18.4 焦耳定律-2024-2025学年九年级下册物理同步辅导（人教版）

电压 (5)实验中，同学们记录了多组小灯泡两端的电 1.0 1.5 2.0 2.5 3.0 3.8 U/V 4.0 压及对应通过小灯泡的电流值，但表格中仍 电流 0.18 0.2 0.22 0.250.28 0.32 有不完整的地方，请将所缺内容填写完整； 1/A (6)小组同学们分析了实验数据得出：小灯泡的 电功率 0.18 0.3 0.440.6250.84 1.28 P/ 发光亮度是由灯泡的 决定的，且 灯泡发 ,灯泡发光越亮。 光情况 很暗→暗→正常发光→很亮 第 4 焦耳定津 第5课时 焦耳定律 基础巩固 1.某同学用同种材料制成a,b两种电热丝，a的 3.某电炉的电热丝烧断了，把断了的电热丝搭 横截面积是b的两倍，b的长度是a的2倍， 接在一起再接入原电路中，则电热丝的发热 把两个电热丝接在家庭电路中，烧开同样的 功率将( 一壶水，两次所用的时间( A.不变 B.变大 A.t=t 1 C.变小 D.无法判断 B.t。=th 4.将规格都是“220V100W”的一台电风扇 1 C.t= D.t=2t 一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路 中，通电时间相同，下列说法正确的是() 2.如图18一4一1所示，将两根电阻丝R:、R2分 A.三个用电器产生的热量一样多 别插人甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电 B.电风扇产生的热量最多 路，R1:R=2:5。通电一段时间后，R1、R C.电视机产生的热量最多 产生的热量之比是( D.电烙铁产生的热量最多 5.电流通过导体时，电能转化为 ,这个 现象叫做 6.在电流相同，通电时间相同的情况下， 越大，产生的热量越多。 图18-4一1 7.家用电饭煲是利用电流的 效应制成 A.25 B.5:2 的。铭牌上标示的电功率越大的电饭煲，其 C.4:25 D.25:4 电阻值越 8.电视机外壳的散热窗，计算机的散热风扇，电 (2)图18一4一2乙中两根电炉丝R:=20Ω， 冰箱放置时后面与墙壁保持一定的距离。这 R=10,请计算高温挡时发热电功率。 些都是为了防止 带来的危害。 9.冬天，伍珍同学使用电热毯时发现电热毯有 高温和低温两挡，她决定探究电热毯内部电 路，如图18一4一2甲、乙是她设计的电热毯 的模拟电路图（电炉丝相当于电热毯内部发 热电阻)。 (3)请对该同学设计的两个模拟电路进行 评估。 6 图18-4-2 (1)图18一4一2甲中定值电阻R=102(置 于电热毯外部)，电炉丝R=20Ω，请计 算低温挡时发热电功率。 能力提升 1.下列现象中，不属于利用电热的是( ) 4.有阻值为102、152的两根电阻丝，把它们 A.用电饭锅煮饭 B.电热孵卵器孵小鸡 按图18一4一3中的方式连成电路，先后接入 C.用电熨斗熨衣服 D.电视机加散热窗 同一电源，在相等时间里放出热量最多的是 2.电炉的电阻丝热得发红，而与它串联的铜导 102 151 线却不发烫，这是因为铜导线( 00 0☐0 A.电阻较大 B.电阻较小 A B C.通过的电流较大D.通过的电流较小 10 3.当温度降到很低时，某些金属导体的电阻会 1n9150 0 突然消失，这种现象称为超导现象。假如所 C 有导体都没有了电阻，当用电器通电时，下列 图18-4-3 说法正确的是( 5.关于电流通过导体时产生的热量，以下说法 A.白炽灯仍然能发光 正确的是() A.根据Q=R!可知，电阻越大，相同时间 B.电动机仍然能转动 内产生的热量越多 C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨烫衣服 B根据Q一只可知，电阻越大，相同时间内 产生的热量越少 温度计 C.根据Q=U:可知，相同时间内，电流产生 的热量与电阻无关 D.根据Q=PRt可知，在电流一定时，电阻 越大，相同时间内产生的热量越多 6.