18.4 焦耳定律 分考点基础提优 2024-2025学年人教版九年级全一册物理

第4节 焦耳定律 分考点基础提优 1.电流的热效应：电流通过导体时，电能转化成内能的现象. 练1.[2020·福建] 下列家用电器中,利用电流热效应工作的是 (　　) A.电风扇 B.电视机 C.电热水壶 D.电冰箱 练2.小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器中密闭着等量空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。 (1)实验中通过观察两个U形管中　　　　　　的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少,这种实验方法叫　　　　　　。  (2)如图甲所示的装置用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　　　　的关系,通电一段时间后,　　(选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多。  (3)如图乙所示的实验装置用来研究电流通过电阻丝产生的热量与　　　　的关系,通电一段时间后,　　　(选填“c”或“d”)容器中电流产生的热量多。  (4)在如图乙所示的实验装置中,分别通电t1和t2时间,且t1>t2,比较c容器中电流产生热量的多少,发现通电t1时间后,c容器中电流产生的热量多,可知电流通过电阻丝产生的热量还与　　　　　　有关。  （5）此实验还用到的实验方法是　 。  2.焦耳定律 （1）发现者：焦耳 （2）内容：电流通过导体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. （3）公式： 字母含义： 热量 电流 电阻 通电时间 基本单位： 焦(J) 安(A) 欧（Ω） 秒（s） 练1.一根8Ω的电阻丝接在16V的电源上，在5分钟内共产生多少热量？ 练2. 如图所示,灯L标有“4V　2W”,R=20Ω,闭合开关S时,灯L正常发光,则,通电1min电路中产生的热量是多少？ 练3.电炉丝和电线串联，为什么电炉丝热的发红，而电线却几乎不发热? 答：因为电线和电炉丝 联，通过它们的 和 相同，但电炉丝电阻比电线电阻 ，根据 可知，电流通过电炉丝产生的热量比通过电线产生的热量 ，因此电炉丝热的发红而电线却几乎不发热。 3.电热与电能（电功）的关系 （1）纯电阻电路中：消耗的电能全部转化为内能 ， Q = W (= UIt=Pt） 练4. 某电热水壶上标有“220V　800W”字样,在额定电压下,电热水壶烧水210 s,这段时间内电热水壶发热体产生的热量是多少？  （2）非纯电阻电路中：消耗的电能只有部分转化为内能， Q < W 练5.一台标有“5V　2.5 W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1 Ω,则正常工作1 min, 消耗的电能（电流做得功）是多少焦耳，线圈电阻产生的热量是多少焦耳？ 4.多档位用电器 家用电器在家庭电路中使用，其两端电压一般保持220V不变，故由P=U2/R可得： （1） R最小---P最大---高档位 （2） R中---P中---中档位 （3） R最大---P最小---低档位 例1. 一款电热水壶工作时有两挡,分别是加热挡和保温挡,其工作原理如图所示(虚线框内为电热水壶的发热部位)。已知R1=44Ω,R2=2156Ω,当开关S置于2时连入电路的总阻值是　　　　Ω;当开关S置于1时连入电路的总阻值是　　　　Ω。前后两个电路中电源电压保持220V不变,根据公式P=U2/R可知: （1）当开关S置于1时,电热水壶的电功率　　　(选填“较大”或“较小”),电热水壶处于　　　　挡,电功率为　　　　W; （2）当开关S置于2时,电热水壶的电功率　　　　(选填“较大”或“较小”),电热水壶处于　　　　挡,电功率为　　　W。  练1.如图甲所示是某种电热饮水机的简化电路示意图,图乙是它的部分参数。它有加热和保温两种工作状态(由机内温控开关S0自动控制),当S和温控开关S0闭合时,饮水机处于 　　　　(选填“加热”或“保温”)状态,R1的电阻是　　　　Ω;当只闭合开关S时,饮水机处于　　 　　(选填“加热”或“保温”)状态,电路中的总电阻是　　　 　Ω, R2的电阻是　　　　Ω。  例2. 如图所示为某电热饮水机的电路原理图,有“保温”和“加热”两个挡位; 已知电源电压保持220 V不变,电阻R1的阻值为1210Ω, 电阻R2的阻值为121Ω。当开关S、S1都闭合时,连入电路的总阻值是　　　Ω; 当只闭合开关S时,连入电路的总阻值是　　　　Ω。前后两个电路中电源电压不变,根据电功率公式P=U2/R可知: （1） 当开关S、S1都闭合时,电热饮水机的电功率　　　　(选填“较大”或“较小”), 电热饮水机处于　　　挡,电功率为　　　　W; （2）当只闭合开关S时,电热饮水机的电功率　　　　(选填“较大”或“较小”),电热饮水机处于　　　　挡,电功率为　　　　W。  加热效率 80% 额定电压 220 V 低温挡功率 440 W 中温挡功率 880 W 高温挡功率 练2.如图甲所示是一款紫砂电饭锅,其简化电路如图乙所示,R1、R2是电热丝,R1的阻值为110 Ω,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,其铭牌如下表所示,求: (1)低温挡加热时电路中电流的大小。 (2)电热丝R2的阻值。 (3)已知粥的比热容c粥=4.0×103 J/(kg·℃),将2.2 kg的粥用高温挡从20 ℃加热到74 ℃需要的时间。 例3.小明家买了一台电烤箱,有低、中、高三个挡位的发热功率,如图所示是其内部简化电路图,开关S1可分别与触点a、b接触。电阻R1的阻值为48.4 Ω,电阻R2的阻值为96.8 Ω,且电源电压保持不变。 请你分析: (1)当开关S1置于b端、S2断开时,R1与R2　　联,此时连入电路的总阻值　　　　(选填“最大”或“最小”),电源电压不变,根据电功率的公式P=可知,此时电功率　　　(选填“最大”或“最小”),为　　　温挡。  (2)当开关S1置于a端、S2闭合时,R1与R2　　联,此时连入电路的总阻值　　　　(选填“最大”或“最小”),电源电压不变,根据电功率的公式P=可知,此时电功率　　　(选填“最大”或“最小”),为　　　温挡。  (3)当开关S1置于b端、S2闭合时,电路为R1的简单电路,为　　　　温挡。  5.比列问题 练1. 灯泡L1、L2分别标有“12V 12W”“12V 6W”字样(灯丝电阻不随温度改变),若将它们串联在某电源上,两灯都发光,下列正确的是(　　) A.灯L1比灯L2亮 B.灯L1和L2两端电压之比为2∶1 C.通过灯L1和L2的电流之比为2∶1 D.灯L1和L2的实际功率之比为1∶2，热量之比为1:2 参考答案 1. 电流的热效应： 练1：C 练2：(1)液面高度 转换法 (2) 电阻 6 (3)电流 (4)通电时间 (5)控制变量法 2. 焦耳定律 练1: 9600J 练2：300J 练3：串联，I, t ，大，Q=I2Rt，多 3. 电热与电能（电功）的关系 练1: 168000J 练2：150J，，15J 4. 多档位用电器 例1：44，2200 较小 保温 22 较大 加热 1100 练1: 加热 40 保温 1210 1170 例2：10; 1210; 较大; 加热; 440; 较小; 保温; 40 练2：（1）2A （2）55Ω （3）450s 例3：(1)串 最大 最小 低 (2) 并 最小 最大高 (3)中 5. 比列问题 练1：D 1 学科网（北京）股份有限公司 $$