6.3 焦耳定律-【指南针·课堂优化】2025-2026学年九年级上册物理（教科版）

福南针，课堂线化·九年纸上精·物理(K) 第三节 焦耳定律 课 课中学法指 导 知识点①电流的热效应 1.正确理解“电流的热效应” (1)定义：电流通过任何导体，导体都发热， 电流的热效应是普遍电现象，电流通过任 这种电能转化为内能的现象叫作电流的热效应。 何导体都要产生热，但不同的电器设备的作用 (2)影响电流热效应的因素：在相同时间 和能量转化不同，有的把电能全部转化为内能 内，电流相同时，电阻较大的导体产生的热量比 (称为纯电阻电路)，如各种电加热器；有的虽然 电阻较小的导体产生的热量多；在相同时间内， 有电热产生，但主要是把电能转化为其他形式 电阻相同时，电流较大的导体产生的热量比电 的能（称为非纯电阻电路），如电动机之类的电 流较小的导体产生的热量多：电流和电阻一定 器把电能主要转化为机械能，电灯之类的电器 时，通电时间越长，导体产生的热量越多。 (3)从能量角度来说，电能转化为内能的过 把电能主要转化为光能，电解、电镀、给电池充 程，是用电器消耗电能做功的过程。 电是把电能主要转化为化学能。 知识点2焦耳定律 【例1】下列四种家用电器中，它们消耗相 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流 同的电能时产生的热量最多的是 () 的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时 A.电视机 B.电冰箱 间成正比。 C.电饭锅 D.洗衣机 (2)公式：Q=PRt 【答案】C Q表示电流通过导体产生的热量，单位是 2.正确理解焦耳定律 J;I表示通过导体的电流，单位是A:R表示导 焦耳定律Q=严Rt是一个实验定律，是焦 体的电阻，单位是2；t表示通电时间，单位是s。 耳通过大量的实验总结出来的。定律揭示了电 知识点3电热的利用和危害 流通过导体时产生热效应的规律，实质是定量 (1)利用：电流热效应具有清洁、卫生，没有环 地表示了电能向内能转化的规律。应用焦耳定 境污染，热效率高，方便控制和调节等特点，人们常 利用它取暖、防潮或供热。如：电烤箱、电熨斗、电 律计算焦耳热时应注意： 烙铁、电水壶、白炽灯等电器。 ①焦耳定律公式Q=PR:是由实验总结出 (2)危害与防止：有些电器是利用电流做其 来的，只要有电流通过导体，都可以用它来计算 他形式的功，但同时也伴有电热的产生，会导致 所产生的热量。无论电流通过导体时除了发热 绝缘材料损坏，电热积累过多甚至引起火灾，此 是否还有其他形式的能量产生，发热这一部分 时应采取措施散热。如：电视机后盖的散热孔、 电脑主机内的电风扇、电动机外壳的翼状散热 都是用这一公式计算。 片等。 ②公式中的各物理量都是对同一段电路或 ·150· 第6章 电功 同一导体而言的，也是对应于同一状态的。即 元件两端的电压为220V时，流过该元件的电流 通过谁的电流，计算的就是谁的电热；通过的电 为 mA,通电100s产生的热量为 J。 流改变了，电热也就变化了。 【答案】22484 ③公式中各量的单位一定要统一，I一A, R-2,t-s,Q-J。 课 后 ④导出公式：Q-U业受：只对纯电阻电 【基础训练】 路适用。 一、填空题 【例2】电炉通电一段时间以后，电炉丝热 1.电热器是根据电流的 制成的加热设 备。电流产生的热量跟导体中 得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么热，原 成正比；跟导体的电阻成 比；跟通电时间 因是 ( 成 比。它的公式是 A.导线的绝缘皮隔热 2.(2023·抚顺)用如图所示的装置可探究电流 B.导线散热比电炉丝快 产生热量与 (选填“电流”或“电阻”) C.导线的电阻远小于电炉丝的电阻 的关系，若通过R2的电流为1A,通电1min, R2产生的热量为 J。若将R更换为 D.通过导线的电流小于通过电炉丝的电流 10的电阻， (选填“仍能”或“不 【答案】C 能”)完成该实验探究。 【例3】如图所示是在两烧瓶中装有相同 质量和相同初温的煤油，每一烧瓶里各插一支 温度计，闭合开关后，经过一段时间，两电阻丝 产生热量的多少是通过 反映出来的： 50 采用这种连接方式的目的是 3.(2024·赤峰)电饭煲是常用的家用电器，它是 利用电流的 效应工作的。某品牌电饭 煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路如图， R=2422,R2=60.52。