15.4　焦耳定律 2025-2026学年物理沪粤版九年级上册

15.4　焦耳定律 早预习　新知梳理 01 一、电流的热效应 电流通过导体时,电能转化成　 　,导致导体发热的现象,叫做电流的热效应。  二、通电导体产生的热量与哪些因素有关 通电导体产生的热量与导体的　 　、通过导体的 　 　以及　 　有关。  内能 电阻 电流 通电时间 初中同步学习导与练·物理·YH·九全(粤) 三、焦耳定律 1.焦耳定律:电流通过导体时产生的热量,跟电流的二次方成 　 　,跟导体的电阻成　 　,跟通电的时间成　 　。 2.公式:　 　。  正比 四、电流热效应的应用与控制 1.应用:电压力锅、电暖手宝、电热水壶、电饼铛等。 2.控制:散热器。 正比 正比 Q=I2Rt 2 析要点　以练代讲 02 知识点一　通电导体产生的热量与哪些因素有关 典例1 为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,小明设计了如图所示的实验装置。 3 (1)实验中通过观察U形管中　 　的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少,这种实验方法叫　 　。 (2)利用　 　(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流通过导体时产生的热量与电流的关系。  (3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热。其中　　装置能够解释这一现象。 液面高度差 转换法 乙 甲 4 (4)乙装置通电一段时间　 　(选填“左”或“右”)侧容器内的电阻丝产生的热量多。  (5)让乙装置冷却到初始状态,把右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内,接通电源,此时该装置可探究电流产生的热量跟　 　的关系。  左 电阻 5 知识点二　焦耳定律的理解和应用 典例2 (2025潮安区期末)如图所示,长度、横截面积一样,材料不同的两个长方体电阻串联在电路中,电阻分别为R1=2 Ω, R2=4 Ω,在它们表面涂上厚度一样的蜡。现在闭合开关给它们通电,过一段时间后,我们观察到( ) A.R1上的蜡熔化得快 B.R2上的蜡熔化得快 C.R1、R2上的蜡熔化得一样快 D.无法比较R1、R2上的蜡熔化的快慢 B 6 典例3 如图所示,电源电压为3 V,R1=R2=5 Ω,当S1闭合,S2断开时,通电10 s,电流通过R1产生的热量是　 　J。  4.5 7 方法技巧 已知电阻两端的电压和电阻值,根据欧姆定律可求通过的电流,利用公式Q=I2Rt可求一定时间内电阻丝上产生的热量。 8 典例4 (2025麻章区期末)如图所示电路,电源电压保持12 V不变,标有“10 V　4 W”的灯泡L与滑动变阻器R串联接在电路中,闭合S,调节滑片P使灯泡L正常发光,求: (1)此时灯泡L的电阻。 答案:(1)25 Ω 9 (2)此时电路中的电流。 (3)通电1 min,滑动变阻器R产生的热量。 (3)滑动变阻器R两端的电压是UR=U-U灯=12 V-10 V=2 V, 通电1 min,滑动变阻器R产生的热量Q=IURt=0.4 A×2 V× 60 s=48 J。 答案:(2)0.4 A　(3)48 J 10 知识点三　电流热效应的应用与控制 典例5 (2025广州模拟)下列四种用电器中,主要利用电流热效应工作的是( ) A A.电热水壶 B.洗衣机 C.电风扇 D.扫地机器人 11 易错辨析 例 一台电风扇的铭牌上标有“220 V　110 W”的字样,电风扇的电机内部线圈的电阻为 2 Ω,这台电风扇正常工作 10 min消耗的电能为　 　J,电动机内部线圈产生的热量为　 　J。  66 000 300 12 精评价　课堂反馈 03 1./ 知识点三 / 下列事例中,属于防止电流热效应产生危害的是( ) A.冬天用电暖器取暖 B.用电热水壶烧水 C.用电熨斗熨衣服 D.启动散热风扇给电脑降温 D 13 2./ 知识点二 / 有两根阻值分别为R1、R2的电阻丝,分别采用如图所示的四种方法接在同一电源上后,相同时间内产生的热量最小的是( ) C 14 3./ 知识点二 2025平远县期末/ 把一台电动机接入电压为220 V的电路中,通过电动机的电流为4 A,电动机线圈的电阻为3 Ω,通电100 s电动机消耗的电能为　 　J,电动机线圈产生的热量为　 　J,电动机线圈输出的机械能为 　 　J。  88 000 4 800 83 200 15 4./ 知识点一 2025东莞期末改编/ 某同学用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”,两个透明容器中封闭着电阻丝和等量的空气。 (1)通电后,透明容器中电阻丝的内能是通过　 　(选填 “做功”或“热传递”)的方式改变的。  做功 16 (2)观察图甲,发现在通电时间和　 　相同时,B管中的液面高度差更大,表明电流通过导体产生热量的多少与　 　 . 有关。  (3)采用图乙中的实验装置探究“电流通过导体产生的热量跟电流是否有关”时,右侧容器中应该选用阻值为　 　 Ω的电阻丝。  (4)将图乙中的实验装置冷却到室温,把右侧容器外并联的电阻丝也放入右侧容器内,通电一段时间后,　 　(选填 “左”或“右”)侧容器内电阻丝产生的热量多。  电流 电阻大小 5 左 17 5./ 知识点二 2025南海区期末/ 如图所示电路中,灯泡L上标有“1.5 V　0.3 A”字样,R为定值电阻。闭合开关S后,灯泡L恰好正常发光,电流表的示数为0.6 A。求: (1)灯泡L的额定功率是多少? 解析:(1)灯泡L的额定功率P额=U额I额=1.5 V×0.3 A= 0.45 W。 答案:(1)0.45 W 18 (2)定值电阻R的阻值是多少? 答案:(2)5 Ω 19 (3)该电路工作5 min,定值电阻产生的热量是多少? 解析:(3)该电路工作5 min,定值电阻产生的热量Q=Rt= (0.3 A)2×5 Ω×5×60 s=135 J。 答案:(3)135 J 20 导出公式:Q=Pt=UIt=t(纯电阻电路)。 解析:(1)灯泡L的电阻R灯===25 Ω。 解析:(2)由图可知L与R串联,电路中的电流为I=I灯=== 0.4 A。 解析:(2)由图可知,L与R并联,电流表测干路电流;因为闭合开关S后,灯泡L正常发光, 所以电源电压为U=UR=U额=1.5 V,通过灯泡的电流IL=I额=0.3 A, 通过R的电流IR=I-IL=0.6 A-0.3 A=0.3 A, 定值电阻R的阻值R===5 Ω。 $$