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38.“电热与焦耳定律”重难点突破及题型归类
一、电流的热效应
1.电流通过导体时，电能转化为内能（伴随着热量产生），这种现象叫做电流的热效应。如：手机
发烫、吹风机热风、电饭锅、保险丝烧断等。
2.影响因素：导体的电阻，通过导体的电流和通电时间。
导体的电阻R越大，通过导体的电流I越大，通电时间t越长，产生的热量就越多。
二、焦耳定律
1.内容：电流通过导体时所产生的热量Q（简称“电热”），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。
2.公式：Q=I2Rt （适用于任何电路电热的计算）
注意：单位的统一性：Q——J、I——A、R——Ω、t——s
三、探究电热与电阻的关系（控制I、t相同）
1.实验器材及电路图
①定值电阻R、R（阻值不同）
1 2
②滑动变阻器
③烧瓶（两个烧瓶装同种液体）
④煤油（煤油比热容小，效果比水好）
⑤温度计（示数大小反映热量多少）
2.实验结论：当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
3.滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变电路中的电流，获得多组数据，避免实验偶然性，寻找
普遍规律。
4.实验方法：控制变量法、转换法。
四、探究电热与电流的关系（控制R、t相同）
1.实验器材及电路图
①定值电阻R、R（阻值相同）
1 2
②滑动变阻器
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③烧瓶（两个烧瓶装同种液体）
④煤油（煤油比热容小，效果比水好）
⑤温度计（示数大小反映热量多少）
⑥定值电阻R（使R 、R 的电流不同）
1 2
2.实验结论：当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。
3.滑动变阻器的作用：
①保护电路；
②改变电路中的电流，获得多组数据，避免实验偶然性，寻找普遍规律。
4.实验方法：
a.控制变量法
b.转换法
五、电热与电功——两个不同的物理量
光能
机械能
电流通过导体做功 ——电能转化为其他形式能
内能 电热Q
电功W
……
注意：
1.只有在纯电阻电路中，电热Q=电功W
消耗电能全部转化成内能
此时， ，如：电热水器、电热水壶、小太阳、电热毯、浴霸、白炽
灯（小灯泡）等。
例1.一台直流电动机，线圈的电阻为5Ω，接在12V电源上时，通过的电流为2A，这台电动机工作
5mi产生 6 0 0 0 J 电热。
解析：5min=300 s Q=I2Rt =（2A）2 ×5Ω×300 s= 6000 J
注意：电动机属于非纯电阻电路，本题只能用Q=I2Rt进行计算。
例2.玩具电动车上，有一微型直流电动机，将它接在图示的电路中，闭合开关后，移动变阻器的滑
片P：
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（1）当电压表示救为0.3V时,电动机不动，此时电流表示嫩为0.3A。求电动机线圈的电阻是多大?
（2）当电压表示数为3V时，电动机正常转动，此时电流表示数为0.4A，求电动机的发热功率及对
外做功的机械功率。
解析：（1）电动机不转时，由欧姆定律得：
（2）电动机正常转动时，
发热功率：P =I2R=（0.4A）2×1Ω=0.16W
热
电功率：P=UI=3V×0.4A=1.2W
机械功率：P =P－P =1.2W－0.16W=1.04W
机 热
注意：电动机属于非纯电阻电路。发热功率只能用P =I2R来计算，它是电动机电功率的一部分。
热
六、烧水问题
同一电源，甲单独烧水，烧开时间t ；乙单独烧水，烧开时间t 。烧同一壶水，初温、质量相等：
甲 乙
（1）甲、乙串联，烧水用时_________；（t +t ）
甲 乙
（2）甲、乙并联，烧水用时_________；（用t 、t 表示）（ ）
甲 乙
（3）若R >R ，总功率：_______________。（P >P >P>P ）
甲 乙 D B A C
A B C D
例3.同一水壶，同一电源，甲单独烧开用时 t ，甲、乙串联烧开用时 t ，甲、乙并联烧开用时
1 2
_________。（用t、t 表示）（ ）
1 2
七、焦耳定律比例
I ：I =1:1
1 2
Q ：Q =R :R
1 2 1 2
W ：W =Q ：Q = P ：P = U ：U =R :R
1 2 1 2 1 2 1 2 1 2
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U ：U =1:1
1 2
Q ：Q =R :R
1 2 2 1
W ：W =Q ：Q = P ：P = I ：I =R :R
1 2 1 2 1 2 1 2 2 1
例4.两根电热丝R 与R ，电源电压U不变，只将R 接在电源上，120s内放热为12Q；将R 、R 并
1 2 1 1 2
联在电源上，R 、R 在60s内放热为8Q；将R 、R 串联在电源上，为使R 、R 共放热为3Q，需时间
1 2 1 2 1 2
_______s。
解析：根据题意作出如下图所示：
甲 乙 丙
甲图有： ………………………………①
乙图有： ……………………②
丙图有： ………………………………③
由①②式得：R:R=1:3 （这是解题的关键）
1 2
由①③式，结合R:R=1:3，得：t=120s
1 2 x
例5.甲、乙阻值为R 、R ，电源电压U不变，甲、乙串联后在时间t内放热分别为2Q和5Q，甲、
1 2
乙并联后在3t内放热__________。
解析：根据题意作出如下图所示：
甲 乙
由题意可得：R:R=2:5
1 2
由甲图： ………………………………①
由乙图： ……………………………②
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式，结合R:R=2:5，解得：x=14.7Q
1 2
例6.有两电热器阻值分别为R 、R ，R 、R 串联，在时间t内放热为Q 、Q ，将R 单独接在电源上，
1 2 1 2 1 2 2
时间t内放热__________。（用Q、Q 表示）
1 2
解析：根据题意作出如下图所示：
由题意有：R:R=Q:Q
1 2 1 2
由甲图有： …………………………①
甲乙图有： ………………………………………②
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式，结合R:R=Q:Q，解得：
1 2 1 2
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