电能专题训练
同步知识梳理
知识点1：常用的电热器
1、电流的热效应
电流的热效应：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高，这种现象叫做电流的热效应。从能量的转化看，电流通过导体发热的过程实质上是电能转化为内能的过程。
电热器：用来加热的设备。
主要元件是发热体，由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体上制成。
保险丝：用来保护电路的装置。
主要元件是电阻率大熔点低的金属丝。
2、电流的热效应的利与弊
利（优点）：无污染、热效率高、方便控制和调节温度
弊（缺点）：
①在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的绝缘层会加速老化，甚至会烧毁。
①同时，由于电流的热效应，会影响家电的使用性能和寿命。
防止措施：加装散热系统（如散热电扇）或为了更好散热而特别设计的结构（散热窗）。知识点2：电热的计算
（一）探究电热与哪些因素有关
1、提出问题：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关呢？
2、作出猜想：可结合生活经验，猜测：电流通过导体产生的热量与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。
3、设计实验：注意控制变量法的使用
（1）控制t、I相同，研究热效应与电阻的关系
（2）控制t、R相同，研究热效应与电流的关系
（3）控制I、R相同，研究热效应与时间的关系
4、进行实验：略
5、获得结论：当电流和通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多；
当电阻和通电时间相等时，电流越大，电流产生的热量就越多；
当电流和电阻相等时，通电的时间越长，电流产生的热量就越多。
（二）焦耳定律
电流通过导体产生的热量跟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。（它最先是由英国科学家焦耳发现的）
Q＝I2Rt
（三）电热计算的方法
①若电流所做的功全部转化为电热器的内能，即为纯电阻电路，则：
W＝Q 所以，Q＝W＝UIt＝I2Rt= U2t/R也可用：Q＝W＝Pt
①若电流所做的功只有一部分转化为热能，即为非纯电阻电路，则只可用焦耳定律Q＝I2Rt来计算电热，用W＝UIt来计算电功。
知识点3：常识
①水的比热容是4.2×103J/(kg·①)
①家庭电路的电压为220V
①多数题不计电生热时的能量损失
同步题型分析
题型一：铭牌
例1：如图是家庭、宾馆常用的电热水壶铭牌
（1）该电热水壶正常工作时的电阻为欧。
（2）该电热水壶正常工作时、烧开一壶水需要5分钟，其消耗的电能是多少？
（3）在用电高峰期使用，如果电压只有200伏，这时电热水壶的实际功率有多大？（不考虑电阻的变化）
变式1：电热水壶由于使用方便、高效，已成为家庭常用的电器之一。下面是某电热水壶的铭牌。要将lL 20℃的水烧开（在标准大气压下），此电热水壶需正常工作3min 20s的时间。则：
（1）水吸收的热量是多少？
（2）电热水壶消耗多少电能？
（3）电热水壶的热效率是多少？
变式2：前些日子，小亮的妈妈买了一个“天际”牌自动电热水壶送给爷爷，其铭牌如右表。小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法，他接水至800ml刻度，然后把壶放在加热座上，拨开开关，5min后水烧开，水壶自动断电。已知水的初温为20℃。
(1)这壶水吸收的热量为多少?
(2)烧水时家中电压为220V，求电热水壶的热效率。
(3)在用电高峰，电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为多
大?
题型二：多档位
例2：小理对家里的电磁炉进行研究,电磁炉的功率调节范围是120W·2200W,
(1)小理用电磁炉将质量为2kg的水从20℃加热到100℃，消耗了0.22kw·h的电能。水吸收的热量是多少?这时电磁炉的效率是多少?
(2)小理用电磁炉煮粥。先用大火将水开,后用小火煮。这段时间电功率随时间变化如图所示问第8分钟通过电磁炉的电流是多少?
变式1：教室里的电热饮水机，有加热和保温两种工作状态，饮水机热水箱内水温达到92①时开关S1自动断开，处于保温状态；当水温降至一定温度t时，S1又闭合重新加热．饮水机
热水箱水量额定电压加热时功率保温时功率
2kg 220V 440W 40W
（1）求电阻R1的阻值；
（2）求正常加热时通过饮水机的电流；
（3）在无人取水情况下，饮水机每隔10min钟重新加热一次，而每次加热时间为
5min．加热一次消耗的电能是多少？重新加热前的水温t0是多少？
（4）放学后，生活委员将饮水机电源断开，按每天断电12h计，一台饮水机每月节约用电多少度？（简便计算，不考虑加水降温）
变式2：如图所示是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的分压电阻，S是温控开关。电热毯铭牌上标有“220V40W”字样。（不考虑温度对电阻值的影响）
（1）求发热电阻丝R0的阻值。
（2）当电热毯处于低温档时，开关S应处于什么状态？为什么？
（3）已知当电热毯处于低温档时，电路中的电流为0.1A，求在1min内发热电阻丝R0产生的热量。
变式3：冬天，王同学使用电热毯时发现电热毯有高温挡和低温挡，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。
（1）图甲中有定值电阻R1（置于电热毯外部），电热丝R2，请说明要使电热毯处于低温挡时，开关S1、S2应处于什么状态？并写出低温挡时电热毯发热电功率的表达式。
（2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说明要使电热毯处于高温挡时，开关S1、S2应处于什
