第十八章 电功率·第4节 焦耳定律 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

第十八章 电功率（学用） 第4节 焦耳定律 一、知识点解析 知识点1 电流的热效应 【知识点总结】 电流的热效应定义：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。 【典例解析】 例1 如图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电饭锅 B．笔记本电脑 C．电风扇 D．电视机 【变式题】 1．（2023秋•二道区月考）北京冬奥会期间，我国科研人员为运动员提供了带电源的智能控温加热手套，如图所示。下列与加热手套工作原理相同的用电器是（　　） A．电动车 B．电热水壶 C．电风扇 D．洗衣机 2．（2023•福建）下列利用电流热效应工作的用电器是（　 　） A．电视机 B．电风扇 C．电脑 D．电炉 知识点2 探究影响电流通过导体时产生热量的因素 【知识点总结】 1. 影响因素：与通电的时间、电流、电阻有关，通过导体的电流越大，导体的电阻越大，通电时间越长，导体产生的热量越多。 2. 公式：Q＝I2Rt（普遍适用），Q＝W＝UIT（只适用于电热器）。 3. 实验器材：密闭容器两个，U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。 4. 实验步骤： （1）探究电流通过导体产生热量的多少与电阻的关系 实验设计：保持电流和通电时间不变，改变电阻。如图甲，把两个不同的电阻串联在电路中。 （2）探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系 实验设计：保持电阻和通电时间不变，改变电流。如图乙，将两个相同的电阻先联，再与另一个电阻串联。 （3）探究电流通过导体产生热量的多少与通电时间的关系 实验设计：保持电阻和电流不变，改变通电时间。 5. 实验结论： ①在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多； ②在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多； ③在电阻和通过电阻的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 【典例解析】 例2 如图所示是“探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（　 　） A．U形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少 B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同 C．右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小 D．通电时间相同，两个容器中空气吸收的热量相同 例3 在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（　 　） ①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的 ②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 ③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω ④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象 A．①② B．②③ C．②④ D．③④ 例4 在探究“电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验中，三个透明容器中密封着等量的空气，容器内的电阻连接情况如图所示，通电后，观察U形管中液面高度的变化。则（　　） A．甲、乙、丙三个容器内的导体，电流相等 B．通电一段时间后，U形管中液面高度变化最大的是乙 C．要探究电流产生的热量与电阻的关系，需观察甲、丙两个U形管中液面高度的变化 D．要探究电流产生的热量与电流的关系，需观察甲、乙两个U形管中液面高度的变化 【变式题】 3．如图是“探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关”的实验装置。R1＝R2＝R3＝10Ω，R2、R3并联后与R1串联，将R1、R2分别置于两个透明容器中，两个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．通过R1的电流和通过R2的电流大小相等 B．图示中实验是为了探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 C．将图示中左侧10欧电阻丝换成15欧电阻丝后，可探究电流产生的热量与电阻的关系 D．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大 4.（2022•常德）用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”。以下说法中不正确的是（　 　） 　 A．观察温度计的示数比较电流产生的热量 B．该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系 C．该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系 D．甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体 5．如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。三个密闭容器中的电阻如图，三个容器串联，在其中一个容器的外部，将一个