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浅议电与热例题指导

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浅议电与热例题指导

摘 要：纵观近年来的中考题可见，繁难的计算逐渐减少，贴近学生生活，有一定综合程度的题目越来越多，在这种情形下，电与热结合的计算题成为了中考的热点。电热计算题并不复杂，但要求学生有一定的生活经验和较强的分析审题能力，且又能综合热学部分比热容的计算，对学生的综合能力有一定的要求。较好地考察了学生的“知识与技能、过程与方法、情感态度与价值观”三维目标。

关键词：电热；电流的热效应；电热器

电与热的计算题，把生活实际与同学们所学到的电热知识联系起来，有利于培养我们分析和解决实际问题的能力，也增加了学习的兴趣，从而成为近年来中考物理的一个热点。

一、对电流的热效应的理解

（1）什么是电流的热效应。电流通过电热丝发热，把电能全部转化为热能，这是电流的热效应。

（2）电流热效应与电阻的关系。在电流相同的情况下，电阻越大，产生热量的功率越大，即p=i2r。当电流做功全部转化为电热时，可以利用电功率和欧姆定律的知识从理论上进行推导这一公式：因为：（1）p=ui，（2）u=ir；把（2）代入（1），消去u，于是得到p=i2r。这个关系式说明，在电流相同时，电阻较大的导体在单位时间内产生的热较多。电路中电灯与导线串联，电灯热而发光，而导线觉一点儿就不热就是这个道理。

例1：如图1所示的电路中，已知r1的阻值为10ω，电源电压保持不变。

图1

（1）当开关s闭合时，电压表的示数为6v，求电流表示数及电阻r1消耗的电功率。

（2）当开关s断开时，电压表的示数是4v，则1 min内电阻r2产生的热量是多少？思路导航：本题的正确解答首先要能正确分析s断开与闭合时电路的连接情况。(部分同学常常忽视这一步)（1）开关s闭合时，电阻r2被短路，电阻r1直接接在电源的两端。因为这时电压表的示数和电源电压相等，所以电源电压等于6v；电流表的示数i=■=■=0.6a；电阻r1的电功率p1=■=■=3.6w。（2）因为r1、r2串联，所以通过的电流相等i2=i1=■=■=0.4a；因为电流通过r2所做的功全部产生热量，所以q=w=u2i2t=(u-u1)i2t=(6v-4v)×0.4a×60s=48j。(注意单位统一)

二、电热的利用和危害的防止

电热器就是利用电来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见的电热器。在电动机里，电流主要是用来做机械功的，但电动机里的导线有电阻，也要产生热量，使导线的温度升高。温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化，甚

至可能烧坏。为此有的电动机里装有风扇，电动机的外壳做成漏空状，都是为了加快散热。

例题2:以下做法是为了防止电热危害的是（ ）a.大型电动机装有散热风扇b.空调机的外壳做成漏洞形状c.电视机长时间不工作，通电一段时间d.利用电饭锅煮饭

思想导航：防止加装散热风扇、将外壳做成漏空状，都是为了防止电热危害，加快散热的有效有段，可见题中a、b都是为了实现这一目的；而题中c是利用电热驱潮，d是利用电热加热物体。

例3：有一个电压可以任意选取的电源，有若干根电阻值相同的电阻丝，现把一根电阻丝接在电压为u的电源上，1min内，电阻丝产生的热量为q。现要想使电阻丝产生的热量为3q，可采取哪三种简单的方法？思路导航：根据焦耳定律数学表达式q=i2rt可以知道，电流产生的热量与i、r、t三个因素有关，应用控制变量法，分别只改变i、r、t，使i2rt为原来的三倍即可达到本题的要求解决方法：（1）因为电压可以任意选取，根据欧姆定律i=■，当一根电阻丝两端的电压为■u时，通过的电流就为■i，则电流的平方就为原来的三倍，在1min内产生的热量也就为原来的三倍；（注意热量q与电流i的平方成正比）（2）把一根电阻丝接到电压为u的电源上，通电3min，电阻丝产生的热量为原来的三倍；（3）把三根电阻丝并联起来接到电压为u的电源上，通电1min，产生的热量为原来的三倍.（本题解答最容易出现的错误：电压变为■u时，往往漏答时间

