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冬天取暖时,小强发现：电暖器的电热丝热得发红,而与电热丝相连的导线却不怎么热。这是为什么？
- 分析：电流通过导体时会产生热效应,产生的热量多少与通过导体的电流大小以及导体的电阻和通电时间有关。因此,在考虑电热问题时要紧扣焦耳定律进行分析比较。
- 解：由焦耳定律$Q = I^{2}Rt$可得,通过电热丝和导线的电流大小相等,且通电时间相同时,由于电热丝的电阻比导线的电阻大得多,电流产生的热量较多,因此电热丝比导线就热得多
- 策略提炼：结合焦耳定律公式和实验规律分析实际问题,表述时要体现控制变量法的思想。
-
- 分析：电流通过导体时会产生热效应,产生的热量多少与通过导体的电流大小以及导体的电阻和通电时间有关。因此,在考虑电热问题时要紧扣焦耳定律进行分析比较。
- 解：由焦耳定律$Q = I^{2}Rt$可得,通过电热丝和导线的电流大小相等,且通电时间相同时,由于电热丝的电阻比导线的电阻大得多,电流产生的热量较多,因此电热丝比导线就热得多
- 策略提炼：结合焦耳定律公式和实验规律分析实际问题,表述时要体现控制变量法的思想。
-
答案
解析
【解析】
电热丝与导线是串联的，通过它们的电流$I$和通电时间$t$都相等。根据焦耳定律$Q = I^{2}Rt$，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。由于电热丝的电阻远大于导线的电阻，所以电流通过电热丝产生的热量远多于通过导线产生的热量，因此电热丝热得发红，而导线却不怎么热。
【答案】
电热丝与导线串联，通过它们的电流和通电时间均相等；由焦耳定律$Q = I^{2}Rt$可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多；因为电热丝的电阻远大于导线的电阻，所以电热丝产生的热量远多于导线，故电热丝热得发红，而导线不怎么热。
【知识点】
焦耳定律、控制变量法
【点评】
本题结合生活常见现象考查焦耳定律的应用，解题过程运用控制变量法，有助于加深对电流热效应影响因素的理解，提升用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
电热丝与导线是串联的，通过它们的电流$I$和通电时间$t$都相等。根据焦耳定律$Q = I^{2}Rt$，在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。由于电热丝的电阻远大于导线的电阻，所以电流通过电热丝产生的热量远多于通过导线产生的热量，因此电热丝热得发红，而导线却不怎么热。
【答案】
电热丝与导线串联，通过它们的电流和通电时间均相等；由焦耳定律$Q = I^{2}Rt$可知，在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多；因为电热丝的电阻远大于导线的电阻，所以电热丝产生的热量远多于导线，故电热丝热得发红，而导线不怎么热。
【知识点】
焦耳定律、控制变量法
【点评】
本题结合生活常见现象考查焦耳定律的应用，解题过程运用控制变量法，有助于加深对电流热效应影响因素的理解，提升用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
举一反三：图 17 - 15 是我们常用的电水壶,它的电源线又粗又短,请解释这样制作的科学道理。
答案
家用电器的电压相同,由P=UI可知,大功率用电器工作时,导线中的电流较大;材料相同时,又粗又短的导线的电阻小;由$Q=I^{2}Rt$可知,在通电时间和电流相同时,又粗又短的导线产生的热量少,能减少电能损耗,避免过热带来的安全隐患,所以电水壶的电源线又粗又短
解析
【解析】
家庭电路中家用电器的电压相同，电水壶属于大功率用电器，由$P=UI$可知，其工作时导线中的电流较大；在材料相同的情况下，又粗又短的导线横截面积大、长度短，电阻较小；根据$Q=I^{2}Rt$，在通电时间和电流相同时，电阻小的导线产生的热量少，能减少电能损耗，避免过热带来的安全隐患，因此电水壶的电源线又粗又短。
【答案】
家用电器的电压相同，由$P=UI$可知，大功率用电器工作时，导线中的电流较大；材料相同时，又粗又短的导线的电阻小；由$Q=I^{2}Rt$可知，在通电时间和电流相同时，又粗又短的导线产生的热量少，能减少电能损耗，避免过热带来的安全隐患，所以电水壶的电源线又粗又短。
【知识点】
电功率公式应用、影响电阻的因素、焦耳定律应用
【点评】
本题结合生活中电水壶的实例，考查电学知识的综合应用，引导学生将物理知识与生活实际联系起来，培养应用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
