焦耳定律的应用知识点

1.内容
电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比
2.公式
焦耳定律数学表达式：Q=I²Rt
3. 适用范围
焦耳定律是一个实验定律，它可以对任何导体来适用，范围很广，所有的电路都能使用
4.应用
1. 若电流做的功全部用来产生热量。即W=UIt。根据欧姆定律，有W=I²Rt； W=

\frac{U^{2}}{R} t

是从欧姆定律推导出来的，只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立( 纯电阻电路）。例如对电炉、电烙铁这类用电器，这两公式和焦耳定律才是等效的；
2. 使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用时的对应关系相同。当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。
5.注意
W=Pt=UIt适用于所有电路，而W=I²Rt=

\frac{U^{2}}{R} t

只用于纯电阻电路（全部用于发热）

焦耳定律的应用知识点题库

有两根电阻丝先串联后并联分别接到同一电源上，则在相同的时间内所产生的热量（）

A . 一样多 B . 并联时多 C . 串联时多 D . 无法确定

把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比t_串：t_并为（）

A . 1：1 B . 2：1 C . 4：1 D . 1：4

甲.乙两电阻之比为1：3，在相同时间内产生热量之比为3：4，则通过甲.乙两个电阻的电流之比为（）

A . 3：2 B . 2：3 C . 1：3 D . 3：4

把一个标有“1OV 3W”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．通过计算回答：

（1）通过小灯泡的电流是多少？
（2）串联在电路中的定值电阻的阻值多大？
（3）串联在电路中的定值电阻的阻值多大？

如图是一个额定功率为5.5kW的电动机，已知其正常工作电压为220V，线圈电阻为1Ω．求：

（1）电动机正常工作1小时消耗的电能；

（2）电动机正常工作1秒，电流通过线圈所产生的热量．

如图所示，是某种电热保暖鞋的工作原理示意图．供电电压6V，R₁、R₂的阻值分别为3Ω、6Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个档位的转换．保暖鞋在低温档工作时的电功率是 W，它的高温档工作1min产生的热量是 J．

在如图所示电路中，定值电阻R₀的阻值为20Ω，电动机线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流表A₁、A₂的示数分别为0.8A，0.3A，则该电路电源电压为V，1min内电流通过电动机产生的热量为J．

电炉子通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却几乎不发热．造成这个现象的主要原因是（）

A . 通过电炉丝的电流比导线的小 B . 通过电炉丝的电流比导线的大 C . 电炉丝的电阻比导线的小 D . 电炉丝的电阻比导线的大

某段输电线由铝绞线组成，为避免冰雪天时因附着冰块变粗变重，造成断线危险，附着在线上的冰重与铝绞线重之比达到8：3时，就必须进行除冰作业.已知该铝绞线的直径D₀=9mm，ρ_铝=2.7×10³kg/m³ ， ρ_冰=0.9×10³kg/m³ ，每公里铝绞线的电阻R=0.56Ω.铝绞线变粗前后横截面均看作圆，如图所示.

（1）求需要除冰时冰冻变粗铝绞线的直径D.
（2）有一种除冰方法叫“短路熔冰”.即短时间内输电线不经用电器直接通电，利用导线本身发热熔冰.若短路熔冰时，通过铝绞线的电流是600A，每千克冰熔化吸热3.36×10⁵J，熔冰效率为80%，则每公里铝绞线每秒钟可熔冰多少千克？

为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系”，小明采用了如图所示的实验装置，其中R₁＜R₂ ．

（1）实验中，R₁、R₂采用的连接方法，通过它们的电流相等．
（2）在通电时间相同时，两支玻璃管内煤油上升较高的是（填“甲”或“乙”）瓶．由此可知，在通电时间相同，电流一定的情况下，电阻越大，电流产生的热量越．（填“多”或“少”）
（3）该实验中主要采用了的研究方法，在研究以下两个问题时，方法与此相同的是
A．探究电流与电压的关系时，要保持电阻一定．
B．在研究磁场时，用磁感线来形象地描述磁场．

如图所示，运用控制变量法，小霞把两段电阻不同的金属丝甲、乙（R_甲＜R_乙）串联后，分别放到两瓶等量的煤油中通电一定时间，控制电流一定时，探究电流通过导体时产生的热与的关系，通电后，温度计的示数升高，这是由电流的效应引起的，其中，瓶煤油的温度升高得快．

标有“4V 4W”和“6V 9W”的两个定值电阻，串联起来接在8V的电路上，则它们产生相同热量所需要的时间之比是（）

A . 1:2 B . 2:1 C . 1:1 D . 1:4

一根电阻丝的电阻是10 Ω，通过 2 A 的电流时，电阻丝两端的电压是 V， 1 min内产生的热量是 J．

食盐溶解在汤中汤水变咸了，这现象说明分子在不停的做无规则的；电水壶给水加热，它是将电能转化为能的；月球上白天和夜晚的温差可达270℃，主要是由于月球上干燥无的缘故。

下图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是（）

A . 甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 B . 甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 C . 乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 D . 乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小

据媒体报导，某乡村进行电网改造时，经测算，有一条线路应采用截面积为2.5mm²的铝芯线，但电工在安装时却采用了1.5mm²铝芯线，结果酿成一场火灾。请你分析发生火灾的原因。

随着现代化学校创建工作的深入开展，全市各中小学教学多媒体硬件运用越来越多，某校共有15个教室，每个教室配有40W的照明灯10盏，300W的投影仪一台，100W的教学扩音系统一套，300W的电脑一台。（该校的供电电压为220V）

（1）学生在操场上进行半小时的大课间体育活动时，若教室内的这些用电器没有关闭，那么这半小时该校会浪费度电。
（2）该校电路中的保险装置采用空气开关（如图甲），空气开关内有电磁铁和两个触点，制作触点的材料分别有铜或银，电路正常工作时两触点是连接在一起的，当电流过大时电磁铁将两个触点分开，切断电路（如图乙）。从空气开关的使用寿命和安全角度考虑，应选择触点用（选填“银”或“铜”）材料制作的空气开关，因为，根据得出产生的热量更小，使用寿命更长、更安全。（同样条件下，银的电阻比铜的电阻小）。

小朋友在玩电动玩具车时，如果用手将其按住，不让车轮转动，很容易烧坏电动机，这是因为电动机线圈的电阻（选填“很大”或“很小”），此时通过电动机线圈的电流会（选填“很大”或“很小”），根据知，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏｡

一台小直流电动机正常工作时，线圈的电阻为1Ω，通过线圈的电流为0.2A，在5s内将重为1N的钩码提升了1m的高度，则5s内线圈产生的热量为J，电动机对钩码做功J。

有两个电阻 $\text{[math]}$ ， $\text{[math]}$ ，若将它们串联在电路中，则在它们的电功率之比 $\text{[math]}$ ；若将它们并联在电路中，则相同时间内产生的热量之比等于 $\text{[math]}$ 。

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