当该电饭煲处于“加热” R=2R 挡工作l0min,其消耗的电能是 J 【答案】温度计的示数变化控制电流 相同 0220V0 【例4】小李同学自制了一个简易的“电热 4.(2023·吉林)电热毯的电阻丝断掉后不要将两 驱蚊器”，它是利用了电流的热效应工作的，发热 个断头连接后继续使用，原因是接头处的电阻 元件是一个阻值为1.0×10的电阻。当发热 ,在电流相同时，由于电流的 效 151· 揭南针，课壹优化·九年纸上精·物理（小K) 应会导致接头处温度过高产生安全隐患。 A.观察温度计的示数比较电流产生的热量 5.(2024·乐山)如图甲所示的煎饼锅具有高温 B.该实验装置可以探究通电时间一定时，导 和低温两个挡位，图乙是其内部简化电路图。 体产生的热量与电阻的关系 当处于高温挡时，煎饼锅的加热功率为938W, C.该实验装置还可以探究通电时间一定时， 则R≈ 2(保留1位小数)：处于低温 导体产生的热量与电流的关系 挡时，煎饼锅的工作电流为1A,通电1min D.甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体 产生的热量为 9.(2023·湘潭)取口香糖锡纸，剪成如图所示形 状，其中AB和CD段等长。戴好防护手套， 将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负 R 极，如图所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着 火。下列分析正确的是 () 0220V0 甲 6.(2023·成都)小强同学利用家庭实验室中的 器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭 锅”，如图所示，电源电压为6V,电阻丝R1= 5,R2=152,a、b是两个触点。闭合开关 A.通过AB和CD段的电流不相等 S,当开关S接通触点 时，“电饭锅”的功 B.正常情况下，AB段会先着火 率更大。将R接人电路工作3min产生的热 C.AB和CD段的电压相等 量是 D.AB和CD段的电阻相等 10.下列事例，属于防止电流热效应产生危害 的是 () A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 B.家里使用电热水壶烧水 二、选择题 C.小明妈妈用电熨斗熨衣服 7.(2024·菏泽)下列家用电器，利用电流的热效 D.电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电 应工作的是 () 脑降温 11.(2024·达州)如图所示是某品牌电热毯内部 A.电冰箱 B.洗衣机 C.电脑 D.电饭煲 电路简化图，该电热毯具有高低两挡加热功 8.(2022·常德)用如图所示的实验装置探究“电 能，下列说法正确的是 () 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 () 温度计 R 0220V A.只闭合开关S时，电路处于高温挡 B.只闭合开关S2时，电路处于低温挡 镍铬合金绍 C.同时闭合开关S、S2时，电路处于高温挡 D.同时闭合开关S、S时，电路处于低温挡 ·152· 第6章 电功 三、简答题 (4)同学们进一步学习了解到：物理学家焦 12.(2024·吉林)电炉丝通过导线接到电路里， 耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定 电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热，请 时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比 你用学过的电学知识解释这种现象。 的关系。生活中利用电热工作的家用电器 有 (请举一例)； (5)若要探究电流通过导体产生的热量与 电阻的关系，可选择图乙中 (选填 “A”或“B”)烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中 的电阻 (选填“串”或“并”)联进行 四、实验题 实验。 13.(2023·云南)实验小组在老师的指导下探究 “电流通过导体产生的热量与电流的关系”。 同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量 的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所 R,=200 R,=300 示的电路。 乙 温度计 (6)本实验应用的研究方法有转换法和 法。 