17.3焦耳定律 2025-2026学年沪科版物理九年级全一册

第三节　焦耳定律 第1课时　认识焦耳定律 第十七章　电流做功与电功率 01 新知梳理 02 当堂反馈 目 录 1. 电流通过导体时 能转化为 ⁠能的现象叫做电流的热效 应。 2. 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 ，跟导体的电 阻成 ，跟通电时间成 。这一规律被称为焦耳定律。 电　 内　 正比　 正比　 正比　 返回目录 1. （2024·盐城）如图，芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流 通过时，由于芯片元件有 ，不可避免地会产生热量，这种 现象称为电流的 效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热 部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 ⁠的 方式改变芯片内能。 　第1题 电阻　 热　 热传递　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 2. 通过电熨斗电阻丝的电流是2A，电阻丝的电阻是110Ω，通电1min， 可以产生 J的热量，消耗 J的电能。 3. 额定电压为220V的家用电暖器正常工作时，通过内部电热丝的电流 为5A，则电热丝正常工作时的电阻为 Ω，工作10min产生的热量 为 J。 2.64×104　 2.64×104　 44　 6.6×105　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 4. 利用如图的装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关”。两烧 瓶中煤油初温、 相等，电阻丝R1＜R2，实验中通过比较 甲、乙烧瓶中温度计示数升高的快慢可探究电流产生的热量与 ⁠ 的关系；移动滑动变阻器的滑片，观察 （选填“相同”或 “不同”）烧瓶内的温度计示数升高的快慢，可探究电流产生的热 量与 的关系。 质量　 电阻 相同　 电流　 第4题 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 5. （2024·菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（　D　） A. 电冰箱 B. 洗衣机 C. 电脑 D. 电饭煲 D 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 6. 使规格都是“220V　180W”的一台冰箱、一台电脑、一张电热毯都 在额定电压下工作相同的时间，则（　B　） A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电热毯产生的热量最多 C. 电流通过电脑做的功最多 D. 电热毯消耗电能最快 B 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 7. 一个电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作的电阻是 440Ω，则： （1） 电烙铁正常工作时的电流为多大？ 解：（1） 正常工作时的电流I＝＝＝0.5A （2） 这一电烙铁正常工作10min，产生多少热量？ 解：（2） 电烙铁正常工作10min产生热量Q＝W＝UIt＝ 220V×0.5A×10×60s＝6.6×104J 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 1. （2024·枣庄模拟）下列四种家用电器中，利用电能转化为内能工作 的是（　D　） A. 迷你风扇 B. 笔记本电脑 C. 清洁机器人 D. 电暖气 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 2. 将规格都是“220V　100W”的一台电风扇、一台电视机和一个电热 毯分别接入220V电路中正常工作，通电时间相同，下列说法中错误的是 （　A　） A. 它们产生的热量相同 B. 它们消耗的电能相同 C. 它们的工作电流相同 D. 它们的实际功率相同 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 3. 小金利用如图装置来研究电流产生的热量跟哪些因素有关。甲、乙 两瓶中煤油的质量与初温都相同，瓶中电阻丝的大小关系为R甲＞R乙， 下列说法正确的是（　A　） A. 该实验用到了转换法和控制变量法 B. 如果用水来做实验，那么可以在更短的时 间内达到明显的实验效果 C. 甲、乙中的电阻丝通电时间相同，所以甲、 乙中的煤油吸收的热量相同 D. 通电后，乙瓶中的温度计液面升高得快 第3题 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 4. （2023·齐齐哈尔）将电能输送到几十万米之外的用户，在输电线上 会有能量的损耗，这主要是由电流的 效应引起的。某段输电线路 的总电阻为0.5Ω，输送电流为100A，每输电1min这段线路便会损 耗 J的电能。 热　 3×105　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 5. （2024·吉林）电炉丝通过导线接到电路中，通电一段时间后，电炉 丝热得发红，而与它串联的导线却几乎不发热。