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专题20 电热器 电流的热效应（原卷版）
一、单选题
1.超导材料的应用具有十分诱人的前景。假如科学家已研制出室温下的超导材
料．你认为它可作下列哪种用途()
A. 自炽灯泡的灯丝 B. 电炉中的电阻丝
C. 保险丝 D. 远距离输电线
2.将一台“220V 100W”的电风扇、一个“220V 100W”的充电器、一把“
220V 100W”的电烙铁分别接在220V的电源上，在相同的时间内，电流通过它
们产生的热量最多的是()
A. 电风扇 B. 充电器 C. 电烙铁 D. 一样多
3.当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q。
如果要使它产生的热量为2 Q，下列办法中可行的是( )
A. 将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的一半
B. 将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的一半
C. 将电阻变为原来的一半，通电时间变为原来的2倍
D. 将电压变为原来的一半，电阻变为原来的2倍
4.如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，左右两U形管内的液面相平，
电阻丝的电阻R =R =R 。小亮用图示装置进行实验，下列说法正确的是()
1 2 3
A. 通过R 的电流和通过R 的电流大小相等
1 2
B. 通电后，左管的液面将会比右管的液面低
C. 电阻R 两端的电压和R 两端的电压相等
1 2
D. 此实验可探究电阻丝产生热量与电流是否有关
5.把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电
源上(如图所示)，小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是
()
A. 60J B. 36J C. 30J D. 6J6.某电饭锅铭牌上标有：额定电压为220V，保温功率为22W，加热功率为
1100W。如图所示是该电饭锅的电路简图，其中，单刀双掷开关S用来调节
“加热”和“保温”两种工作状态，R 为电热丝。下列说法正确的是()
0
A. S和2接触时是保温状态
B. 电饭锅正常加热时，电路的电流是0.1A
C. 电路中电阻R =44Ω，R=2156Ω
0
D. 保温时，R 、R产生的电热之比是539：11
0
7.如图甲所示，电源电压不变，将小灯泡L和电阻R接入电路中，只闭合开关S
1
时，小灯泡L的实际功率为1W.图乙是小灯泡L和电阻R的I-U图象。下列说法
中正确的是()
A. 只闭合开关S 时，L的电阻为10Ω
1
B. 再闭合开关S 后，电路总功率为1.2W
2
C. 再闭合开关S 后，电流表示数增加0.5A
2
D. 再闭合开关S 后，在1min内电阻R产生的热量是24J
28.如图所示，电源电压不变，电阻R为定值电阻，下列说法正确的是()
①要使电路中消耗的总功率减小，给R并联一个较大阻值的电阻
②要使电路中消耗的总功率稍稍增大一点，给R并联一个较大阻值的电阻
③如果给R并联一个等值电阻，此电路在相同的时间内产生的热量为原来的二
分之一
④如果给R串联一个标有“6V 2W”的灯泡，灯泡恰好能正常发光。若换上一
个“6V 3W”的灯泡与R串联，则此灯泡消耗的实际功率一定小于3W
A. ①② B. ②④ C. ①③ D. ③④
9.如图甲所示电路，电源电压保持不变，电流表量程为0～0.6A，图乙中A、B
分别是小灯泡和电阻R 通过的电流随电压变化的图象，只闭合开关S、S ，滑动
1 1
变阻器的滑片P移至a端时，电路中的电流为0.2A；滑动变阻器的滑片移至b端
时，小灯泡恰好正常发光。只闭合开关S、S ，调节滑片P，当滑动变阻器接入
3
电路中的电阻为10Ω时，小灯泡两端的电压恰好为2V，则()
A. 电源电压为10V
B. 小灯泡L的额定功率6W
C. 只闭合开关S、S ，滑动变阻器的滑片移至a端时，1.5min电流通过R 产生的
2 1
热量为640J
D. 只闭合开关S，改变其它开关的通断及滑片的位置，电路消耗的最小功率可
以达到1.2W
10.如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水，现将阻值为R 、
1
R 的电阻丝(R 2)，分别按下图的四种方式连接后放入水槽，并接入相同电源。
2 1
通电相同时间后，水温最高的是()A. B.
