第6章 3 焦耳定律-【一本】2025-2026学年新教材九年级物理全一册同步训练（教科版2024）

同步训练初中物理9年级JK版 3 焦耳定律（与专 A课内精讲精练 知识点1电流的热效应 1.电流的热效应： 转化为 的 现象。 2.实验探究：电流产生的热量与什么因素有关 (1)猜想：电流产生热量可能与 和 有关。 (2)方法： 法、 法（电阻产生热 量多少是通过观察 来 判断的)。 (3)探究过程 (R 甲 ①探究热量与电阻的关系：如图甲所示，电阻 R1、R2(R1<R2)串联（目的：控制通过两电 阻的 和通电时间相同)，观察到连接 R,电阻的U形管液面变化得 （选填 “快”或“慢”)些，说明在相等时间内，电流相 同时，电阻较大的导体比电阻较小的导体产 生的热量 ②探究热量与电流的关系：如图乙所示，电阻 R3、R4串联后在R4上并联1个R(R3= R4=R,)接入电路中（目的：控制 和 通电时间相同，通过R3、R4的 不同)。 观察到连接R3电阻的U形管液面变化得 些；说明在相等时间内，电阻相同时，通 过电流较大的导体比通过电流较小的导体产 生的热量 ③探究热量与通电时间的关系：在电流、电阻相 同时，通电时间越长，导体产生热量越 例1探究“电流产生的热量与什么因素有 关”时，两个相同的透明容器中密封着质量相等 92 题九~专题十三配套使用) 的空气，将电阻R1、R2串联后对容器中的空气进 行加热，如图所示。下列说法正确的是( A.该装置是探究电流产 生的热量与电流大小的关系 B.该装置中R1与R2的 阻值应相同 C.电流产生的热量越多，U形管内液面高 度差越小 D.由图中的实验现象可知，R2的阻值比 R1大 知识点2焦耳定律 1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比，跟导体的 成正比，跟 通电 成正比。 2.公式：Q= (适用于所有电路)。 例2如图所示的电路，电源电压恒为3V, R1=22。闭合开关后，电流表读数为 0.5A。求： R2 (1)R1在1min内产生的 (A) 热量； (2)R2的阻值及R2在1min内产生的热量。 知识点3有关电动机（非纯电阻电路）的计算 1.非纯电阻用电器：Q<W(1=及变形公式 R 都不可用，只有电动机被卡住时，才能用R= 了算电阻)。 2.W电=Q十W机(UIt=I2Rt十W机)。 3.电功率：P电=U1。 4.发热功率：P热=I2R。 5.机械功率：P机=P电一P热。 W有用一P机 6.电动机效率：)二W。=P电 例3如图所示，当开关S闭合时，电压表 V1、V2的示数分别为10V和4V,已知电动机 M的线圈电阻为12，R是阻值为42的定值电 阻。下列结论正确的是 A.R两端的电压为6V B.通过电动机的电流为 M↓ 6A C.电阻R消耗的电功率为144W D.电动机消耗的电功率为6W 知识点4电热的利用和防止 1.利用：白炽灯、电饭锅、电烤箱、电熨斗、电烙 铁等都是利用电流的效应工作的。 2.防止：电视机的后盖多孔，计算机运行时要用 微型风扇，目的是通风 例4下列不是为了防止电热危害的是() A.电脑机箱中安装有电风扇 B.炎热夏天，连续长时间工作的电视机要 停用一会儿 C.天气潮湿时，长期不用的用电器隔一段 时间要通一次电 D.电视机的后盖上有许多散热孔 B课后分层作业 ●●● 基础巩固●●● 1.[2024·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.计算机 D.电饭煲 第6章电功率 同步训练 2.下列关于电热的几个说法错误的是 ( A.电热会烧毁用电器，引发火灾，百害而无 一利 B.电流通过任何用电器，都或多或少地会产 生热量 C.电流通过导体产生的热量与电流大小、导 体的电阻和通电时间有关 D.为防止电热带来的危害，要尽量减少电热 的产生并考虑如何加快散热 3.日常生活小明家连接插线板的导线折断后， 他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发 现连接处容易发热，其主要原因是连接处 A.电阻变小 B.电流比别处电流小 C.电阻变大 D.电流比别处电流大 4.