家庭电路中家用电器的电压相同，电水壶属于大功率用电器，由$P=UI$可知，其工作时导线中的电流较大；在材料相同的情况下，又粗又短的导线横截面积大、长度短，电阻较小；根据$Q=I^{2}Rt$，在通电时间和电流相同时，电阻小的导线产生的热量少，能减少电能损耗，避免过热带来的安全隐患，因此电水壶的电源线又粗又短。
【答案】
家用电器的电压相同，由$P=UI$可知，大功率用电器工作时，导线中的电流较大；材料相同时，又粗又短的导线的电阻小；由$Q=I^{2}Rt$可知，在通电时间和电流相同时，又粗又短的导线产生的热量少，能减少电能损耗，避免过热带来的安全隐患，所以电水壶的电源线又粗又短。
【知识点】
电功率公式应用、影响电阻的因素、焦耳定律应用
【点评】
本题结合生活中电水壶的实例，考查电学知识的综合应用，引导学生将物理知识与生活实际联系起来，培养应用物理知识解决实际问题的能力。
【难度系数】
0.6
1. 下列用电器中主要不是利用电流热效应工作的是( )。
A.电饭锅
B.电风扇
C.电暖器
D.电烙铁
A.电饭锅
B.电风扇
C.电暖器
D.电烙铁
答案
B
解析
【解析】
电流热效应是指电流通过导体时产生热量，将电能转化为内能。对各选项分析如下：
A.电饭锅工作时将电能转化为内能，利用电流热效应；
B.电风扇工作时主要将电能转化为机械能，利用电流的磁效应，并非主要利用电流热效应；
C.电暖器工作时将电能转化为内能，利用电流热效应；
D.电烙铁工作时将电能转化为内能，利用电流热效应。
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
电流的热效应、电能转化形式
【点评】
本题考查电流热效应的应用，需区分不同用电器的能量转化方式，熟悉常见用电器的工作原理即可作答。
【难度系数】
0.8
电流热效应是指电流通过导体时产生热量，将电能转化为内能。对各选项分析如下：
A.电饭锅工作时将电能转化为内能，利用电流热效应；
B.电风扇工作时主要将电能转化为机械能，利用电流的磁效应，并非主要利用电流热效应；
C.电暖器工作时将电能转化为内能，利用电流热效应；
D.电烙铁工作时将电能转化为内能，利用电流热效应。
因此答案选B。
【答案】
B
【知识点】
电流的热效应、电能转化形式
【点评】
本题考查电流热效应的应用，需区分不同用电器的能量转化方式，熟悉常见用电器的工作原理即可作答。
【难度系数】
0.8
2. 某阻值为$4\Omega$的定值电阻,通过的电流为$0.5A$,则$1min$内产生的热量是( )。
A.$2J$
B.$30J$
C.$60J$
D.$120J$
A.$2J$
B.$30J$
C.$60J$
D.$120J$
答案
C
解析
【解析】
根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，已知定值电阻$R=4\Omega$，通过的电流$I=0.5A$，时间$t=1min=60s$，代入公式计算：
$Q=(0.5A)^2×4\Omega×60s=0.25×4×60J=60J$。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律的应用
【点评】
本题考查焦耳定律的基础计算，解题关键是注意时间单位的换算，属于电学基础题型。
【难度系数】
0.8
根据焦耳定律$Q=I^2Rt$，已知定值电阻$R=4\Omega$，通过的电流$I=0.5A$，时间$t=1min=60s$，代入公式计算：
$Q=(0.5A)^2×4\Omega×60s=0.25×4×60J=60J$。
【答案】
C
【知识点】
焦耳定律的应用
【点评】
本题考查焦耳定律的基础计算，解题关键是注意时间单位的换算，属于电学基础题型。
【难度系数】
0.8
3. 物理学家________于 1841 年发现电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系,这一规律被称为________,用公式________来表示。
答案
焦耳
焦耳定律
$Q= I^2Rt$
焦耳定律
$Q= I^2Rt$
解析
【解析】
1841年物理学家焦耳发现电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，这一规律被称为焦耳定律，用公式$Q= I^2Rt$来表示。
【答案】
焦耳；焦耳定律；$Q= I^2Rt$
【知识点】
焦耳定律
【点评】
本题考查焦耳定律的基础识记内容，涵盖发现者、定律名称及表达式，属于电学基础知识点，侧重对基础知识的记忆考查。
【难度系数】
0.9
1841年物理学家焦耳发现电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，这一规律被称为焦耳定律，用公式$Q= I^2Rt$来表示。
【答案】
焦耳；焦耳定律；$Q= I^2Rt$
【知识点】
焦耳定律
【点评】
本题考查焦耳定律的基础识记内容，涵盖发现者、定律名称及表达式，属于电学基础知识点，侧重对基础知识的记忆考查。
【难度系数】
0.9
