6.3　焦耳定律 课件 2025-2026学年物理教科版九年级上册

第6章　电功率 3 焦耳定律 1 基础达标 01 能力提升 02 温馨提示：鼠标轻轻一点，内容立即呈现 CONTENT 3 知识点 1 电流的热效应 1.小明和小华同学为了探究“电流产生的热量与电阻的关系”,设计了如图所示的实验电路。两个烧瓶甲、乙中盛有质量、初温相等的煤油,其中R1<R2。 基础达标 4 (1)R1与R2采用串联的连接方式,是为了控制通电时间和　　　　相等。  (2)在相同时间内,可通过观察　 　　　来比较电流通过电热丝产生的热量多少。  (3)在通电时间相同时,两烧瓶内煤油液面 上升较高的是　 　　(选填“甲”或“乙”) 瓶。由此可知,在通电时间相同、电流一 定的情况下,电阻越大,电流产生的热量越 　　　　。  电流 温度计示数 乙 多 5 2.如图是“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气。 (1)实验中通过观察液面高度的变化来比较电流 通过导体产生热量的多少,这种方法叫                 　　　　 (选填“转换法”或“等效替代法”)。  (2)接好电路,闭合开关,通电一段时间后,                 　　　　 (选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大,此实验现象表明,在电阻和通电时间相同的情况下,　　　　越大,所产生的热量越多。  转换法 左 电流 6 知识点 2 焦耳定律 3.(2024鸡西中考)如图是“探究通电导体产生的热量与　　　　 大小关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4 A,在1 min内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为　　　　　J。  电流 12 7 4.(2025白城阶段练习)如图所示的电路,电源电压恒为15 V,R1=75 Ω,R2= 25 Ω。当开关S、S1均闭合后,求: (1)电流表的示数。 解:(1)由电路图可知两电阻并联,所以 U1=U2=U=15 V, 通过电阻R1的电流I1===0.2 A,通过电阻R2的电流I2===0.6 A, 电流表在干路上,由并联电路的电流规律可得电流表的示数 I=I1+I2=0.2 A+0.6 A=0.8 A。 8 (2)通电10 s,电阻R1产生的热量。 (2)由焦耳定律Q=I2Rt可得通电10 s,电阻R1产生的热量 Q1=R1t=(0.2 A)2×75 Ω×10 s=30 J。 9 知识点 3 电热的利用与危害 5.电流的热效应在日常生活中被广泛应用,但有时它也会给我们带来危害。下列情况中不属于防止电热危害的是 (　　) A.家电长时间停用,隔段时间应通电一次 B.电视机的后盖有许多孔 C.电动机外壳有许多散热片 D.电脑的CPU上有小风扇 A 10 1.电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接电炉的导线却不怎么热,这主要是因为 (　　) A.导线的电阻远小于电阻丝的电阻,导线消耗的电能很少 B.通电导线的电流小于通过电阻丝的电流 C.导线散热比电阻丝快 D.导线的绝缘体隔热 能力提升 A 11 解析:电阻丝跟导线串联,通过它们的电流I和通电时间t相等,因为Q=I2Rt, R电阻丝>R导线,所以产生的热量Q电阻丝>Q导线,故电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫,而连接电炉的导线却不怎么热。由于Q=W电,因此相同时间内导线上消耗的电能小于电阻丝消耗的电能,题中描述的现象与散热快慢、隔热效果无关。故A符合题意,BCD不符合题意。故选A。 12 2.如图所示电路图,电源电压恒定不变,R2=2R1,闭合开关S1,通过R1、R2两电阻的电流之比是　　　 ,相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 　　　;将电流表和电压表的位置互换,再将开关S1、S2均闭合后,R1、R2两电阻的电流之比是　　　 ,相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是　　　　。  1∶1 1∶2 2∶1 2∶1 13 解析:由题图可知,闭合开关S1,电阻R1、R2串联,因为串联电路中各处的电流相等,所以两电阻的电流之比是1∶1。