R-200 五、计算题 14.(2024·苏州)某电饭锅的电路如图所示，发 甲 热盘内有发热电阻R1和分压电阻R2,S是温 控开关，当S接a时，电饭锅处于高温挡，通 (1)用笔画线代替导线，将图甲的电路连接 过的电流为4A:当温度达到一定值时，开关 完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时， S自动切换到b,电饭锅处于保温挡，通过的 电流表示数变大，且导线不交叉； 电流为0.25A。求： (2)闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经检 (1)R的阻值； 查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R (2)电饭锅高温挡的功率， (选填“短路”或“开路”)。排除故障后进行实 (3)保温16min,分压电阻R2产生的热量。 验，实验中通过观察 来 比较相同时间内不同电流产生热量的多少； (3)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过 多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定 时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越 0220V0 多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q 可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验 小组测出了多组Q与I的数据。请提出一 种判断小明猜想是否正确的方法： ·153· 揭南针，课壹优化·九年低上精·物理（小K) 15.(2023·广东)如图甲是用某款3D打印笔进 【能力提高】 行立体绘画时的场景。打印笔通电后，笔内 16.(2023·无锡)如图所示，是超市常用的塑料 电阻丝发热使笔内绘画材料熔化。加热电 袋封口夹电路原理图，电源电压为5V,电热 路简化后如图乙所示，电源电压恒为6V,R 丝R阻值为12。闭合开关S,电热丝温度 和R2为发热电阻丝，只闭合S时低温挡工 升高，利用电流的 效应实现高温封 作，S、S2都闭合时高温挡工作，高温挡和低 口，3s内产生的热量为 J,若使用时总 温挡的功率比为4：3，R1一4，忽略电阻丝 把塑料袋烫坏，可以 (选填“增大” 阻值随温度变化，求： 或“减小”)电热丝的阻值。 (1)低温挡工作时，通过R的电流； (2)低温挡的功率； (3)R2的电阻值。 R 17.(2023·本溪)如图为某款水暖电热毯的简化 电路图，其中R、R、R2均为加热电阻。该电 热毯具有“调温”和“恒温”两挡，开关接1为 “调温”挡，功率变化范围为50~100W,开关 接2为“恒温”挡，功率为33W。电热毯内装 有1kg水。[c*=4.2×103J/(kg·℃)]求： (1)电热毯在恒温挡时的电流； (2)可变电阻R的最大阻值； (3)若用最大功率加热，不计热损失，电热毯 内水的温度由20℃升高到50℃所用的 时间。 o220 Vo ·154·指南什·保堂优能·丸年板上量·物履泰考答案(K) 5--t.=1程V-6V=69 当开席国度计竹的受化 客1m雀， 。--=1w-⅓=2Y 明骨文阳题接人电危演1值 3根出的多Q与」筒数解中时的Q雨裤，库相 精女强卷报人息酯的电 ---e ”--是n 钢理列断研想号否F璃，若器峰最一条过厚人的门进，侧得 里正魂若不目一一条过厚点的线，侧停华不王璃 也-快-器-如0 到当5用合5s新用时电略中用大电减务几1A此到 民男为电压表的洲是酒为一行V,质红m动堂阻岳丙 同市湘动金观百性电容的量大功车 当开美5接1，明片在最左图时：库发电用片达到最大闻 五，计阵是 偏的最实电压不能妮这口V,比时电降中的电成氧小： 代I=1日V765A=w 4日当$接4时，只有k挂人电路.电捌壁T商国挡， 监。与数中职为可脂消最木诗率0W向一景科，电消 制和重峰民佛和中取电精的电所持点：川小了泡周的 当5835解用行时：灯面与序：和农其取餐电脐中，到 某的面首 朝总电刚 t压为 肩的电宽 [el-Us =BY-B Yly /=L.+=83A+154-2A 是-歌-a 风长-物平-a 0 通山州确交奥器筒电黄 琪电亮中的息就为 骨动应阳蓝的荣大阳值 4-g-0-1A 月7，-VX4A别W 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