C. D.
二、多选题
11.如图甲是带烘干功能的滚筒洗衣机，额定电压为220V，洗衣机中的电动机
在不同工作环节中的电功率由电脑芯片控制。图乙为某次正常洗衣过程中电动
机和电热丝的电功率随时间的变化情况。若该次洗衣过程共消耗电能
0.735kW⋅h。则以下说法正确的是()
A. 洗衣机工作的最大电流为5A
B. 烘干产生的热量为3×104J
C. 烘干电热丝的电阻约为65Ω
D. 电动机共消耗的电能为0.235kW⋅h
12.如图所示，小明用迷你电动机制成了升降机模型，用它提升重为10N的物体，
当电源电压为2V时，闭合开关，电动机不转动，电流表示数为0.8A；当电源电
压为12V时，闭合开关，电动机正常工作，电流表示数为0.4A，同时5s内物体
被匀速提升2m。若忽略温度对电阻的影响，下列说法正确的是()A. 电动机线圈的电阻是2.5Ω
B. 正常工作5s电动机线圈产生的热量是2J
C. 电动机正常工作时消耗的电功率是4W
D. 电动机的效率是90%
三、填空题
13.小明家的电子式电能表的表盘上标有“3000imp/(kW⋅h)”的字样。某天，
小明将家中“220V 2200W”的电热水器单独接入电路中烧水，热水器正常工作
20min，他家电能表的指示灯将闪烁______次。小明发现电热水器的电源线有
些烫，产生这种现象是因为电流具有______效应。若该电源线的电阻为0.05Ω，
则在这段时间内，电源线产生的热量为______J。
14.输电线常用铝线或铜线作为线芯，根据__________定律可知这是为了减小由
于电流的__________效应造成的能量损耗。白炽灯的亮度是由白炽灯的
________________(选填“额定功率”或“实际功率”)决定。
15.“iPad”的充电器，参数标有5V 2A，表示充电电压是5V，最大输出电流
2A，充电时将电能转化为______ 能．电板充满电所储存的电能是1.8×105J.若
“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电池充满电需要______ h，小明
觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？
这样可以实现快速充电，于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影
响锂电池寿命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因
______ 而电池的电阻一定，发热功率与电流______ ．
16.如图所示，这是一款电热饮水机的简化电路图，它具有加热和保温两个挡位。
R 、R 均为加热电阻丝，当开关S接a时电路中的电流为5A；当开关S接b时，
1 2
电路消耗的电功率为66W，则R 的阻值为______Ω；开关S接b时，电路中的电
1
流为______A；该饮水机在保温挡正常工作100s，R 产生的热量为______J。
2
17.近年来市场上不断出现了各式各样的节能型照明灯，它们体积不大，样式好
看，照明效果好。但直到现在它们也没有能完全取代不够精巧，“又粗又笨”
的日光灯。其实，曾经大量使用的日光灯就是最早的节能灯。日光灯的玻璃灯管实际上是一种低气压放电管，灯管两端装有电极(俗称灯丝)，内壁涂有钨酸
镁、硅酸锌等荧光物质．制造时抽去空气，充入少量水银和氩气。通电后，管
内因水银蒸气放电而产生紫外线，紫外线激发荧光物质使其发出可见光，即
“光致发光”。
(1)“光致发光”中的第一个“光”指的是______。
(2)下边是明亮程度相当的白炽灯和日光灯的对照表，请补充完整表格内容。
灯名称 发光原理 功率(W) 工作温度(℃)
白炽灯 ______ 150 2400
日光灯 光致发光 40 50
(3)从能量角度分析白炽灯发光效率不高的原因______。
(4)各种新型节能灯的工作温度应接近于______(填：“白炽灯”或“日光灯”)。
(5)就你所知，市场上各种新型节能灯还不能完全取代日光灯的原因是______。
四、实验探究题
18.如图所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的装置。甲乙两图的密
闭容器中都装有等量的空气。
(1)图甲装置可研究电流产生的热量与______ 的关系；本实验是根据___(选填
“气体”或“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生热量的多少。
(2)图乙两密闭容器中的电阻丝阻值相等，在其中一容器外部并联一个阻值相等
的电阻e。若两侧U形管液面高度变化相同，则故障可能是______ 。排除故障
后通电相同时间，发现左侧U形管内液面高度变化明显，这表明：在电阻和通
电时间相同的情况下，通过导体的______ 越大，产生的热量越多；
(3)为了使乙实验中两侧U形管液面高度差更明显，可将空气盒外电阻换成
______(选填“大于”或“小于”)5Ω的电阻；
(4)若图甲和图乙中两套装置的电源电压相同，在相同时间内，b和C两电阻产
生的热量之比为______ ；
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现
象，可用上面图______ 的实验结论来解释。19.在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1所示，
其中R >R 。
1 2
实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系：
(1)请按照图1中的电路图将图2实物图连接完整；