一台电动机正常工作时，两端的电压为220V, 通过线圈的电流为10A,若此线圈的电阻为 2,那么这台电动机1min内产生的热量是 J,这台电动机的效率是 品度计 7.电热水器中有两根电热丝，单独用一根电阻 丝R,通电时，经过15min可将水烧开，用另 一根电阻丝R2烧水时，同样条件下经过 30min可将完全相同的水烧开，则R：R:= :在同样的条件下把两根电阻丝串 图18-4-4 联起来，经 min可将水烧开。 (1)甲方案可探究当 和通电时间一 8。一台电动机正常工作时线圈两端电压为 定时，电流产生的热量跟电阻的关系。 380V,线圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A, 闭合开关，通电一段时间后，温度升高较 则这台电动机正常工作1s消耗的电能为 多的是 (选填“A”或“B”)温 J 度计。 9.据报道，近年来有许多重大火灾是因线路连接 (2)乙方案可探究当电阻和通电时间一定 处接触不良造成的，教训十分深刻。当线路 时，电流产生的热量跟 的关系。 连接处接触不良时，该处的电阻将 闭合开关，通电一段时间后，温度升高较 在该处就会产生局部过热，接触处的电阻又 多的是 (选填“C”或“D”)温 将随着温度的升高而 ,从而形成电 度计。 热的逐步积累，以致引发火灾。（选填“增大” 11.如图18-4-5所示电路，R1=42,R2= “减小”或“不变”) 22。闭合开关后，电压表的示数为2.0V, 10.实验小组的同学为了探究影响电流产生热 求： 量的因素，准备了四个相同的烧瓶，内装质 (1)电流表的示数： 量相等的煤油，四个带有橡胶塞的规格完全 相同的温度计，三个规格完全相同的滑动变 阻器，四根阻值不同(R,>R2,R=R,)的电 阻丝，以及电源、开关、导线等。 两个实验小组的同学根据现有的实验 器材，分别设计了如图18一4一4甲、乙所示 两个方案。 (2)整个电路在1min内产生的热量。 (2)小华查看说明书得知，该型号电吹风吹 热风时的功率为460W,吹冷风时的功 率为20W,求电吹风正常工作且吹热风 时，电热丝的功率、电阻及1min内电流 通过电热丝所产生的热量。 图18-4-5 12.电吹风是现代家庭常用的电器，图18一4一6 是小华家中使用的电吹风，使用过程中，她 发现电吹风既可以吹热风，又可以吹冷风。 根据这个现象她断定，在电吹风中有带有风 精彩一竖 扇的电动机和可以发热的电热丝，根据电吹 如图18-一4一8所示，去年冬天某地区遭受 风能够单独输出冷风的现象，她认为电动机 到严重的雪凝灾害，电力部门当机立断，采用了 和电热丝是并联的，如图18一4一7是她根 “直流融冰”的新技术，即在原输电导线中输入 据现象分析画出的两个电路图。 3000A左右的直流大电流对输电线路进行融 冰，从而避免了输电线路因结冰而杆倒线断。 请你分析这种新技术采用大电流融冰的基本物 理原理。 图18-4-6 图18-4一7 (1)你认为上述两个电路，哪一个更符合实 际情况。 图18-4一8202=0.8W。 第4节焦耳定律 (2)乙电路中：同时闭合S1、S2,电阻R2、R 并联接入电路中，此时为高温挡，则高温挡 第5课时 焦耳定律 发热功率P%=尽。 (6V)2 202×102 【基础巩固】 20n+102 1.A 5.4W。 2.A点拔：R1、R2串联在电路中，通过它们 (3)甲的优点：电路简单：缺点：使用低温挡 的电流相等，根据焦耳定律，产生的热量 时，由于R1置于电热毯外部，产生的热量 Q=PR1,在电流和通电时间相同时，热量 白白消耗。乙的优点：电功率的挡位多：如 Q与电阻值成正比，即Q:Q2=R:R= 果一根损坏，另一根仍然可以单独工作。 2：5。 【能力提升】 3.B点拨：将断了的电炉丝重新搭在一起， 1.D点拨：A、B、C选项中均是利用了电热 可认为接入原电路中电炉丝的长度变短 来加热其他物体，而D选项中电视机加散 了，故电阻变小了，在电压不变的情况下， 热窗，是为了防止电热过多，影响元件的工 由P只可知其发热功奉变大了 作性能。 