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专题 18.4 焦耳定律
知识点一：电流的热效应
（1）电流通过导体时电能转化成热量的现象叫电流的热效应。
（2）电流和通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多。
（3）电阻和通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。
知识点二：焦耳定律
1.内容：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。
2.公式：Q=I2Rt
3.当发电厂电功率一定，送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。此时因为输电线路
上有电阻，根据P=I2R可知，电流越小时，在电线上消耗的电能就会越少。所以电厂在输电时增大送电电
压，减少电能在输电线路上的损失。
本节重点理解焦耳定律
1．焦耳定律的内容是电流通过导体产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时
间成正比。
2．焦耳定律公式为Q=I2Rt ，（式中单位Q→焦、I→安(A)、R→欧(Ω)、t→秒）
3．当电流通过导体做的功(W)全部用来产生热量(Q)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q。（如电热器，电阻就是这样的）
知识点一：电流的热效应
【例题1】（2019北京）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．计算器 B．电热水壶 C．收音机 D．电冰箱
【答案】D
【解析】（1）电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫做电流的热效应，如电灯、电炉、电烙铁、电
焊等都是电流的热效应的例子；
（2）电流的化学效应：电流通过导电的液体会使液体发生化学变化，产生新的物质，电流的这种效果叫
做电流的化学效应，如电解，电镀，电离等就属于电流的化学效应的例子；
（3）电流的磁效应：给绕在软铁芯周围的导体通电，软铁芯就产生磁性，这种现象就是电流的磁效应，
如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。
A.计算器工作时主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故A错误。
B.电热水壶工作时主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B正确。
C计算器工作时主要是把电能转化为声能，不是利用电流的热效应工作的，故C错误。
D.电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的磁效应工作的，故D错误。
知识点二：焦耳定律
【例题2】（2019福建）一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为 1Ω，正常丁作
1min，
产生的热量是 J 工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这属于 现象。
o【答案】15；静电（摩擦起电）。
【解析】工作时间t＝1min＝60s，
由P＝UI得，线圈中的电流：
I＝ ＝ ＝0.5A，
则线圈产生的热量：
Q＝I2Rt＝（0.5A）2×1Ω×60s＝15J。
风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带上了电荷，可以吸引轻小物体，所以灰尘会附着在扇叶上，这属于
静电（摩擦起电）现象。
1.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。公式：_____.
当发电厂电功率一定，送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。此时因为输电线路上
有电阻，所以电厂在输电时增大送电电压，____电能在输电线路上的损失。
【答案】Q=I2Rt.减少.
【解析】焦耳定律的数学表达式为Q=I2Rt. 根据功率功是P=UI知当发电厂电功率一定，送电电压与送电电
流成反比，根据W=Q=I2Rt可知，电流越小时，在电线上消耗的电能就会越少。所以电厂在输电时增大送电
电压，减少电能在输电线路上的损失。2.电炉丝通过导线接到电路里，通过电炉丝和导线的电流大小________，由于电炉丝的电阻比导线的电阻
大，导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量________。
【答案】 相等；多
【解析】电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线串联，那么通过电炉丝和导线的电流大小相等；由于
电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据Q=I2Rt可知可知，电炉丝产生的热量比导线产生的热量多。
3．下列用电器属于利用电流热效应工作的是（ ）
A．电饭锅 B．电风扇 C．计算机 D．电视机
【答案】A．
【解析】当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．
A．电饭锅将电能转化为内能，利用了电流的热效应，符合题意；
B．电风扇主要是把电能转化为机械能，是利用了电流的磁效应，不合题意；
C．计算机主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，不合题意；
