17.3.1电流的热效应（新课预习.培优卷）-2025-2026学年九年级上册物理沪科版（2024）

17.3.1 电流的热效应 一、选择题 1．历史上第一个成功研究热和功关系及电流热效应的科学家是（　　） A．焦耳 B．安培 C．伏特 D．欧姆 2．下列情况中不属于防止电热危害的是（　　） A．电视机的后盖有许多孔 B．电脑机箱内有小风扇 C．电动机外壳有许多散热片 D．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次 3．通过一根电阻丝的电流为2A，通电1min产生了2.64×104J的热量，它的电阻是（　　） A．66Ω B．6600Ω C．110Ω D．220Ω 4．将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，产生的热量最多的是（　　） A．电冰箱 B．电风扇 C．电热毯 D．一样多 5．甲、乙两电热丝电阻之比为2：3，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为（　　） A．2：3 B．6：1 C．4：1 D．1：6 6．当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q．如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的是（　　） A．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的 B．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的 C．将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍 D．将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍 7．甲、乙两个电热器的电阻之比为2：3，通电相同时间产生的热量之比为6：1，则通过甲、乙的电流之比为（　　） A．3：1 B．1：3 C．3：2 D．2：3 8．如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（　　） A．U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故 B．通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的 C．图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：2 D．图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系 二、填空题 9．电热器是利用电流的热效应加热的设备，它们的工作过程都是将　 　 能转化为　 　 能的过程。请你写出两种常见的电热器：①　 　 ；②　 　 。 10．车床照明灯的额定电压是36V，它正常工作时灯丝的电阻是18Ω，则该照明灯正常工作时，消耗的电功率是　 　 W，工作10min，电流通过灯丝产生的热量是　 　 J。 11．如图所示的电路中，电源电压U＝6V，电阻R1＝20Ω，R2＝10Ω，则通电1min，R2产生的热量为 　 　 J。 12．家庭装修中遇到导线不够长时，有的装修师傅把两根导线连接起来使用，但连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是因为与别处相比，连接处接触电阻较 　 　 ，电能转化为热的功率较 　 　 。 13．小彬同学用如图所示的实验装置探究“电流的热效应与电阻大小的关系”，电源电压为6V，电阻丝R1＝40Ω，R2＝20Ω，甲、乙两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到 　 　 （选填“甲”或“乙”）气球先鼓起来。通电1min，电阻丝R2产生的热量为 　 　 J。 三、实验探究题 14．（1）为探究影响电阻大小的因素，甲同学利用同一种合金材料的a、b、c三条电阻丝进行实验，a、b长度相同，b、c粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接通a、b、c，电流表的三次示数如图2所示，根据示数可以得出以下结论： ①比较a、b两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体　 　 有关。 ②比较b、c两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体　 　 有关。 ③由实验可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是　 　 。 （2）乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究： ①考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处，然后使a、b、c电阻丝能同时通电发热。乙同学是想利用　 　 来反映电阻丝发热量的大小。 ②乙同学选择的电路图如图3所示，采取的是三个电阻丝　 　 （选填“串联”或“并联”）的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整。 ③接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序是　 　 。 结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热　 　 （选填“多”或“少”），发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释：在相同的通电时间内，当　 　 时，电阻大的电热就多；当　 　 时，电阻大的电热就少。 四、计算题 15．如图电路中，电源电压恒为9V，灯泡L规格为“6V 3W”，闭合开关，灯泡正常工作。求： （1）灯泡正常工作时的电阻。 （2）灯泡工作5分钟消耗的电能及电阻R产生的热量。 17.3.1 电流的热效应 参考答案与试题解析 一、选择题 1．历史上第一个成功研究热和功关系及电流热效应的科学家是（　　） A．焦耳 B．安培 C．伏特 D．欧姆 【答案】A 【分析】本题根据对初中物理中几位重大贡献的科学家的认识即可写出答案。 【解答】解：A、历史上第一个成功研究热和功关系及电流热效应的科学家是焦耳，他总结出来著名的焦耳定律，故A正确； B、安培是最早提出电流这一概念的物理学家，故B错误； C、伏特的主要贡献是发明了伏特电池，故C错误； D、欧姆是最早总结出电压、电流、电阻三者规律的物理学家，故D错误。 故选：A。 【点评】本题意图是为了让同学了解物理学史和物理学家的贡献。 2．下列情况中不属于防止电热危害的是（　　） A．电视机的后盖有许多孔 B．电脑机箱内有小风扇 C．电动机外壳有许多散热片 D．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次 【答案】D 【分析】本题考查电热的危害的防止，电视机的后盖上有小孔、电动机外壳上有散热片、电脑机箱内有小风扇都是为了散热，确保用电器正常工作。 【解答】解：A、电视机的机壳上有许多小孔是为把各电器元件产生的热量及时散失掉。不符合题意。 B、过多的热量会影响计算机的正常工作，机箱内有风扇，这都是为了散失热量。不符合题意。 C、电流通过电机产生的热量是有害的，有许多散热片可以用来散热。不符合题意。 D、家电长时间停用，隔一段时间应通电一次防止家电受潮，再次使用时被损坏。符合题意。 故选：D。 【点评】本题主要考查对电热的应用及预防措施的了解。用电器工作时如果温度过高，会造成危害，要考虑如何散热。 3．通过一根电阻丝的电流为2A，通电1min产生了2.64×104J的热量，它的电阻是（　　） A．66Ω B．6600Ω C．110Ω D．220Ω 【答案】C 【分析】知道通过电阻丝的电流和通电1min产生的热量，根据Q＝I2Rt求出电阻丝的电阻。 【解答】解：由Q＝I2Rt可得，电阻丝的阻值： R110Ω。 故选：C。 【点评】本题考查了焦耳定律的灵活应用，是一道基础题目。 4．将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，产生的热量最多的是（　　） A．电冰箱 B．电风扇 C．电热毯 D．一样多 【答案】C 【分析】由题意知，三种用电器的额定电压都是220V，额定功率都是180W；家庭电路电压是220V，把这三个用电器接入家庭电路，三个用电器都正常工作，实际功率相同都等于额定功率，通电时间相同，根据W＝Pt可知消耗的电能相同；通过分析三种用电器工作时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。 【解答】解：因为接在家庭电路中，U＝220V， 所以三种用电器的实际功率：P实＝P额＝180W； 又因为W＝Pt，用电器工作时间t相等， 所以，三种用电器消耗的电能相同， 因为电冰箱与电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小，电热毯工作时电热丝产生热量，把电能全部转化为热量，所以产生热量最多的是电热毯。 故选：C。 【点评】知道电流做功的实质：电流做功的过程就是消耗电能转化为其它形式能的过程，能分析三种用电器的能量转化是本题的关键。 5．