备战2022年中考物理抢分秘籍秘籍 34 焦耳定律（解析版）

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考点抢分秘籍 34 焦耳定律
抢分点 1.焦耳定律
（1）热效应：电能转化为内能的现象。
（2）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。表达式为：Q=I2Rt（Q-热量，单位：J；I-电流，单位：A；t-时间，单位：s）。
（3）探究“影响电流热效应的因素”实验中，运用了控制变量法：将两个加热装置串联，使其加热时间
与通过电流相等，探究电阻对电热的影响；使用同一电阻，配合滑动变阻器，使其电阻和时间不变，电流
改变。还运用了转换法，将电热器放热的多少转化为液体温度的变化量或者液柱上升的大小。
例题精选
1.(2020 鄂州 24)如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相
同的密闭容器，里面密封着等量的空气，U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，闭合开关前，
A、B 两 U 形管内液面相平。
(1)实验中，乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的______不相等；
(2)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察 U 形管中液面高度的变化来显示甲、乙容
器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是______；
(3)通过对比观察，______（选填“甲”或“乙”）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电
阻和通电时间相同时，电流越______导体产生的热量越多。
【答案】(1)电流 (2)转换法 (3)甲 越大
【解析】(1)乙容器外部的电阻的作用是为了使左右容器内导体的电流不相等，因为左右容器内两导体的
阻值相等，必须让两电阻的电流不同才能探究电流产生的热量与电流的关系。
(2)甲乙两容器内空气温度的变化不能直接测出，而是通过 U 形管液面高度变化来显示，这是物理研究中的
转换法。
(3)在电阻和通电时间相同时，甲容器内液面高度差较大，说明甲容器内的电阻产生较多的热量，而甲容
1
器内电阻通过的电流较大，由此可知，在电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
【提分秘诀】本探究实验控制变量法与转换法都用得较多，巧妙的利用串路等流，是控制电流相等很好的
方法。
抢分秘练
1.(2020 青岛 6)甲、乙两个电热器的电阻之比为 ，通电相同时间产生的热量之比为 ，则通过甲、
乙的电流之比为（　　）
A. B. C. D.
【答案】C
【解析】甲、乙两个电热器通电相同时间产生的热量之比为 5:1，根据 Q=I2Rt 有：
Q甲
Q乙
=
I甲
2R甲t甲
I乙
2R乙t乙
=
5
1
，
已知甲、乙两个电热器的电阻之比为 5;4，则
I甲
2
I乙
2
=
4
1
，即通过甲、乙的电流之比为：
I甲
I乙
=
2
1
，ABD 错
误，C 正确。选 C。
2. (2020 北京 26)某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻通电时间是否有关。他连接了如图所
示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，以及阻值为 R1和R2的
电阻丝（R1<R2）。
(1)该实验探究的问题是电流通过导体产生的热量与______是否有关；
(2)该实验中，电流通过导体产生热量的多少用______来反映。
【答案】(1)电阻 (2)温度计示数的变化量
【解析】(1)该实验两段电阻丝串联，通过电流、通电时间相同，电阻丝的阻值不同，所以探究的是电流通
过导体产生的热量与电阻是否有关。
(2)在探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻通电时间是否有关的实验中，利用转换法，将电流通过导
2
体产生热量的多少用温度计示数的变化量来反映。
3.(2020 成都 22) 小彬用图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为 3V，电
阻丝
R
1=10Ω，
R
2=20Ω，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到________气球先
鼓起来。甲气球乙气球通电 1min，
R
2产生的热量为______J。
【答案】 乙 12
【解析】从图中可以看到：加热时间相同，通过的电流也相同，根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知：R2的电阻较大，
那么 R2所在的密闭烧瓶产生的热量较大，乙气球先鼓起来。甲气球乙气球通电 1min，电路中的电流大小：
I=
U
R1+R2
=
=0.1A，R2产生的热量：Q=I2Rt=（0.1A）2×20Ω×60s=12J。
4. (2020 泰州21)如图所示是小明“探究影响电流热效应的因素”的实验装置，在甲、乙两瓶中装入质量和
初温均相同的煤油，R1、R2采用如图连接方式的目的是__________。闭合开关一段时间后，乙瓶中温度计
的示数较高，由此说明通电导体产生的热量与__________有关。小华用相同装置（煤油质量也相等）同时
进行实验，细心的小红看到小明和小华两组电阻丝阻值相等的烧瓶中，小华这一组的煤油升温比小明的快，
比较发现：小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，根据这一现象，小红__________（选填“能”或“不
能”）初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。
【答案】 控制电流和通电时间相同 电阻 能
【解析】由图可知：两电阻串联，目的是控制 R1和R2中的电流相同，而且还可以控制通电时间相同。乙瓶
中温度计的示数较高，可知在电流与通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；说明通电导体
产生的热量与电阻的大小有关。由题意可知：小华和小明用相同的装置做实验，可知加热的电阻阻值相同；
但小华的滑动变阻器接入电路的阻值较小，由欧姆定律可知，小华做实验时电路中的电流较大，此时小华
这一组的煤油升温比小明的快，说明在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的
热量越大，即小红可以初步判断出通电导体产生的热量与通过导体的电流有关。
3
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