的长短；三根并联使用时不指明电压大小、时间长短。）

三、电热的计算

在初中阶段，电热的计算包括以下两种情况：电热器电路（纯电阻电路）和电动机电路电热计算。在解题目时，我们先要判断题中电路到底是纯电阻电路，还是电动机电路。对于电热器电路，由于电流通过导体做的功全部转化为热能（电功等于电热），计算电热和计算电功是一样的，可以采用计算电功的任何公式和方法来计算电热。对于电动机电路，电流做功转化为机械能和热能，热能只是其中的一小部分，电热功率只能用电热定律p=i2r来进行计算,电热只能用q=i2rt计算。此时，运用公式p=ui算出的是电动机的总功率，用“ui－i2r”得到的是电动机工作时把电能转化为机械能的功率。

例4：有一个电压值可任意选取的电源，有若干根电阻值相同的电阻丝，现把一根电阻丝接在电压为u的电源上，通电1min，电阻丝产生的热量为q，要想使电阻丝产生热量为3q，可以采用哪三种最简单的方法？思想导航：由于电热：q=w=uit，则可以想到有以下方法：

方法一：从时间上考虑，保持电压和电阻的电阻不变，使通电时间为3min，产生的热量为3q；

方法二：从电压上考虑，若保持时间不变，使电压增大到原来的三倍，同时将三根电阻丝串联，电阻增大到原来的三倍，从而使电

流不变，则电流产生的热量为3q；

方法三：从电阻上考虑，保持电压不变，时间不变，且将三根电阻丝并联接入电路，电流产生的热为3q。

剖析：解题的关键在于首先弄清楚电流产生的热与什么因素有关系。厌

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[电功电热和电功率考点指津]电功电功率电热计算题

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电功、电势和电功率是整个初中物理学习中的重点和难点，也是各类考试中的热点。相关题型主要有：一、电功率的计算，特点是综合运用电功率的计算公式（包括变形公式）分析解决实际问题，诸如实际功率的问题、多档电热器的问题、小制作中的问题、安全用电中的问题等，题型多为压轴型计算题或综合题。二、测量小灯泡电功率的实验，题型为探究实验题，主要考查实物图的连接、电路故障的判断、电压表和电流表的读数、对实验数据的分析或从中发现新问题并进一步探究等。三、根据W=Pt计算电能，特点是结合生活实际计算消耗的电能、节约（或浪费）的电能，或结合生产实际计算电厂的发电量等，题型多为计算题或填空题。四、利用电能表提供的信息解答实际问题，如电能表的读数与电费计算、利用表盘的转速测算一些物理量、计算家庭电路允许接入的用电器的最大功率等，题型既有填空、选择题，又有计算、实验题。五、焦耳定律是计算电热的一个定律，只能用于纯电阻电路中，可计算电流通过导体时产生的热量，各种题型都有可能出现。

考点一基本概念的考查

例1家用白炽灯上标有“220V40W”字样。当该灯正常工作时，它的功率（）

A。大于40W

B。小于40W

C。等于40W

D。等于220W 解析：电功、电功率的相关基本概念很多，主要是概念、单位、基本公式等方面。本题是有关如何看懂产品铭牌的问题，铭牌上的意思是当实际电压达到220V时，电灯的功率为40W。故答案为C。

考点二电能表使用的考查

例2图1是一个电能表，对其中的重要参数，下列说法错误的是（）

A．“220V”是说这个电能表应该在220伏的电路中使用

B．“10（20）A”是说这个电能表使用时允许通过的电流为20安培

C．“50Hz”是说这个电能表应在50赫兹的交流电路中使用

D．“600r／kW・h”是说接在这个电能表上的用电器，每消耗1千瓦时的电能，电能表上的转盘转过600转

专题29 热、电综合计算-2021年中考物理34个典型专题突破(解析版)