4.D点拨：电风扇在使用过程中，电能主要2.B点拨：有些同学错误地认为，根据焦耳 转化为机械能；电视机在使用过程中电能 定律Q=Rt,通过导线的电流较小，所以 主要转化为光能和声能：电烙铁在使用过 产生的热量也较小，导线不烫手。电炉与 程中，电能主要转化为内能。所以，在通电 连接电炉的铜导线串联，所以通过电炉与 时间相同时，电烙铁产生的热量最多。 铜导线的电流一定大小相等，没有差别。 5.内能电流的热效应 那么，原因在哪里呢？电炉电阻丝与铜导 6.电阻 线的电阻大小差别很大，铜导线的电阻远 7.热小点拨：电饭煲是电能全部转化为 小于电炉电阻丝的电阻，铜导线产生的热 内能的用电器，所以它是利用电流的热效 量也远小于电炉电阻丝产生的热量，所以 应制成的，由P-发可知，电功率越大的 电炉电阻丝热得发烫，铜导线则不发烫。 铜导线与电炉串联，串联电路各用电器的 电饭煲其阻值越小。 电功率按电阻的大小成正比例分配。因为 8.电热 铜导线的电阻远小于电炉的电阻，所以铜 9.解：(1)由甲电路可知，当S闭合、S2断开 导线把电能转化为内能的本领比较小，因 时，R,、R2串联接入电路中，此时为低温 而不发烫。从电功率的角度理解，也是求 挡，由于R1置于电热毯外部，可得低温挡 解本题的一种方法。 发热功率P:=PR,=(100+20n】 2 ×3.B点拨：白炽灯、电饭锅、电熨斗都是利 用电流通过导体时电能转化成内能，即利 1山.解：(1)电流表的示数为：1=马=2V R142 用电流热效应工作的，当导体没有电阻时， 0.5A: 上述用电器通电不能把电能转化成内能， (2)整个电路在1min内产生的热量为： 无法发光发热，唯有电动机通电时把消耗 Q=PRit+FR2t=Pt(R+R2)= 的电能转化为动能，仍然能够转动。 (0.5A)2×60s×(42+22)=90J。 +D点拔：因电压相等，由Q只，在相同 12.解：(1)乙更符合实际情况： 时间内电阻越小的一组放出热量越多，并 (2)电吹风正常工作且吹热风时，总功率： 联电路总电阻阻值比任何一个分电阻阻值 Pa=P电热十P冷， 都小，故D正确。 电热丝的功率： 5.D P电热拉=Pa一P待=460W-20W=440V; 6.1.2×1090.9% 电热丝的电阻： 7.1:245 U2(220V)2 R电热故一P电热丝 440W =1102, 8.3800点拨：电动机不是纯电阻用电器， 1min内电流通过电热丝所产生的热量： 在计算电功时不能用W=IRt,只能用 W=Ut来计算。 Q=PR1=P电热1=440W×60s=2.64× 9.增大增大点拨：导体连接处局部过热 10J。 精彩一题 升温，说明该处发热的功率较大：由公式 “直流融冰”技术主要是电流很大，根据电 P=PR可知，导体的发热功率与电流的大 流的热效应和Q=PR:原理，电流在导线 小、电阻的大小有关，导线连接处的电流与 上产生大量的热，而使冰凌熔化。 别处的电流相等，所以造成发热功率不同 的原因就是电阻不同：导线连接处的电阻 综合复习 比导线其他地方的电阻大。 1.D点拨：本题考查电流热效应的利用。 10.(1)电流A(2)电流C点拨：(1)甲 电冰箱、电视机、电脑都没有利用电流的热 电路两电阻串联，通过电阻的电流和通电 效应，电热水壶是利用电流的热效应工作 时间相同，且R,>R2,由焦耳定律可知 的，故选D。 R1产生的热量多，故A温度计升高的较 2.A 点拨：本题考查电功率的计算。灯泡 多；(2)乙电路中两电阻分别和滑动变阻 器串联，然后并联在电路中，且C支路中 L的阻值R1= U_6Y)2 3 W =122,L2的 滑动变阻器接入电路的电阻较小，根据欧 U_(6V)2 姆定律可知，通过C支路的电流大于通 阻值R= 6 W =60,由于R> 过D支路的电流，又因为R=R,由焦 R2,当灯泡L、L串联时的电流要比灯泡 耳定律可知，C支路中产生的热量较多。 L2、L串联时的小，据P=严R,可知灯泡L