D．电视机主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，不合题意．
4.如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R 的阻值为10Ω．当开关S闭合后，电压表的示数
1
为2V，电流表的示数为0.4A．求：
（1）通电10s电阻丝R 产生的热量；
1
（2）电源两端的电压。
【答案】（1）通电10s电阻丝R 产生的热量为16J；
1
（2）电源两端的电压为6V。【解析】（1）通电10s电阻丝R 产生的热量：
1
Q＝I2Rt＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。
1
（2）由I＝ 得，R1两端的电压：
U＝IR＝0.4A×10Ω＝4V，
1 1
根据串联电路电压规律可知，电源电压：
U＝U+U＝4V+2V＝6V。
1 2
一、选择题
1.（2019内蒙古通辽）对下列四幅图的分析正确的是（ ）
A．图中蓝牙耳机是通过超声波与手机进行信号传输的
B．如图装置可用来探究电流产生的热量与通电时间的关系
C．图中电路能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系
D．图中电路可以探究导体电阻与导体材料的关系
【答案】B
【解析】（1）通信设备是利用电磁波传递信息的；
（2）电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关，实验探究时应采用控制变量法；（3）电磁铁的磁性的强弱与电流大小的关系，实验探究时应采用控制变量法；
（4）影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积，在研究电阻与其中某个因素的关系时，
要采用控制变量法的思想，要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系，需要保持其它量不变。
A.蓝牙耳机是通过电磁波与手机进行信号传输的，故A错误；
B.如图装置中两电阻丝串联，电源电压不变时，电路中电流不变，若只比较其中一个容器内电阻丝产生热
量的多少，该电阻丝的阻值不变，改变通电时间，可用探究电流产生的热量与通电时间的关系，故B正确；
C.两个电磁铁串联，通过的电流相同，线圈匝数不同，所以能探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少的关系，
但不能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系，故C错误；
D.图中导线的材料相同、长度相同，只是横截面积不同，所以此实验可以探究导体电阻与跟导体的横截面
积是否有关，但不能探究导体电阻与导体材料的关系，故D错误。
2.（2018武汉）如图所示，最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家是（ ）
【答案】D
【解析】焦耳研究了电流通过导体产生的热量与电流平方成正比、与电阻成正比、与通电时间成正比，这
个结论叫做焦耳定律。最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家就是焦耳。
3．（2019四川成都模拟题）一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，线圈中
通过的电流为10A．这台电动机工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（ ）
A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800J
C．W=7200J，Q=200J D．W=7200J，Q=3800J
【答案】A．【解析】本题考查的知识点是焦耳定律；电功的计算．
已知电压、电流与通电时间，由W=UIt可以求出电动机消耗的电能，由焦耳定律可以求出其产生的热量．
电动机消耗的电能：
W=UIt=380V×10A×1s=3800J；
产生的热量Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J；
4.（2019湖北黄石）图甲是小灯泡的电压——电流图像。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的
电路中（如图乙），闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75W时，（ ）
A．电流表的示数为0.2A
B．滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω
C．电路消耗的总功率为1.35W。
D．10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J
【答案】C
【解析】当小灯泡的功率为0.75W时，根据图甲，可知，灯泡L两端的电压为2.5V，通过灯泡的电流为
0.3A，电路中的等效电阻15Ω.
电路消耗的总功率P=IU =4.5V╳0.3A=1.35W。
总
变阻器R在10s产生的热量Q=W=UIt=2V╳0.3A╳10s=6J。
A．电流表的示数为0.2A ，错误。
B．滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω，错误。C．电路消耗的总功率为1.35W，正确。
D．10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J，错误。
5.（2020绥化模拟）在如图所示的电路中，闭合开关S，电源电压恒为6V，电流表的示数为0.5A，电压表
V 的示数为4V。当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，电流表的示数为0.3A。则下列结
