常制冷时电流是6.36 A，连续正常制冷30 min消耗0.7 kW·h的电能；(2)能使50 kg、20 ℃的水温度升高9.6 ℃。
,随堂检测)
1.(2017仙游一模)电风扇、电烙铁和电动机上都标有“220 V 160 W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量较多的是(B)
A．电风扇 B．电烙铁 C．电动机 D．一样多 2．(2017武汉中考)如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大，下列说法中正确的是(C)
A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系 C．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟电阻大小的关系 D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
3．用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示。将它们串联在电路中，通电后比较甲、乙两导体升高的温度，正确的是(B)
A．甲导体的温度升高得多 B．乙导体的温度升高得多
C．甲、乙两导体升高的温度相同 D．条件不足，无法判断
邴原少孤，数岁时，过书舍而泣。师曰：“童子何泣？”原曰：“孤者易伤，贫者易感。夫书者，凡得学者，有亲也。一则愿其不孤，二则羡其得学，中心伤感，故泣耳。”师恻然曰：“欲书可耳!”原曰：“无钱资。”师曰：“童子苟有志吾徒相教不求资也。”于是遂就书。一冬之间，诵《孝经》《论语》。4．某用电器的电阻为100 Ω，接在电路中通过它的电流是1.2 A，则该用电器在5 min
4
内能产生__4.32×10__J的热量，它的发热功率为__144__W。
5．将阻值分别为10 Ω和30 Ω的甲、乙两电阻串联后接在电源上，相同时间内，甲、乙两电阻产生的热量之比为__1∶3__；若将甲、乙两电阻并联后接在电源上，则相同时间内，电流通过甲、乙两电阻消耗的电能之比为__3∶1__。
6．小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的小。
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验。主要是由于__煤油的比热容小__。
(2)实验中，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是__电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多__。
－3
(3)若乙瓶上的温度计示数变化了10 ℃，镍铬合金丝消耗了3.5×10 kW·h的电能，
3
烧瓶中煤油的质量是__0.6__kg。[已知c煤油＝2.1×10 J/(kg·℃)，不计热量损失]
7．如图所示电路中，电源电压保持6 V不变。
(1)当闭合开关S，断开开关S1时，电流表的示数为0.2 A，求电阻R2的阻值。
(2)当同时闭合开关S和S1时，电流表的示数为0.6 A，求电阻R1消耗的电功率和通电10 min电路消耗的电能是多少。
解：(1)当闭合开关S，断开开关S1时，只有电阻R2接入电路，由欧姆定律：I＝可知，URU6 V
电阻阻值：R2＝＝＝30 Ω；
I20.2 A
(2)同时闭合开关S和S1时，两电阻并联，电流表测干路电流，流过电阻R1的电流：I1
＝I－I2＝0.6 A－0.2 A＝0.4 A，U1＝U＝6 V，电阻R1消耗的电功率：P1＝U1I1＝6 V×0.4 A＝2.4 W；
通电10 min电路消耗的电能：W＝UIt＝6 V×0.6 A×600 s＝2 160 J。
答：(1)电阻R2的阻值为30 Ω；(2)电阻R1消耗的电功率为2.4 W，通电10 min电路消耗的电能是2 160 J。 请完成精练本第56页作业
邴原少孤，数岁时，过书舍而泣。师曰：“童子何泣？”原曰：“孤者易伤，贫者易感。夫书者，凡得学者，有亲也。一则愿其不孤，二则羡其得学，中心伤感，故泣耳。”师恻然曰：“欲书可耳!”原曰：“无钱资。”师曰：“童子苟有志吾徒相教不求资也。”于是遂就书。一冬之间，诵《孝经》《论语》。
2024年中考物理总复习第3课时电流的热效应精讲