请用所学的物理知识解 释这种现象： ⁠ ⁠ ⁠。 电炉丝与导线串联，电炉丝和导线通电的时间相同，而 导线的电阻很小，电炉丝的电阻很大，由公式Q＝I2Rt知，电炉丝产生 的热量远大于导线产生的热量　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 6. 某电热器上标有“220V　1500W”字样，把它接在220V电路中，则 该电热器正常工作时： （1） 通过电热器的电流约是多少？（结果保留一位小数） 解：（1） I＝＝＝A≈6.8A （2） 电热器的电阻约是多少？（结果保留一位小数） 解：（2） R＝＝＝Ω≈32.3Ω （3） 电热器在30min内产生多少焦耳热量？ 解：（3） Q＝I2Rt＝×Ω×30×60s＝2.7×106J　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 7. 如图所示，将两根电热丝R1和R2串联在电路中，若R1＝10R2，会先被 点燃的火柴是（　B　） A. 在R2上的 B. 在R1上的 C. 同时点燃 D. 都有可能 第7题 8. 有2A的电流通过一电阻器，在一定时间内产生一定的热量，如果电 流增加到4A，那么在相同的时间内产生的热量是前者的（　C　） A. B. C. 4倍 D. 2倍 B C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 9. （2023·湘潭）取口香糖锡纸，剪成如图所示的形状，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 极，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是（　B　） A. 通过AB和CD段的电流不相等 B. 正常情况下，AB段会先着火 C. AB和CD段的电压相等 D. AB和CD段的电阻相等 第9题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 10. （新情境·社会热点）（2024·天津滨海新区一模）使用非国家标准 电线往往存在安全隐患。同种材料的非国标电线比国标电线细，若用非 国标电线替代相同长度的国标电线，则导线的电阻 ；当有电流 通过该导线时，产生的电热会 。（选填“较大”“较小”或 “相等”） 11. 已知某导体的电阻值为18Ω，通过它的电流为2A，则它两端的电压 为 V，通电1min产生的热量为 J，热功率为 W。 12. 甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4，通过的电流之比为2∶1，通 电时间之比为1∶2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比 为 ⁠。 较大　 较大　 36　 4320　 72　 5∶2　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 13. 在探究“电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关”的实验 中，采用了如图甲、乙所示的电路。 第13题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 （1） 为了在短时间内达到明显的实验效果，两烧瓶中应装入质量和初 温都相同的 （选填“水”或“煤油”），实验中通过 ⁠ 来反映电流通过导体产生热量的多少。 （2） 如图甲所示，两烧瓶中装有阻值不同的电热丝，可以探究电流通 过导体产生的热量与 的关系。 煤油　 两支 温度计示数的变化　 电阻　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 （3） 如图乙所示，两烧瓶中装有阻值相同的电热丝，闭合开关，调节 滑动变阻器，使两电流表示数 （选填“相同”或“不同”）， 可以探究电流通过导体产生的热量与 的关系。 不同　 电流　 第13题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 14. 某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时， 10min内可产生6.6×105J的热量。求： （1） 这台电烘箱的电功率。 解：（1） 1100W （2） 电阻丝工作时的电阻。 解：（2） 44Ω　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 15. 阻值为R的电阻丝，接到电源上6min，烧开了一壶水。现在把两根 同样的电阻丝并联起来，接到同一电源上烧开同一壶水，需要的时间是 （　A　） A. 3min B. 4min C. 8min D. 6min A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 返回目录 第三节　焦耳定律 第2课时　焦耳定律的应用 第十七章　电流做功与电功率 01 新知梳理 02 当堂反馈 目 录 1. 在纯电阻电路中，电流做的功全部用来产生热量，即Q＝W，结合欧 姆定律可推出另外两个计算电热的公式是Q＝Pt＝ ＝ ⁠。 2. 在串联电路中，相同时间内电流通过导体产生的热量与电阻 成 比；在并联电路中，相同时间内电流通过导体产生的热量与电 阻成 比。 UIt　 　 正　 反　 返回目录 1. 已知某电热毯电阻丝的阻值是605Ω，正常接在家庭电路中使用的时 候，电热毯在1min内产生的热量为 J。 