(2)实验电路按照图1中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制______ ；
电阻丝放出热量的多少，通过______ 来进行判断。
(3)为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入
______ 相等、初温相同的同种液体。为了在较短时间内达到明显的实验效果，
实验时选用煤油而不选水，是因为煤油的比热容______ 水的比热容(选填“大
于”、“等于”或“小于”)。
实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系：
(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2
倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R 加热的煤油，在实验一中温度升
1
高△t ，在实验二中温度升高△t '，则△t ' ______ 2△t (选填“大于”、“等
1 1 1 1
于”或“小于”)，该实验说明电流产生的热量与电流大小______ 正比例关系(
选填“成”或“不成”)。实验中，用电阻丝R 加热煤油重复以上实验步骤，也
2
可以得出相同的结论。
(5)如果在两烧瓶中分别装入质量相等的不同液体，并接入两根阻值______ 的
电阻丝(选填“相同”或“不同”)，就可用这个装置来探究两种不同液体的吸
热性质。假设a烧瓶中液体的质量为m，瓶中电阻丝的阻值为R，测出通过它的
电流为I，通电一段时间t后，温度计的示数变化量为△t，若不计热量损失，则a
液体的比热容为______ (用所给出的物理量写出比热容的表达式)。
五、计算题
20.下表是某款两挡位电火锅的有关参数，如图甲是其简化电路图，R 和R 为阻
1 2
值不变的电热丝，单刀双掷开关S可接1或2，实现不同挡位的变换。(1)求R 电热丝的阻值。
1
(2)电火锅正常工作时，用低温挡将2kg的水从60℃加热到70℃，求此过程中
水吸收的热量[c =4.2×103J/(kg⋅℃)]。
水
(3)电火锅正常工作时，分别用低温挡和高温挡将质量2kg的水加热，绘制的水
温随时间变化的图象如乙图所示。请通过计算比较使用高温挡还是低温挡更节
能。
额定电压
电火锅挡位 额定功率P/W
U/V
低温 250
220
高温 880
21.如图甲，R 为定值电阻，滑动变阻器R 的滑片从a端滑到b端过程中，R 消
1 2 2
耗的电功率P与其两端电压U的关系图象如图乙，求：
(1)电源电压和R 的阻值。
1
(2)当电流为0.5A时，1s内R 放出的热量为多少？
1
(3)当滑动变阻器两次消耗的电功率都为0.5W时，对应滑动变阻器接入电路的
阻值R 和R '分别是多少？
2 2
(4)该电路消耗的最大电功率为多少？22.智能洗碗机是自动清洗碗、筷、盘、碟等餐具的设备，具有洗涤、烘干等功
能。为家庭、机关食堂的炊事人员减轻了劳动强度，提高了工作效率。如图甲，
某智能洗碗机安装时，洗碗机进水管的一端与自来水龙头连通；工作时，将水
加热至设定的温度，掺入清洁剂后压至高处，由喷嘴喷出以冲洗餐具。洗净的
餐 具 用 传 送 带 输 送 至 烘 干 机 位 置 ， 将 餐 具 烘 干 。
该洗碗机的部分参数如表所示，表中流量指单位时间内由喷嘴喷出水的质量。
喷水最大流
额定电压 220V 经济洗水量 10L 230g/s
量
烘干机额定 加热器额定
150W 2000W
功率 功率
请根据上述材料和你学过的物理知识，回答下列问题：
(1)该烘干机每正常工作一次，其消耗的电能会使标有“3000imp/kW⋅h”的电
能表指示灯闪烁75次，则烘干机正常工作一次消耗的电能为多少？
(2)该智能洗碗机工作时，喷嘴以最大流量冲洗餐具1min，喷出水的体积为多少
cm3？
(3)某次洗涤前，加热器在额定功率下按经济洗水量将水从20℃加热至60℃，
加热用时20min，加热器的效率为多少？
(4)如图乙所示为利用光敏电阻控制电路的原理图，其中R 为光敏电阻，R 为电
1 2
阻箱，电源电压U恒为12V，保持R 的阻值不变，当物品将光挡住而不能照射
2
到R 上时，R 两端电压为U ；光从两物体的间隙照射到R 上时，R 两端电压为
1 1 1 1 1U '，R 两端电压随时间变化的关系如图丙。现将R 的阻值调为4Ω，有光照射
1 1 2
时，R 消耗的电功率为8W，则此时R 消耗的电功率多少W？
1 2
六、综合题
23.阅读下列短文，回答问题。
在3D打印笔中装入塑料条，接通电源，等待一段时间后即可挤出热熔的塑料，
塑料在空气中迅速冷却变成特定的形态(如图甲)。其内部电路如图乙，R 、R
1 2
是相同的PTC发热电阻。单个PTC的电阻与温度的关系如图丙。PTC有一个根
据需要设定的温度，低于这个温度时，其电阻随温度的升高而减小，高于这个
温度时，电阻值则随温度的升高而增大，我们把这个设定的温度叫“居里点温
度”，用PTC材料制成的电热器具有发热、控温双重功能，应用十分广泛。
(1)打印笔工作时，利用电流的______(选填“磁效应”或“热效应”)使PTC电
阻发热，塑料受热会逐渐变软变稀。可见，塑料______(选填“是”或“不是”
)晶体；
(2)打印笔工作有快、慢两挡，快挡打印时，图中开关S 应处于______状态，若
1
此时温度为250℃，打印笔的电功率是______W；
(3)打印笔正常工作时的温度能自动稳定在250℃左右，请结合图丙信息，说明
当温度升高______；
(4)家用固体电热灭蚊器也是使用PTC陶瓷电热元件，如丁图为其电阻随温度变
化的图象，由图可知，该PTC材料的居里点温度为______℃。
