17.3 焦耳定律-2025-2026学年物理沪科版（2024）九年级全一册

第三节　焦耳定律 1 ❶电流的热效应 定　义：电流通过导体时________能转化为_________的现象叫做电流的热效应。 ❷电流产生热量的影响因素 电流产生的热量跟________、__________以及____________有关。当电流和电阻一定时，通电时间______，产生的热量越多。当电阻和通电时间一定时，电流______，产生的热量越多。当电流和通电时间一定时，电阻________，产生的热量越多。 电 内能 电流大小 导体电阻 通电时间 越长 越大 越大 ❸焦耳定律 内　容：电流通过导体产生的热量跟______________成正比，跟______________成正比，跟________成正比。 公　式：Q＝______。 说　明：在纯电阻电路中，消耗的电能等于电热，即W＝____。 电流的热效应的利用和防止：生活中利用电流热效应的例子有________等。电流热效应对我们有害的例子有__________________________等。 电流的二次方 导体的电阻 通电时间 I2Rt Q 电饭锅 输电导线的电阻通电时发热 电流的热效应 1．(2024·山东菏泽)下列家用电器，利用电流的热效应工作的是 ( ) A．电冰箱 B．洗衣机 C．电脑 D．电饭煲 D 焦耳定律 2．用如图所示的实验装置探究电流通过导体时产生的热量与电阻的关系，甲瓶中镍铬合金丝的电阻大于乙瓶中锰铜合金丝的电阻。 (1)实验中通过观察____________________来比较电流产生热量的多少，运用了______法。 (2)为了便于比较两电阻丝通电后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入_____、初温都相同的煤油。为了升温较快，实验液体选用煤油而不是水，主要是因为水的_______较大。 温度计的示数变化 转换 质量 比热容 (3)两电阻丝采用串联的方式连接，其目的是控制_________________相等。 (4)通电一段时间后，甲瓶中的温度计示数升高得多，由此可得出结论：当电流和通电时间一定时，电阻越大，导体产生的热量越______。 (5)调节滑片，利用该装置还可以探究导体电阻和通电时间一定时，导体产生的热量与______的关系。 电流和通电时间 多 电流 3．某导体的电阻为20 Ω，当通过它的电流为2 A时，则其1 min产生的热量为________J。 [变式题1]某电炉的电阻是100 Ω，通电1 min 40 s，产生的热量是4×104 J，那么通过电炉丝的电流是____A。 [变式题2]某款家用茶具煮茶时的电阻是55 Ω，正常情况下通过该茶具的电流是____A，其正常工作______s产生的热量是2.64×105 J。 4 800 2 4 300 4．某中学师生为了开展科学实验，自制了一台电烘箱，用来烘干仪器。电烘箱工作时，两端的电压为220 V，通过的电流为5 A。求： (1)电烘箱的电阻。 (2)电烘箱的电功率。 (3) 电烘箱10 min可产生的热量。 (2)电烘箱的电功率P＝UI＝220 V×5 A＝1 100 W； (3)电烘箱10 min可产生的热量，方法一：Q＝I2Rt＝(5 A)2×44 Ω×10×60 s＝6.6×105 J或方法二：Q＝W＝UIt＝220 V×5 A×10×60 s＝6.6×105 J或方法三：由P＝ 得，Q＝W＝Pt＝1 100 W×10×60 s＝6.6×105 J。 不能正确区分电热和电能 5．标有“220 V　60 W”的电风扇和标有“220 V　60 W”的电热水壶并联在家庭电路中，相同时间内电风扇消耗的电能______电热水壶消耗的电能；相同时间内电风扇产生的热量______电热水壶产生的热量。(均选填“大于”“小于”或“等于”) 等于 小于 6． 小市同学在科学课上表演了一个小魔术，用如图所示形状的金属片点燃火柴，他将此金属片接在学生电源上，则将火柴放在哪个位置最容易被点燃( ) A． a点 B．b点 C．c点 D．都一样 C 7．(多选) 如图所示，通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手，这是因为( ) A．通过电炉丝的电流大 B．电炉丝的电阻大 C．电炉丝两端的电压大 D．电炉丝比热容小 BC 8．两个电热器的电阻之比是3∶2，把它们串联在电路中使用，在相同时间内它们放出的热量之比是 ( ) A．3∶2 　　B．2∶3 　　C．9∶4 　　D．4∶9 A 9．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12 Ω的电阻丝并联而成，简化结构如图所示。该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min，产生的总热量为_______J。 3 600 11． (贵阳期末)国家标准规定：电热水壶的电源线长度不大于75 cm。请你从电热的角度解释制定这一规定的理由。 答：电热水壶属于大功率用电器，在电源电压一定时，由P＝UI可知，通过电源线的电流较大，电源线的材料和横截面积一定时，电源线越长，电阻越大，当电流和通电时间一定时，由Q＝I2Rt可知，电源线产生的热量越多，容易烧坏电源线的绝缘皮，甚至引起火灾，所以电热水壶的电源线不宜过长，规定长度不大于75 cm。 12．如图所示的电路中，电阻R1＝10 Ω，闭合开关S，电流表 的示数为0.4 A，电流表 的示数为0.6 A。求： (1)R1两端的电压。 (2)R2的阻值。 (3)2 min内整个电路产生的热量。 解：(1)由图可知，两电阻并联，电流 表 测电阻R1所在支路电流，电流表 测干路电流，由欧姆定律可知，R1两端的电压U1＝I1R1＝0.4 A×10 Ω＝4 V； 13．如图甲为某品牌电动汽车直流充电桩，充电电压恒为400 V，充电过程中充电功率P与储能比H(电池当前储能占充满状态储能的百分比)的关系如图乙，在AB、BC、CD、DE四段充电过程中，______段的过程最容易使导线升温、老化，甚至引起火灾，其理由是_______________________________________________ ___________________________________________________________________________。 BC BC段充电电功率较大，电压一定，由P＝UI可知，电流较大，电阻和通电时间一定时，由Q＝I2Rt可知，产生的热量较多 解：(1)由欧姆定律可知，电烘箱的电阻R＝＝＝44 Ω； 【点拨】纯电阻电路中，电热等于电功，即Q＝W＝Pt＝UIt＝I2Rt＝·t。 (2)由并联电路特点可知，U＝U2＝U1＝4 V，通过电阻R2的电流I2＝I－I1＝0.6 A－0.4 A＝0.2 A，由I＝可得，电阻R2的阻值R2＝＝＝20 Ω； (3)根据并联电阻特点可得，＝＋，即＝＋，解得：R＝ Ω，2 min内整个电路产生的热量Q＝I2Rt＝(0.6 A)2× Ω×2×60 s＝288 J。 $$