2. R1∶R2＝3∶4，将它们串联接在电路中，相同时间内产生热量之比 是 ；若将它们并联接在电源上，则相同时间内产生的热量之比 是 ⁠。 4800　 3∶4　 4∶3　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 3. 某家庭用的电热水器将质量为60kg、温度为20℃的自来水加热到 50℃，则水吸收的热量为 J。如果热水器的功率为 2000W，用时5000s，那么该过程消耗的电能为 J，该热水器 的效率为 。[水的比热容为4.2×103J/（kg·℃）] 4. 一台功率为1200W的电动机正常工作时，通过线圈的电流为5A，若 此线圈的电阻为2Ω，则在1min内这台电动机线圈产生的热量 是 J，消耗的电能为 J。 7.56×106　 1×107　 75.6％　 3000　 7.2×104　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 5. （2024·绥化）一款电热水龙头的简化电路如图所示。如表所示是它 铭牌上的参数。电源电压恒定不变，R1和R2为发热电阻。当开关S、S1 均闭合时，通电20s电热水龙头产生的热量是 J，电阻R1和R2的 阻值之比是 ⁠。 第5题 44000　 1∶4　 额定电压 220V 额定功率 高温挡 2200W 低温挡 440W 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 6. （2023·金昌）如图所示，电源电压为9V且保持不变。闭合开关S 后，电流表A1的示数为0.4A，电阻R2＝15Ω。求： （1） 电流表A2的示数。 解：（1） R2两端的电压U2＝U＝9V，通过R2的电流I2＝ ＝＝0.6A，干路的总电流I＝I1＋I2＝0.4A＋0.6A ＝1A，即电流表A2的示数为1A 第6题 （2） 1min内，电阻R2上产生的热量。 解：（2） 电阻R2上产生的热量Q2＝R2t＝（0.6A） 2×15Ω×1×60s＝324J　 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 7. 如图所示，电源电压恒为6V，定值电阻R1和R2串联在电路中，若R1 的阻值为10Ω，闭合开关时电压表示数为2V。求： （1） R1两端的电压。 解：（1） R1两端的电压U1＝U－U2＝6V－2V＝4V 第7题 （2） 通电60s，电流通过R2产生的热量。 解：（2） 通过电阻R2的电流I2＝I1＝＝＝0.4A，R2 产生的热量Q＝U2I2t＝2V×0.4A×60s＝48J 1 2 3 4 5 6 7 返回目录 1. 把一个标有“10V　3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为 12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值 电阻产生的热量是（　D　） A. 60J B. 36J C. 30J D. 6J 第1题 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 2. R1、R2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，R1＝2R2，电源电压 均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2；图乙 电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q甲1∶Q甲2和Q乙1∶Q乙2分别为（　A　） A. 2∶1，1∶2 B. 1∶2，2∶1 C. 1∶1，1∶2 D. 2∶1，1∶1 第2题 A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 3. 如图所示，电阻为R的某型号风扇，连接在电压为U的电路两端，如 果通过的电流为I，工作时间为t，那么计算电流通过电风扇产生的热 量，下列公式选用正确的是（　C　） A. UIt B. t C. I2Rt D. 都可以 　第3题 C 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 4. 某电加热器的功率为2.1kW，则加热两小时消耗的电能 为 kW·h；热水器储水100kg，水的比热容为4.2×103J/ （kg·℃），某天阳光照射水温升高60℃，水吸收的热量 为 J，要产生同样多的热量，需要电加热器加热的时间 为 s。 4.2　 2.52×107　 1.2×104　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 5. （跨学科实践·工程实践）（2023·安徽）在某汽车尾部的挡风玻璃 上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12Ω的电阻丝并联而成， 简化结构如图所示。该装置与12V的汽车电池接通工作1min，产生的总 热量为 J。 3600　 第5题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 6. 某品牌电热水壶铭牌中部分参数如表所示，现将其接入220V电路 中，向壶内倒入1.5L的水，在1个标准大气压下将水从20℃加热至沸 腾。求： 额定电压 220V 额定功率 1000W 容　量 1.5L 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （1） 此过程中壶内水吸收的热量。 