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专题29 热电综合计算

1．小刚同学家中有一台电热水器，铭牌如表：

额定功率 2000W 加热方式 电加热器

额定电压（V） 220 类别 防触电保护一类

温度设定范围（℃） 20﹣90 净重 2kg

根据铭牌所提供的信息，求：

（1）该电热水器电热丝正常工作时的电阻和电流各是多少？

（2）电热水器正常工作45min产生的热量是多少？

（3）若夏天用电高峰时家庭电路的实际电压只有198V，不考虑电热丝电阻随温度的变化，则电热水器在用电高峰时的实际功率为多少？

【解析】（1）由表中数据知，电热水器的额定电压220V，额定功率2000W，

由P＝UI可得，正常工作的电流：I＝＝＝A≈9.09A；

由欧姆定律可得，正常工作的电阻：R＝＝＝24.2Ω；

（2）电热水器正常工作45min产生的热量：

Q＝W＝Pt＝2000W×45×60s＝5.4×106J；

（3）不考虑电热丝电阻随温度的变化，由P＝可得，实际电压为198V时的实际功率：

P实＝＝＝1620W。

答：（1）该电热水器电热丝正常工作时的电阻为24.2Ω，电流为9.09A；

（2）电热水器正常工作45min产生的热量是5.4×106J；

（3）电热水器在用电高峰时的实际功率为1620W。

2．如图甲所示为一家用电暖器，有“低温”、“中温”、“高温”三挡，铭牌如表所示（“高温”挡功率空出），如图乙所示为其简化的电路原理图，S是自我保护开关，电暖器跌倒时，S自动断开，切断电源，保证安全，闭合S1、断开S2时为低温挡。

额定电压 220V

额定功率 低温挡 550W

中温挡 1100W

高温挡

质量 5kg

四个轮接触地面总面积 10cm2

（1）低温挡正常工作时的电阻是多少？

（2）高温挡正常工作时的总电流是多少？

（3）若某房间空气质量为60kg，空气温度为10℃，设定空气的比热容为1.1×103J/（kg•℃）且保持不变，用该电暖器的高温挡正常工作20min，放出热量的50%被房间内的空气吸收，那么可使此房间内的空气温度升高到多少℃？

第八章《电功率》四 电与热试题12

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典型例题

在电源电压不变时，为了使电炉在相等的时间内发热多些，可采取的措施是 ( )

A． 增大电热丝的电阻

B．减小电热丝的电阻

C．在电热丝上并联电阻

D．在电热丝上串联电阻

解析：

有同学认为应选(A)，根据焦耳定律 Q=I2Rt，导体上放出的热量与电阻成正比，所以要增加热量，可增大电阻．这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故．焦耳定律所阐述的导体上放出的热量和某一个量的比例关系是在其他一些量不变的条件下才成立的，如放出的热量和电阻成正比，是指电流强度和通电时间都不变的条件下热量与电阻成正比，按题意，通电时间是相同的，但由于电源电压是不变的，通过电热丝的电流强度将随着电阻的增大而减小，若再根据Q=I2Rt，将不易得出正确的结论．

事实上，在电压一定的条件下，根据RUP2可知，减小电热丝的电阻就可增大电功率，即在相同时间内发热多些．答案为B．

中考物理解题方法指导23 热电综合计算题对策(Word学生考试版)

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【临门一脚】2021年中考物理三轮冲刺过关（名师堂）

专题23 热电综合计算题对策

解决专题问题策略

解决热电综合计算题一般涉及到的物理公式包括物体吸热公式、放热公式、热值公式、热效率公式、 电功公式、电功率公式等；涉及到的物理规律有热平衡思想、串联电路特点、欧姆定律、焦耳定律等。

一、解决电热综合计算题一般涉及到的物理公式

1.物体吸热公式：Q吸=cm(t-t0)=cm△t

2.放热公式：Q放=cm(t0-t)=cm△t

3.热值公式：Q放=mq

4.热效率公式：η= Q有/Q总

5.电功公式：W=UIt

注意：公式W=UIt，适用于任何电路，而公式的变形式W=I2Rt和tRUW2只适用于纯电阻电路，即将电能全部转化为热能的电路。

6.电功率公式：

（1）定义式P=W/t

（2）计算式：P=UI

（3）推导式:RURIP22.

二、解决电热综合计算题一般涉及到的物理规律

1.热平衡方程：Q吸= Q放

2.串并联电路电流、电压特点：

串联电路：

（1）串联电路中各处电流相等，即I=I1=I2=……=In；

（2）串联电路两端的电压等于各支路电压之和,即:U=U1+U2+……+Un；

（3）串联电路的总电阻等于各串联电阻阻值之和，即R=R1+R2+……+Rn。

并联电路：

（1）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，即I=I1+I2+……+In；

（2）各并联支路两端电压相等，即：U=U1=U2=……=Un；

（3）并联电路总电阻的倒数等于各并联电阻的阻值倒数之和，即1/R=1/R1+1/R2+……+1/Rn。

3.欧姆定律：I=U/R

4.焦耳定律：Q=I2Rt 中考典型例题解析

【例题1】（2020山东潍坊） 图甲是一款紫砂电饭锅，其简化电路如图乙所示，R1、R2是电热丝，R1的阻值为110Ω，通过单独或同时闭合S1、S2实现低温、中温、高温三个挡位间的切换，其铭牌如图丙所示，求：