用如图所示的装置“探究影响电流热效应的 因素”，电阻丝R,和R2分别密封在两只完全 相同的烧瓶中，且R1<R2,瓶中装有质量相 等的煤油。下列说法正确的是 () A.该装置用来探究电流热效应与电流大小 的关系 B.闭合开关后，装电阻丝R,的烧瓶中温度计 示数上升较快 C.实验中，通过温度计示数的变化来比较电 阻丝产生热量的多少 D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可 比较煤油和水的比热容大小 温度计 (4题图) (5题图) 5.小明为了探究电流产生的热量与电流大小的 关系，利用阻值相等的电阻丝R1、R2、R3,设 计了如图甲所示的电路，将电阻丝R3和 (选填“R,”或“R2”)分别放在如图乙所示的 两个相同装置中，实验通过U形管中 反映电阻丝产生热量的多少；通过实验分 析可知，当电阻和通电时间相同时，通过电阻的 电流越大，这个电阻产生的热量越 93 同步训练初中物理9年级JK版 6.[2023·巴中]某兴趣小组用如图甲所示的装 置探究“电流通过导体产生的热量与哪些因 素有关”。实验中R1=52,R2=102,分别 密封在装有等量空气的相同烧瓶内，细玻璃 管内有等高的相同液柱，该实验探究的是电 流产生的热量与 的关系。当导体中 的电流为1A时，通电10s,R2产生的热量是 J,R1与R2产生的热量之比为 通电前出现如图乙所示的现象是由 (选填“烧瓶内的空气”或“玻璃管内的液 体”)热胀冷缩导致的。 电阻丝 甲 (6题图) (7题图) 7.[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。 8.[2024·牡丹江]两个电阻串联在电路中，R1= 102,R2=202,R1两端的电压为1V,通过R 的电流为A,R2两端的电压为V,通 电5min,R1上产生的热量为J。 9.[2024·赤峰]电饭煲是常用的家用电器，它 是利用电流的 效应工作的。某品牌电 饭煲有“加热”和“保温”两挡功能，简化电路 如图所示，R1=2422,R2=60.52。当该电 饭煲处于“加热”挡正常工作10min时，其消 耗的电能是 J。 R -o220Vo o220Vo- S (9题图) (10题图) 10.[2024·乐山]图甲是具有高温和低温两个挡 位的煎饼锅，图乙是其内部简化电路图。当 处于高温挡时，煎饼锅的加热功率为938W, 则R1= 2(计算结果保留1位小数)； 处于低温挡时，煎饼锅的工作电流为1A,通 电1min产生的热量为 J。 94 11.[2023·云南]实验小组在老师的指导下探 究“电流通过导体产生的热量与电流的关 系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装 入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如 图甲所示的电路。 上温度计 温度计 0司 R=20Ω R,=202R,=302 B 甲 乙 (1)用笔画线代替导线，将图甲的电路连接 完整。要求：滑动变阻器的滑片向右移动 时，电流表示数变大且导线不交叉。 (2)闭合开关后，发现电流表指针未偏转，经 检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R (选填“短路”或“开路”)。排除故障 后进行实验，实验中通过观察 来比较相同时间内不同电流产生热量 的多少。 (3)调节滑动变阻器改变电流的大小，经过 多次实验发现：电阻丝阻值和通电时间一定 时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越 多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时， Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实 验小组测出了多组Q与I的数据。请提出 一种判断小明猜想是否正确的方法： (4)同学们进一步学习了解到：物理学家焦 耳1840年就确定了当电阻和通电时间一定 时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比 的关系。