甲、乙两电热丝电阻之比为2：3，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为（　　） A．2：3 B．6：1 C．4：1 D．1：6 【答案】B 【分析】知道甲、乙两电热丝的电阻之比和通过的电流之比，利用Q＝I2Rt可知相同时间内产生的热量之比。 【解答】解：根据题意可知，甲、乙两电热丝电阻之比R甲：R乙＝2：3，通过的电流之比I甲：I乙＝3：1， 则相同时间内产生的热量之比。 故选：B。 【点评】本题考查焦耳定律公式的应用，是一道基础题。 6．当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q．如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的是（　　） A．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的 B．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的 C．将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍 D．将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍 【答案】A 【分析】根据焦耳定律Q＝I2Rt分析答题。 【解答】解：A、将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的，由Q可知，产生的热量变为2Q，故A正确； B、将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的，由Q可知，热量变为原来的四分之一，故B错误； C、将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍，由Q可知，热量变为原来的4倍，故C错误； D、将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍，由Q可知，热量变为原来的，故D错误； 故选：A。 【点评】本题考查了判断电阻产生热量的变化，根据题意，应用Q即可正确解题。 7．甲、乙两个电热器的电阻之比为2：3，通电相同时间产生的热量之比为6：1，则通过甲、乙的电流之比为（　　） A．3：1 B．1：3 C．3：2 D．2：3 【答案】A 【分析】根据题意可知甲、乙两个电热器的电阻关系和时间关系、产生的热量关系，根据Q＝I2Rt求出通过甲、乙的电流之比。 【解答】解：由题意可知，R甲：R乙＝2：3，t甲：t乙＝1：1，Q甲：Q乙＝6：1， 由Q＝I2Rt可得，通过甲、乙的电流之比： 。 故选：A。 【点评】本题考查了焦耳定律的灵活应用，计算过程要注意各量之间的关系，不要颠倒。 8．如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法错误的是（　　） A．U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故 B．通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的 C．图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是1：2 D．图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系 【答案】B 【分析】（1）探究电流产生热量与电阻关系时，控制电流和通电时间不变； （2）由焦耳定律可知，电流产生热量的多少，即可判断容器内空气吸热量多少； （3）探究电流产生的热量与电流的关系，控制电阻和通电时间不变； （4）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转化法． 【解答】解：A.电流通过导体产生的热量不能直接显示出来，容器中空气会由于热胀冷缩而出现高度差，由此反映出产生的热量多少，故选项A说法正确； B.容器中气体的内能增大是通过电阻丝将热量传递给气体的，故气体内能增大是通过热传递的方式改变的，故选项B说法错误； C.甲图中电阻之比为：R1：R2＝5Ω：10Ω＝1：2； 串联电路中电流相等，故电流之比为：I1：I2＝1：1； 图甲中电阻产生热量之比为：，故C正确； D.图乙中容器中电阻相等，根据串并联电路关系可知，他们的电流不等，并联电阻支路中电流为干路电流的一半，两边容器中电阻的电流不同，可以用来探究产生热量与电流大小的关系，故选项D说法正确。 故选：B。 【点评】本题主要考查探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验。 