15.4探究焦耳定律 基础知识与练习-2023年沪粤版九年级物理上册

15.4　探究焦耳定律 知识点一　电流的热效应 1. 概念：电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。 2. 实质：电能向内能的转化，电流通过任何导体都会产生热量，但对于不同的电热器，在消耗相同电能的情况下，电能转化为内能的多少是不同的，如电热水壶等电热器，主要作用就是将电能转化为内能，可以近似地认为电能全部转化为内能。 知识点二　探究通电导体放出的热量与哪些因素有关 1. 实验方法 (1)转换法：根据煤油在玻璃管里上升的高度或温度计的示数来判断电流通过电阻丝产生电热的多少。 (2)控制变量法：采用两阻值不同的电阻丝串联控制电流相等，探究电热与电阻的关系；采用同一电阻，移动滑动变阻器的滑片，改变电路中的电流，探究电热与电流的关系。 实验目的 探究通电导体放出的热量与哪些因素有关 实验电路图和实验电 2. 实验结论：(1)当电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，导体产生的热量越多；(2)当电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多；(3)当电阻和通过导体的电流一定时，通电时间越长，导体产生的热量越多。 知识点三　焦耳定律 1. 内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2. 公式：Q＝I2Rt。 Q表示电流通过导体时产生的热量，单位是J；I表示通过导体的电流，单位是A；R表示导体的电阻，单位是Ω；t表示通电时间，单位是s。 3. 导出公式：Q＝Pt；Q＝UIt；Q＝t。这三个公式只适用于电能全部转化为内能的情况；也就是电流所做的功全部用来产生热量的纯电阻电路中。 焦耳定律公式Q＝I2Rt是由实验总结出来的，只要有电流通过导体，都可以用它来计算电流所产生的热量。不论电流通过导体时是否转化为其他形式的能，只要发热，发热的多少都可以用这一公式来计算。另外，公式中的各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的，且公式中各量的单位都要统一成国际单位。 基础题型攻克 一、单选题 1．现有两电热器，它们的电阻R甲<R乙，分别接入家庭电路中正常工作相同时间，它们放出的热量是（    ） A．甲多 B．乙多 C．一样多 D．无法确定 2．电饭锅和电吹风的额定功率均为800W，在它们正常工作相同的时间下，下列说法正确的是（    ） A．电饭煲消耗电能多 B．电吹风消耗电能多 C．电流在电饭煲中发出的热量多 D．电流在电饭煲和电吹风中产生的热量一样多 3．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少（电热）与什么因素有关的实验装置。两个相同烧瓶中盛着质量和温度都相同的煤油，煤油中都浸泡着一段金属丝，甲烧瓶中金属丝电阻较大，乙烧瓶中金属丝电阻较小。下列错误的是（　　） A．通过观察煤油升高的温度高低可判断电热的多少 B．实验时选用煤油而不是用水，是因为煤油的密度小 C．将甲乙两金属丝串联，是为了控制电流和通电时间相同，研究电阻对电热的影响 D．实验时甲瓶中煤油温度升高的多，说明在其它条件相同时，电阻越大，电热越多 4．下列日常生活的用电器说法正确的是（　　） ①空气净化器采用静电来吸附空气中的尘埃，使空气得以净化 ②一般家庭的卫生间都要安装照明灯和换气扇，它们是并联的 ③教室内用同一个开关控制的灯管之间是串联的 ④家里空调工作时的电流约为5A ⑤电热水器的工作原理是电流的热效应 A．①②④⑤ B．③④⑤ C．②③⑤ D．②③ 5．小市同学在科学课上表演了一个小魔术，用如图所示形状的金属片点燃火柴，他将此金属片接在学生电源上（如图所示），则将火柴放在哪个位置最容易被点燃（　　）    A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 6．下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（    ） A．电磁起重机 B．电热水器 C．抽油烟机 D．电冰箱 7．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电脑 B．电熨斗 C．电视机 D．电风扇 8．将口香糖的锡箔纸包装剥下来，用小刀剪成约5mm宽、10cm长的细条，做成两头宽、中间窄的纺锤形状（如图甲所示）。再把锡箔纸两头有亮光的一面（锡箔），分别用手摁在干电池的正负极上，3秒钟左右，锡箔纸中间狭窄部分即开始燃烧起来（如图乙所示）。关于此情景下列说法中正确的是（　　）    A．锡箔燃烧是电流热效应造成的 B．锡箔较窄处的电阻较小 C．锡箔中电子从电池正极流向负极 D．锡箔较窄处的电流较小 9．如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪些因素有关时，下列说法不正确的是（　　）    A．用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少； B．通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系； C．通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系； D．通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差较大 10．在家庭电路