生活中利用电热工作的家用电器 有 (举一例即可)。 (5)若要探究电流通过导体产生的热量与电 阻的关系，可选择图乙中烧瓶 （选填 “A”或“B”)中的电阻与图甲烧瓶中的电阻 (选填“串”或“并”)联进行实验。 (6)本实验应用的研究方法有转换法和 法。 12.[2024·新疆]如图所示的电路，定值电阻 R1的阻值为10，定值电阻R2的阻值为 20,闭合开关S后，电流表A的示数为 0.1A。求： (1)电阻R1两端的电压； A (2)电源电压； (3)整个电路在1min内产生的热量。 。●●能力提升●●· 13.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.2:1B.6:1C.1:2D.1:6 14.把一段匀质导线对折后其阻值比原来的 (选填“大”或“小”)；一个定值电阻两 端的电压由2V增大到4V时，通过该电阻 的电流增加了1A,通电时间由1s增加到 2s,则该电阻产生的电热增加了J。 15.[2023·营口]如图所示利用该装置可探究 电流通过导体产生的热量与 (选填 “电流”或“电阻”)关系，装置中的U形管 (选填“是”或“不是”)连通器，电流通 过电阻R2与R,产生的热量之比为 电 电 220V 电能表 (15题图) (16题图) 。●●培优拔高●●● 16.如图所示，电水壶的规格为“220V1210W”, 电热水器的规格为“220V2420W”,电能 表上标有“3000r/(kW·h)”。当电路中单 独使用电水壶烧水时，转盘转动165r,用时 180s;在电路中单独使用电热水器时，用时 第6章电功率同步训练 6min。导线、电水壶和电热水器的电阻不 随温度变化。求： (1)电水壶和电热水器的电阻； (2)单独使用电热水器时导线上产生的 热量。 7.如图所示的电路，电源电压恒为6V,电阻R 的阻值是10Ω。闭合开关S,当电动机被卡 住时，电流表的示数为0.5A;当电动机正常 转动时，电流表的示数为0.2A。当电动机 正常工作10s,求： (1)电动机消耗的电能； M (2)线圈产生的热量； (3)电动机的效率。 95同步训练初中物理9年级JK版 例1B例2C 例3解：(1)用电器正常工作时的电阻 R--90-40n. 500r (2)消耗的电能W=2500Ckw·h=0.2kW·h, 实际功率P实= w0.2kw:h-=1kw=1000W, t 12 60h 据p- 尺可知，实际电压 U实=√/P实R=√1000WX402=200V. 答：(1)用电器正常工作时的电阻为40Ω：(2)用电器的实际 功率为1000W,实际电压为200V。 课后分层作业 1.A2.B3.D4.C5.B6.B7.1100.566008.乙甲 9.6052010.左611.210.212.0.51.54.5 13.解：Q由R-可知，灯山正款发光的电阻 _U-3V2 R1=P级 =32 (2)由题图可知，两灯并联，电流表测干路电流，闭合开关S,两 灯均正常发光， 期适过灯的电流1-是-Y-1A, P2 6W 通过灯L的电流1=后-3V2A 由并联电路电流规律可知，电流表的示数 I=I1+I2=1A+2A=3A。 (3)电路消耗的总功率 Pa=P1+P2=3W+6W=9W。 答：(1)灯L1正常发光的电阻为3：(2)电流表的示数为3A; (3)电路消耗的总功率为9W。 14.D15.(1)电压表 (2)左 甲 (3)0.625(4)B U数(U-U) Ro 3焦耳定律 课内精讲精练 知识点11.电能内能2.(1)电流大小电阻大小通电时间 (2)控制变量转换U形管中液面高度差的变化 (3)电流慢多电阻电流快多多 例1D 知识点21.平方电阻时间2.I2Rt 例2解：(1)R1与R2串联，有11=I2=I=0.5A, 根据焦耳定律，R1在1min内产生的热量 Q1=IR1t=(0.5A)2X22×60s=30J。 (2)由I=尺可得，电路中的总电阻 U 3V Ra=7=05A=60, R2的阻值R2=R总一R1=6n一2n=4, Rz在1min内产生的热量 Q2=I3R21=(0.5A)2X4n×60s=60J. 答：(1)R1在1min内产生的热量为30J:(2)R2的阻值为 4,在1min内产生的热量为60J。 例3D 知识点41.热2.