2
论正确的是（ ）
A.R 的阻值为4Ω
1
B.滑动变阻器的最大电阻值为160Ω
C.电路消耗的最小总功率为0.18W
D.当滑动变阻器的滑片移至最左端时，在10min内电流通过R 产生的焦耳热为5.4×104J
1
【答案】AD
【解析】先确定电路是哪个电阻或者哪两个电阻的连接，是串联还是并联，再根据串并联电路电压、电流
特点求出研究对象的电压、电流，根据欧姆定律列出等式，进行求解。以电源电压为不变量作为基础，利
用P=U2/R 和W=Q=U2t/R进行相应电功率、焦耳热的讨论求解。
（1）闭合开关S，R 与R 串联，电源电压U=6V，电流表的示数为0.5A，表明流经R 的电流I=0.5A，
1 2 1 1
这时电压表V 的示数为4V。
2
则R 的两端电压U=U-U=6V-4V=2V
1 1 2
根据欧姆定律：R=U/I=2V/0.5A=4Ω.选项A符合题意；
1 1 1
（2）当把滑动变阻器的滑片移至最右端时，滑动变阻器的最大电阻值为R ，
2max
流经其的电流为I=0.3A，等于电路总电流。这时电路中R 和R 串联，电源电压U=6V
2 1 2对总电路而言利用欧姆定律得：U=I（R+R），代入数据有
2 1 2
6V=0.3A（4Ω+R ）
2max
解得R =16Ω. 选项B不符合题意；
2max
（3）电路电源电压一定，根据P=U2/（R+R ）知道，总电阻R=（R+R ）最大时，电功率最小，只有
1 2max 1 2max
R=16Ω时电路消耗的总功率最小,
2
P =U2/（R+R ）=（6V）2/（4Ω+16Ω）=1.8W. 选项C不符合题意；
最小 1 2max
（4）当滑动变阻器的滑片移至最左端时，滑动变阻器的电阻被短路，电路只有一个电阻 R 在工作。根据
1
焦耳定律：Q=I2Rt
1
I=U/R
1
所以R 在10min=600s内产生的焦耳热为
1
Q=I2Rt=（U2/R）t
1 1
=（6V）2×600s/4Ω=5.4×103J。选项D符合题意。
二、填空题
6．（2019湖南株洲）用图示装置探究“影响电热的因素”，A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、B为研
究对象，该实验探究的是在 不变时电热与 的关系；若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联
后可等效为一根电阻丝，那么，该装置还可探究在 不变时电热与 的关系。（填“电流”或“电
阻”）【答案】电阻；电流；电流；电阻。
【解析】（1）由图知，电阻丝B、C并联后与A串联，根据并联电路的电流特点可知，通过A的电流与通
过B、C的电流之和相同，所以通过A的电流大于通过B的电流，已知容器内A、B的电阻相同，在通电时
间相同时，该实验探究的是电流产生热量与电流大小的关系；
（2）若将C也置于右侧容器中，这时B、C并联后可等效为一根电阻丝（等效电阻为5Ω），其等效电阻
是A电阻丝的一半，此时通过A的电流与通过右侧“一根”电阻丝的电流相同，所以探究的是：电流相同
时，相同时间内电流产生热量与电阻大小的关系。
7．（2019•德州）从产品说明书得知，一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω．则小风
扇正常工作1min消耗的电能为 J；电动机线圈1min产生的热量为 J。
【答案】180；1.5。
【解析】（1）一台“6V 3W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值为0.1Ω．首先，要明确小风扇的所消耗
的电能W一部分转化为机械能，另一部分转化为内能Q．所以，产生的热量Q＜消耗的电能W．千万不要误
以为产生的热量就是消耗的电能，即对于风扇、空调、电动机之类的用电器，其电热Q≠W。
（2）解题过程中需要注意所有哦物理量的单位都要用到国际单位，所以先要把1min化成60s来进行计算。
P
（3）通过“6V 3W”可以根据公式：I= 可以求得。
U
（4）计算消耗电能的公W＝Pt；计算电热的公式Q＝I2Rt。
消耗的电能为W＝Pt＝3W×60s＝180J；
P 3W
电路中线圈的电流为I= = =0.5A；
U 6V
电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q＝I2Rt＝（0.5A）2×0.1Ω×60s＝1.5J。8.（2020哈尔滨模拟）两个发热电阻R：R=1：4，当它们串联在电路中时，R、R 两端的电压之比U：U=
1 2 1 2 1 2
；已知R=10Ω，那它们并联在4V电路中后，两个电阻在100s内产生的热量是 J。
1
【答案】1：4；200。
【解析】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律、电热公式的灵活应用，是
一道较为简单的应用题。
两电阻串联时通过的电流相等，根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比；
两电阻并联时它们两端的电压相等，根据Q=W= t求出两个电阻产生的热量。
（1）当两电阻串联在电路中时，
因串联电路中各处的电流相等，
所以，由I= 可得，R、R 两端的电压之比： = = = ；
1 2
（2）已知R=10Ω，R：R=1：4，所以R=4R=4×10Ω=40Ω，
1 1 2 2 1
当两电阻并联在电路中时，因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，两个电阻在100s内产生的热量：
Q =W =W+W= t+ t= ×100s+ ×100s=200J。
总 总 1 2
9.（2019福建）一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇，线圈电阻为1Ω，正常丁作1min，产