二、填空题 9．电热器是利用电流的热效应加热的设备，它们的工作过程都是将　电　 能转化为　内　 能的过程。请你写出两种常见的电热器：①　电热毯　 ；②　电熨斗　 。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）电流有三种效应，电流的热效应，电流的磁效应，电流的化学效应。利用电流发热属于电流的热效应的应用。 （2）从能量转化的角度分析，电热器是用来加热的，是电能转化为内能。 【解答】解：电热器是利用电流通过电阻丝发热，是利用了电流的热效应，电热器工作时，将电能转化为热能（即内能）。 生活中常见的电热器有电热毯、电熨斗、电热水器等。 故答案为：电；内；电热毯；电熨斗。 【点评】本题考查了学生对用电器在工作时能量转化的理解，即在工作时能把电能转化成热能的用电器就是电热器。 10．车床照明灯的额定电压是36V，它正常工作时灯丝的电阻是18Ω，则该照明灯正常工作时，消耗的电功率是　72　 W，工作10min，电流通过灯丝产生的热量是　43200　 J。 【答案】见试题解答内容 【分析】照明灯正常工作时的电压和额定电压相等，根据P＝UI求出消耗的电功率，根据Q＝W＝Pt求出工作10min电流通过灯丝产生的热量。 【解答】解：照明灯正常工作时，消耗的电功率： P＝UI72W， 工作10min，电流通过灯丝产生的热量： Q＝W＝Pt＝72W×600s＝43200J。 故答案为：72；43200。 【点评】本题考查了电功率和电热的计算，是一道较为简单的应用题。 11．如图所示的电路中，电源电压U＝6V，电阻R1＝20Ω，R2＝10Ω，则通电1min，R2产生的热量为 　24　 J。 【答案】24。 【分析】由图可知R1、R2串联，根据串联电路特点求出电路中的总电阻，利用欧姆定律求出电路中的电流，利用焦耳定律求出通电1min，R2产生的热量。 【解答】解：由图可知，R1、R2串联， 根据串联电路的电阻特点可知，电路中的总电阻：R＝R1+R2＝20Ω+10Ω＝30Ω， 电路中的电流：I0.2A， 根据串联电路的电流特点可知，通过R2的电流：I2＝I＝0.2A， 通电1min，R2产生的热量：Q2R2t＝（0.2A）2×10Ω×1×60s＝24J。 故答案为：24。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律以及焦耳定律的应用，是一道基础题。 12．家庭装修中遇到导线不够长时，有的装修师傅把两根导线连接起来使用，但连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是因为与别处相比，连接处接触电阻较 　大　 ，电能转化为热的功率较 　大　 。 【答案】大；大。 【分析】导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。 【解答】解：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，串联在电路中，通过导体的电流相等、通电时间相等，根据Q＝I2Rt，连接处产生的热量较多，电能转化为热的功率较大。 故答案为：大；大。 【点评】本题考查串联电路特点和焦耳定律的应用，属于一道基础题。 13．小彬同学用如图所示的实验装置探究“电流的热效应与电阻大小的关系”，电源电压为6V，电阻丝R1＝40Ω，R2＝20Ω，甲、乙两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到 　甲　 （选填“甲”或“乙”）气球先鼓起来。通电1min，电阻丝R2产生的热量为 　12　 J。 【答案】甲；12 【分析】（1）实验中，根据气体的热胀冷缩性质，利用气球的膨胀来反映电流产生热量的多少，这是转换法的运用；电流产生的热量与电阻大小、通电时间的长短、电流大小有关； （2）利用Q＝I2Rt求出产生的热量。 【解答】解：由图可知，两电阻丝串联有电路中，这样可保证电流相同、加热时间相同，电阻越大，产生的热量越多，所以甲中产生的热量多，甲中的气球先鼓起来； 通电1min，R2产生的热量为：Q＝I2R2t＝（）2R2t＝（）2×20Ω×60s＝12J。 故答案为：甲；12。 【点评】本题考查了影响电热的因素、焦耳定律的应用，难度不大。 三、实验探究题 14．（1）为探究影响电阻大小的因素，甲同学利用同一种合金材料的a、b、c三条电阻丝进行实验，a、b长度相同，b、c粗细相同，如图1所示。连接电路，分别接通a、b、c，电流表的三次示数如图2所示，根据示数可以得出以下结论： ①比较a、b两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体　横截面积　 有关。 ②比较b、c两次电表示数，可以得出电阻大小跟导体　长度　 有关。 ③由实验可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是　Ra＞Rb＞Rc　 。 （2）乙同学利用这套实验器材试图对电热与电阻的关系进行探究： ①考虑到没有计时工具，他用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处，然后使a、b、c电阻丝能同时通电发热。乙同学是想利用　小木棍掉落的时间　 来反映电阻丝发热量的大小。 ②乙同学选择的电路图如图3所示，采取的是三个电阻丝　并联　 （选填“串联”或“并联”）的连接方式，请你将未完成的电路连线补充完整。 ③接通电路，观察到小木棍掉落的先后顺序是　c、b、a　 。 结合实验现象和甲同学实验得到的电阻大小关系，乙同学推测出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热　少　 （选填“多”或“少”），发现该结论与已学的焦耳定律不符。请你帮助他进行解释：在相同的通电时间内，当　通过电阻的电流相同（串联）　 时，电阻大的电热就多；当　电阻的电压相同（并联）　 时，电阻大的电热就少。 【答案】见试题解答内容 【分析】（1）影响导体电阻大小的因素：导体的材料、长度和横截面积，在研究电阻与其中某个因素的关系时，要采用控制变量法的思想，要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系，需要保持其它量不变。 （2）蜡烛油吸热熔化，根据小木棍掉落的时间反映电阻丝发热量的大小； 由图可知，三个电阻丝并联接入电路； 根据Q＝Wt分析三电阻丝吸热多少，然后可知小木棍掉落的先后顺序； 由焦耳定律可知相同时间内，在电流相同的情况下，电阻越大，电流产生的热量越多； 【解答】解： （1）①同一种合金材料的a、b、c；a、b长度相同，粗细不相同，a、b两次电表示数不同，比较a、b两次电表示数，Ia＜Ib，可以得出电阻大小跟导体横截面积有关。 ②b、c粗细相同，材料相同，长度不同，b、c两次电表示数不同，Ib＜Ic，由此可得，电阻大小跟导体长度有关。 ③已知Ia＜Ib，Ib＜Ic，由欧姆定律可知，Ra＞Rb，Rb＞Rc．由此可以得出：三个电阻丝阻值从大到小关系是 Ra＞Rb＞Rc。 （2）①用小木棍蘸取等量蜡烛油分别粘放在a、b、c电阻丝的中点处，然后使a、b、c电阻丝能同时通电发热，吸热多的蜡油先熔化，则小木棍先掉落，因此可利用小木棍掉落的时间来反映电阻丝发热量的大小。 ②由图可知，三个电阻丝首位顺次连接，并联接入电路；补充图如下： ③已知三个电阻丝阻值从大到小关系是 Ra＞Rb＞Rc。 由Q＝Wt可得，三电阻丝吸热关系Qc＞Qb＞Qa。 所以观察到小木棍掉落的先后顺序是c、b、a。 由乙同学的实验可得出：通电时间相同的情况下，电阻大的电阻丝产生的电热反而少了，是因为电流不同； 因此在相同的通电时间内，当通过电阻的电流相同（串联）时，电阻大的电热就多；当电阻的电压相同（并联）时，电阻大的电热就少。 故答案为：（1）①横截面积；②长度；③Ra＞Rb＞Rc； （2）①小木棍掉落的时间；②并联；见上图；③c、b、a；少；通过电阻的电流相同（串联）；电阻的电压相同（并联）。 【点评】本题考查探究电流产生的热量与电阻的关系，需明确当要探究的物理量较多时，应采用控制变量法。 四、计算题 15．如图电路中，电源电压恒为9V，灯泡L规格为“6V 3W”，闭合开关，灯泡正常工作。求： （1）灯泡正常工作时的电阻。 （2）灯泡工作5分钟消耗的电能及电阻R产生的热量。 【答案】（1）灯泡正常工作时的电阻为12Ω； （2）灯泡工作5分钟消耗的电能为900J；电阻R产生的热量为450J。 【分析】（1）知道灯泡的额定电压和额定功率，利用P求出灯泡正常工作时的电阻； （2）灯泡正常发光，实际功率等于额定功率，利用P求出灯泡工作5分钟消耗的电能； 由图可知，灯泡和定值电阻R串联，根据欧姆定律求出通过灯泡的电流；根据串联电路的特点可知定值电阻两端的电压和通过的电流，利用Q＝W＝UIt求出电阻R产生的热量。 【解答】解：（1）由P可知，灯泡正常工作时的电阻RL12Ω； （2）灯泡正常发光，实际功率等于额定功率， 由P可知，灯泡工作5分钟消耗的电能W＝PLt＝3W×5×60s＝900J； 由图可知，灯泡和定值电阻R串联，通过灯泡的电流IL0.5A。 根据串联电路的电规律可知，定值电阻R两端的电压UR＝U﹣UL＝9V﹣6V＝3V， 通过定值电阻的电流IR＝IL＝0.5A， 电阻R产生的热量Q＝WR＝URIRt＝3V×0.5A×5×60s＝450J。 答：（1）灯泡正常工作时的电阻为12Ω； （2）灯泡工作5分钟消耗的电能为900J；电阻R产生的热量为450J。 【点评】本题考查串联电路的特点、欧姆定律的应用、电功率公式的应用以及消耗电能的计算，是一道电学综合题，难度不大。 第1页（共1页） 学科网（北京）股份有限公司 $$