重难点26焦耳定律(原卷版+解析).docxVIP

专项四电学

重难点26焦耳定律

【重点知识梳理】

26.1焦耳定律

焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。数学表达式：Q=I2Rt。Q-热量，单位：J。I—电流，单位：A。R—电阻，单位：?。t—时间。单位：s。

26.2电热计算

1.对于所有的电热计算，均可用公式Q=I2Rt。对于纯电阻电路（电能都转化为内能的情形）还可以用公式：Q=W=UIt和Q=×t。

2.对于电热的转化效率，可用公式η=×100%计算。对于W电可灵活选用1中的三个公式；Q热一般用Q=cmΔt计算。

【难点知识突破】

26.1电热计算

1.串联式加热模型：

如上图所示，对于两个电阻串联后组成的加热装置，都可以等效为这种模型。当S闭合时，R1被短路，只有R2工作，这时处于加热状态，R2为一个阻值较小的电阻。当S断开后，R1、R2串联，电路处于“保温”状态，R1是一个阻值较大的电阻。

对这类问题涉及的主要计算公式为：

R2=U2/P加热；（2）R=R1+R2=U2/P保温；（3）P=PR1+PR2；（4）W=Pt。

【例题分析】

【例1】（2021成都）某家用电热壶有“加热”和“保温”两个档位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1=1050，R2=50。开关S接“1”时，电热壶为______档位。开关S接“2”时，通电5min，电流通过R2产生的热量为______J。

2.并联式加热模型：

如上图所示，对于将电阻并联后的加热装置原理，都可以等效为这个模式。当S闭合时，只有R2工作，处于低温档（或保温档），当S、S0同时闭合时，处于加热状态，或者“高温档”。这里R2的阻值一般比R1大，用作保温加热。

计算该类题目的常见公式：（1）P保温=U2/R2；（2）R=；（3）P=PR1+PR2。

【例题分析】

【例2】（2021临沂）某品牌电热水瓶具有加热和电动出水两种功能，其简化电路如图所示，其中R1是额定功率为2000W的电热丝，R2是阻值为130Ω的分压电阻，电磁泵的额定电压为12V，在1标准大气压下，将初温为20℃、质量为2.5kg的水装入电热水瓶，正常加热8min20s将水烧开，已知水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)，求该电热水瓶：（1）此次加热水的效率；（2）电磁泵的额定功率。

【巩固练习】

1.（2021云南）将规格都是“220V150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是（）

A．三个用电器均能将电能全部转化为内能

B．根据可计算出三个用电器的电阻相等

C．三个用电器消耗的电能一样多

D．三个用电器产生的热量相等

2.（2021绥化）一个电热水壶，其铭牌标注了额定电压为220V，额定功率为1800W。该电热水壶正常工作时，将1.5L水加热，使温度从20℃升高到80℃，所用时间为250s，则该电热水壶的加热效率是（）

A．75% B．84% C．88% D．95%

3.（2021常德）某型号电饭煲有加热和保温功能，图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，关于电饭煲工作时下列说法中正确的是（）

A．开关S接触点2时，电饭煲处于加热状态

B．开关S接触点1时，电饭煲处于保温状态

C．电饭煲处于加热状态时的功率是800W

D．保温状态下电饭煲1min消耗200J的电能

4.（2021·安徽）图示电路中，电源电压不变，电阻R1=30Ω，R2=60Ω，闭合开关S，电流表A的示数为0.3A，则通电1min电阻R1产生的热量为______J。

5.（2021连云港）某电热器接入220V的电路中正常工作时，其电热丝的阻值为110Ω，则通过该电热丝的电流为_______A，10s内该电热丝会产生________J的热量。

6.（2021齐齐哈尔）如图所示的电路中，接通电源，通电一段时间后，______侧U型管液面高度的变化较大（选填“左”或“右”），如果通过甲容器中电阻丝的电流是，则乙容器中电阻丝在内产生的热量是______。

7.（2021甘肃）在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验中，采用了如图电路。

（1）为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初温都相同的___________（选填“水”或“煤油”），实验中通过观察___________来比较电流通过导体产生热量的多少；

（2）如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，以探究电流通过导体产生的热量与___________的关系；

（3）如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节滑动变阻器，使两电流表示数___________（选填“相同”或“不同”），可以探究电流通过导体产生的热量与__