生的热量是 J 工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘，这属于 现象。
o
【答案】15；静电（摩擦起电）。
【解析】工作时间t＝1min＝60s，
由P＝UI得，线圈中的电流：I＝ ＝ ＝0.5A，
则线圈产生的热量：
Q＝I2Rt＝（0.5A）2×1Ω×60s＝15J。
风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带上了电荷，可以吸引轻小物体，所以灰尘会附着在扇叶上，这属于
静电（摩擦起电）现象。
10.（2018苏州）一只标有”8V 0.4A”的小灯泡，接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，应串
联一个 Ω的电阻；该电阻通电10s所产生的热量是 J。
【答案】10；16。
【解析】根据串联电路中总电压等于各分电压之和，则串联电阻R两端电压：
U=U﹣U=12V﹣8V=4V，
R L
因串联电路中各处的电流相等，所以灯泡正常工作时电路中的电流：
I=0.4A，
由I=U/R可得，串联电阻R的阻值：
R=U/I=10Ω；
R
此时该电阻通电10s产生的热量为：
Q=I2Rt=（0.4A）2×10Ω×10s=16J。
R
11.（2018大庆）有一台电动机，额定电压3V，额定电流1A，电动机线圈电阻0.5Ω．这台电动机正常工
作1min，消耗的电能为 J．产生的热量为 J，输出的机械能为 J。
【答案】180；30；150。
【解析】本题考查了电动机产生热量、电功、输出机械能的计算，关键是知道只有在纯电阻电路中电能才
完全转化成内能。
这台电动机正常工作1min=60s，电动机消耗的电能：W=UIt=3V×1A×60s=180J，
产生的电热：Q=I2Rt=（1A）2×0.5Ω×60s=30J，
输出的机械能：W =W﹣Q=180J﹣30J=150J。
机械
三、简答题
12．（2019辽宁营口）据《生活报》讯，2017年4月14日起，插线板新国家标准正式实施，要求插线板
的插孔须设置“保护门”，“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故，同时可避免灰尘
长期沉积而造成的内部 （选填“断路”或“短路”）．在线材方面要求：如果最大工作电流 16A的延
长线插座，导线的最小横截面积由原来的1mm2增加到1.5mm2．请你根据所学物理知识解释增加导线横截面
积的好处．
【答案】短路；材料、长度相同的导线，横截面积越大，电阻越小，由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流和通电
时间相同时，电阻越小，产生的热量越少，采用横截面积更大的导线可以避免外部绝缘皮过热，引起火灾．
【解析】（1）处处连通的电路为通路；某处断开的电路为断路；电源短路是指电源两极不经过用电器直
接连通的电路；
（2）根据影响电阻大小的因素分析导线的横截面积变大时其电阻的变化，根据焦耳定律可知电流和通电
时间相等时产生的热量关系，从而得出答案．
四、实验探究题
13．（2019江苏南京模拟题）如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有
关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与 U形管相连，接入电路。
（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器。
（2）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装
置。
（3）实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，
下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（4）由图乙，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在 10s内产生的热量是
J。
（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是
。
【答案】（1）属于；（2）电流；电阻；（3）U形管液面高度；BD；
（4）2；400；（5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）。
【解析】（1）由图知，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器；
（2）由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是
电流产生热量与电阻的关系；
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。采用的是转换法；
A.探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；
C.研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选BD；
（4）由图知，电流表选择的是～3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q＝I2Rt＝（2A）2×5Ω×10s＝200J；
（5）由Q＝I2Rt可知，电阻丝R 和R 在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；
1 2
而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气，也可能是对应的容器内
的电热丝短路。