根据Q=I2Rt可得,相同时间内R1、R2两电 阻产生的热量之比是====;将电流表和电压表的位置互换,再将 开关S1、S2均闭合,电阻R1、R2并联,因为并联电路各支路两端的电压相等,所以R1和R2两端的电压相等,由I=可得,R1、R2两电阻的 电流之比是===,根据Q=I2Rt可得,相同时间内R1、 R2两电阻产生的热量之比是====。 14 3.如图是一款挂烫机和它的简化电路图,电源电压为220 V,R1、R2是电热丝,R1=55 Ω,R2=110 Ω。开关旋到不同位置,使挂烫机有关闭、慢热、速热三个挡位。当开关处于3、4两个触点时,挂烫机处于　　　　挡;若挂烫机在速热挡工作1 min,电热丝所产生的热量为　　　　　J。  速热 79 200 15 解析:由电路图可知,当开关处于3、4两个触点时,电路为R1、R2并联电路,电路电阻最小,功率最大,挂烫机处于速热挡。挂烫机在速热挡的电功率P=+=+=1 320 W,由题知,挂烫机在速热挡工作1 min,电热丝所产生的热量Q=W=Pt=1 320 W×60 s=79 200 J。 16 4.如图所示,电源电压恒定,先在A、B两点间接入一个阻值为15 Ω的定值电阻R1,电流表示数为0.2 A,若在A、B上方并联一个定值电阻R2(虚线部分),电流表示数将变为0.5 A,则通电100 s,电阻R2产生的热量为　　 　J。 90 解析:由欧姆定律可知,电源电压:U=U1=I1R1=0.2 A× 15 Ω=3 V,在A、B上方并联一个定值电阻R2,根据并联 电路的特点可知,此时通过R1的电流不变,则通过R2的 电流:I2=I-I1=0.5 A-0.2 A=0.3 A,根据并联电路的电压 特点可知,R2两端的电压:U2=U=3 V,则通电100 s,电阻 R2产生的热量:Q2=W2=U2I2t=3 V×0.3 A×100 s=90 J。 17 5.如图所示电路,电源电压保持不变,定值电阻R1的阻值为20 Ω。仅闭合开关S1时,电流表A1的示数为0.3 A;开关S1和S2均闭合时,电流表A2的示数为1.2 A,此时通电5 min,定值电阻R2上产生的热量为　　　　J。  1 620 解析:由题意可知,仅闭合开关S1时,电路中只有电阻 R1工作,所以由欧姆定律可知,电源电压U=I1R1=0.3 A ×20 Ω=6 V,当开关S1和S2均闭合时,电阻R1和电阻R2 并联,此时电流表A1的示数仍为0.3 A,电流表A2的示 数为1.2 A,故此时通过电阻R2的电流为I2=I-I1=1.2 A-0.3 A=0.9 A,则此时电阻R2产生的热量为Q=UI2t=6 V×0.9 A×5×60 s=1 620 J。 18 6.(2025廊坊阶段练习)如图所示的电路中,定值电阻R1=10 Ω,R2为滑动 变阻器,电源电压恒定不变。S闭合后,当滑片在a端时,电流表的示数是 0.6 A;滑片在b端时,电压表的示数是4 V。求: (1)电源电压。 解:(1)当滑片在a端时电路为R1的简单电路,由I=可得,电源电压 U=IaR1=0.6 A×10 Ω=6 V。 19 (2)滑动变阻器R2的最大阻值。 (2)当滑片在b端时,电阻R1和滑动变阻器串联,R1两端的电压U1=U-U2=6 V-4 V=2 V, 通过R1的电流I=I1===0.2 A,滑动变阻器的最大阻值R2===20 Ω。 20 (3)当滑片P在R2的中点时,整个电路在10 min内产生的热量。 (3)当滑片在R2的中点时,滑动变阻器R2接入电路的阻值为R'2=R2=×20 Ω=10 Ω,根据串联电路的总电阻等于各电阻之和可得,总电阻R=R1+R'2=10 Ω+ 10 Ω=20 Ω,则整个电路在10 min内产生的热量Q= W=t=×10×60 s=1 080 J。 21 核心素养 7.(科学思维)如图是一款新型无扇叶电风扇,通电时,它可以送出清爽的风。该电风扇内部电动机的额定电压为100 V,额定电流为2 A,电动机内部线圈电阻为5 Ω,则该电风扇正常工作10 min消耗的电能为　 　　 J。电动机转子被卡住时,很容易烧坏电动机,原因是                   　　　　 。  1.2×105 电能全部转化为内能, 解析:消耗的电能为W=UIt=100 V×2 A×10×60 s=1.2× 105 J。电动机转子被卡住时,电动机消耗的电能全部转化 为内能,电动机温度过高,会烧坏电动机。 温度过高,会烧坏电动机 21 $$