解：（1） 水的质量m＝ρ水V＝1.0×103kg/m3×1.5×10－3m3＝1.5kg， 在1个标准大气压下，水的沸点为100℃，Q吸＝c水m（t2－t1）＝ 4.2×103J/（kg·℃）×1.5kg×（100℃－20℃）＝5.04×105J （2） 该电热水壶正常工作时的电阻。 解：（2） 该电热水壶正常工作时的电阻R＝＝＝48.4Ω 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （3） 若烧水实际耗时为10min，此过程电热水壶的热效率。 解：（3） 烧水实际耗时10min消耗的电能W＝Pt＝1000W×10×60s＝ 6×105J，此过程电热水壶的热效率η＝×100％＝×100％＝ 84％　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 7. 关于电流通过导体时产生的热量，下列说法正确的是（　D　） A. 根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B. 根据Q＝可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C. 根据Q＝UIt可知，相同时间内产生的热量与电阻无关 D. 根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热 量越多 D 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 8. （2024·广元）如图是“扬帆”学习小组对小灯泡L和定值电阻R的阻 值进行测量后，根据实验数据作出的U－I图像。若将L和R串联接在8V 的电源两端，L与R的电阻之比为 ；若将L和R并联在2V的电源两 端，在1min内，L与R产生的热量之比为 ⁠。 第8题 1∶1　 3∶2　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 9. 许多重大火灾都是因供电线路上某些连接处接触不良造成的。当线 路连接处接触不良时，该处的电阻将 （选填“变大”“变小” 或“不变”），由于电流的 效应导致局部过热，也可能引发火 灾。另外，家庭电路中电功率过大，也会导致电路中 过大，引 发火灾。 变大　 热　 电流　 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 10. （2024·苏州）某电饭锅的电路如图所示，发热盘内有发热电阻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，通过的电 流为4A；当温度达到一定值时，开关S自动切换到b，电饭锅处于保温 挡，通过的电流为0.25A。求： （1） R1的阻值。 解：（1） 当S接a时，电饭锅处于高温挡，通过的电流为 4A，电压为220V，R1＝＝＝55Ω 第10题 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （2） 电饭锅高温挡的功率。 解：（2） 电饭锅高温挡的功率P高＝UI高＝220V×4A＝ 880W 第10题 （3） 保温16min，分压电阻R2产生的热量。 解：（3） 电阻R2＝－R1＝－55Ω＝825Ω，Q2＝R2t＝ （0.25A）2×825Ω×16×60s＝4.95×104J 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 11. 如图甲为小丽家的一款家用电火锅，其简化电路如图乙所示，电源 电压为220V，滑动变阻器R1和定值电阻R2均用于加热。电火锅消耗的功 率可以在440～2200W之间任意调节。 第11题 （1） 电火锅功率最大时的电流是多少？ 解：（1） 电火锅功率最大时的电流I最大＝＝＝10A 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （2） 滑动变阻器R1的最大阻值是多少？ 解：（2） 当变阻器接入电路的阻值为0时，电路的总功率最大，为 2200W，则R2的阻值R2＝＝＝22Ω，当变阻器接入电路的 阻值最大时，电路的总功率最小，为440W，则电路的总电阻R＝＝ ＝110Ω，滑动变阻器R1的最大阻值R1大＝R－R2＝110Ω－22Ω ＝88Ω 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 （3） 小丽用电火锅的最大功率将质量为2kg、初温为12℃的肉汤加热 到100℃，电火锅给肉汤加热时的效率是80％，需用时多少？[c肉汤＝ 3.0×103J/（kg·℃）] 解：（3） 肉汤吸收的热量Q吸＝c肉汤mΔt＝3.0×103J/（kg·℃） ×2kg×（100℃－12℃）＝5.28×105J，电火锅消耗的电能W＝＝ ＝6.6×105J，需要的加热时间t＝＝＝300s 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 12. 有一只电动机，其线圈电阻r＝1Ω，电动机允许通过的最大电流为 2A，如图所示，将这只电动机接在电压U＝6V的电源两端，在把重物匀 速提升时，2s内电动机对重物做的总功为10J，则电动机提升重物时消 耗的电能是（不考虑摩擦和动滑轮的重力）（　B　） A. 8J B. 12J C. 24J D. 72J 第12题 B 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 返回目录 $$