14.（2020安徽模拟）已知电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关．在探究“电流通过导
体产生的热量跟电流的关系”时，可供选择的器材有：8V稳压电源一个；20Ω和50Ω的滑动变阻器各一
个；停表和开关各一个；塑料盒与U形管相连的实验装置一个，盒内密封着空气，盒内电阻丝的阻值为
20Ω；导线若干．
（1）该实验选用 Ω的滑动变阻器更好．
（2）连接好的实验图如图所示．每次实验（即获得一组数据）后，都要断开开关，打开盒盖上的通气孔，
U形管内两液面迅速回到原位，等片刻后，关闭通气孔，再进行下一次实验．请画出实验用的表格，表中
要有必要的信息．
（3）某同学对实验方案进行了重新设计：第一次实验记录高度差后，立即移动滑片增大电流做第二次实验，……．每次实验加热时间相同，记录的U形管内两液面高度差依次为Δh、Δh……．在处理数据时，
1 2
该同学想用Δh来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量，他这样处理数据是否正确？ ．
2
理由是 ．
【答案】（1）50 （2）记录的实验数据如下表
（3）不正确 Δh间接反映了第一次和第二次实验电流通过导体产生的热量的和．不是第二次实验电流
2
通过导体产生的热量．
【解析】（1）盒内电阻丝的阻值为20Ω为定值电阻，选滑动变阻器的电阻要大得好，因为这样通过改变
滑动变阻器电阻，电路电流能有效控制，不会太大，保护电源。
（2）所画表格要体现每次实验电阻丝电阻为20Ω为定值电阻。时间一定。要体现U形管液面高度差，电
流大小，热量。
（3）该同学想用Δh来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量实错误的。因为 Δh间接反映了第
2 2
一次和第二次实验电流通过导体产生的热量的和．不是第二次实验电流通过导体产生的热量．该同学在设
计方案就是错误的。
五、计算题
15.（2019江西模拟题）如图所示的电路中，定值电阻R=150Ω、R=300Ω．闭合开关S后，电流表A 的
1 2 2
示数为5mA．求：（1）电阻R 两端的电压为多少
1
（2）电流表A 的示数为多少
1
（3）电路工作5min，R 产生的焦耳热是多少．
1
【答案】（1）电阻R 两端的电压为1.5V；
1
（2）电流表A 的示数为15mA；
1
（3）电路工作5min，R 产生的焦耳热是4.5J．
1
【解析】由电路图可知，R 与R 并联，电流表A 测干路电流，电流表A 测R 支路的电流．
1 2 1 2 2
（1）因并联电路中各支路两端的电压相等，
所以，由I= 可得，电阻R 两端的电压：
1
U=U=IR=5×10﹣3A×300Ω=1.5V；
1 2 2 2
（2）通过R 的电流：
1
I= = =0.01A=10mA，
1
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，
所以，电流表A 的示数：
1
I=I+I=10mA+5mA=15mA；
1 2
（3）电路工作5min，R 产生的焦耳热：
1
Q=I2Rt=（0.01A）2×150Ω×5×60s=4.5J．
1 1 1
16．（2020•桂林模拟）如图甲所示。电源电压保持不变，R 为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑
0
片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求：（1）电源电压、R 的阻值、滑动变阻器的最大阻值。
0
（2）当滑片在a端时，通电1min电阻R 产生的热量。
0
【答案】（1）电源电压为12V，R 的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω；
0
（2）当滑片在a端时，通电1min电阻R 产生的热量为96J。
0
【解析】（1）当滑片位于b端时，电路为R 的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，
0
此时电路中的电流最大，由图乙可知，电源的电压U=12V，电路中的最大电流I =1.2A，
大
由I= 可得，R 的阻值：
0
R= = =10Ω；
0
当滑片位于a端时，R 与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R 两端的电压，此时电路中电流最小，
0 0
由图乙可知，电路中的电流I =0.4A，U=4V，
小 0
因串联电路中总电压等于各分电压之和，
所以，滑动变阻器两端的电压：
U =U﹣U=12V﹣4V=8V，
滑 0
则滑动变阻器的最大阻值：
R= = =20Ω；（2）当滑片在a端时，通电1min电阻R 产生的热量：
0
Q=I 2Rt=（0.4A）2×10Ω×60s=96J。
0 小 0
17．（2020•南京模拟）如图所示电路中，灯泡L标有“12V 3W”字样，R为定值电阻，闭合开关S后，灯
泡L恰好正常发光，电流表的示数为0.45A，通过计算回答：
（1）灯泡L的额定电流是多少安？
（2）定值电阻R的阻值是多少欧？
（3）该电路工作5min，定值电阻R产生的热量是多少焦？
【答案】（1）灯泡L的额定电流是0.25A；
（2）定值电阻R的阻值是60Ω；
（3）R在5min内产生的热量是720J。
【解析】由电路图可知，电阻R与灯泡并联，电流表测干路的电流。
（1）由P=UI可得，灯泡L的额定电流：I= = =0.25A；
L
（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，根据并联电路的电流规律可知，通过电阻
的电流为：
I=I﹣I=0.45A﹣0.25A=0.2A；
R L
所以，电源的电压U=U=12V，由I= 可得，R的阻值：R= = =60Ω；
L
（3）电阻在5min内消耗的电能：W=UIt=12V×0.2A×5×60s=720J。