散热 例4C 课后分层作业 1.D2.A3.C4.C5.R1液面高度差多6.电阻100 1:2烧瓶内的空气7.36008.0.12309.热6×10 10.51.61.32×10411.(1) -温度计 (2)开路 R=20Q 甲 温度计示数的变化(3)根据测出的多组Q与I的数据画出对应 的QI图像，再根据图像判断猜想是否正确。若图像是一条过原 点的直线，则猜想正确：若不是一条过原点的直线，则猜想不正确 (4)电热水壶（合理即可）(5)B串(6)控制变量 12.解：(1)由题图可知，R1、R2串联，电流表测电路电流，电阻R1两 端的电压U=IR1=0.1A×10n=1V。 (2)电源电压U=I(R1+R2)=0.1A×(102+202)=3V。 (3)整个电路在1min内产生的热量 Q-I2(R1+R2)t-(0.1A)2×(10n+20n)×60s-18J。 答：(1)电阻R1两端的电压为1V;(2)电源电压为3V;(3)整个 电路在1min内产生的热量为18J。 13.B14.小1415.电流不是1：4 4 U水壶(220V)2 16.解：1)电水壶的电阻R*鱼P*童-210W-400, U热水器_(220V)2 电热水器电阻R电热水器一P电热水器 2420w=20n. (2)单独使用电水壶烧水时，导线与电水壶串联， 165r 11 电路消耗的电能W=3000r/Ckw·D=200kW·h, W品kw 电路的总功率P -=1.1kW=1100W, t 0.05h U2(220V)2 电路的总电阻R=P=1100W =44n, 导线的电阻R线=R-R电水壶=44n-40Q=40, 单独使用电热水器时，电路的总电阻 R'=R线十R电热水器=42十202=242， U220V55 电路中的电流了=尺-240=。A, 导线上产生的热量 Q=Ra-(A)‘×4nx6x60g=1,21×10. 2 答：(1)电水壶的电阻为402，电热水器的电阻为20：(2)单独 使用电热水器时导线上产生的热量为1.21×105J。 17.解：(1)R两端电压UR=IR=0.2A×10=2V, 电动机两端电压UM=U一UR=6V-2V=4V, 电动机消耗的电能W电=UMIt=4V×0.2AX10s=8J。 (2)电动机被卡住时为纯电阻用电器， U 6 V 电路中总电阻Ra一一0.5A120, 电动机内阻RM=R总一R=12一102=22， 正常工作时线圈产生的热量 Q=I2RMt=(0.2A)2×22X10s=0.8J. (3)电动机转化的机械能W机=W地一Q=8J一0.8J=7.2J, 电动机的效率)广-号×10%=0】 答：(1)电动机消耗的电能为8J;(2)线圈产生的热量为0.8J; (3)电动机的效率为90%。 4跨学科实践：半导体与光伏发电 知识梳理 1.导体绝缘体2.大提高3.热光力 ●参考答案 实践应用 1.B2.功率半导体 3.解：(1)由题图乙可知，电路为定值电阻和半导体电阻的串联电 路，电流表测电路中的电流，由题图甲可知，当环境温度为20℃ 时，此时半导体电阻的阻值为50Ω，电流表的示数为0.2A,则电 源电压U=I(R。+R半导体)=0.2A×(402+502)=18V。 (2)当电流表的读数为0.3A时，此时电路中的总电阻为 U 18V R'=7一0.3A600,此时半导体的电阻 R年导体=R'-R0=602-400=20Q, 由题图甲可知，此时环境的温度为40℃。 答：(1)电源电压为18V;(2)当电流表的读数为0.3A时，当时环 境温度为40℃。 4.(1)正(2)放电(3)将直流电转换为交流电(4)40(5)电能 60(6)灯泡的亮度光照强度电池板与太阳光的角度 章未整合复习 知识回顾 其他形式电3.6×106电功之差电压电流时间 U2 UI Rt FR:正R:R:反R:R1之和W+W 快慢比罗1PR只10正常颜定实际 U2 实际正R1:R2反R2:R1和P1十P2内能多 多多正正I2R 达标小练 1.D2.A3.D4.C5.D6.D7.D8.D9.A10.C11.AC 12.C13.2200219.63.6×10560014.闭合66000 15.12串61.516.1：15：317.0.6838418.24 1.27.219.(1)液面高度(2)电阻(3)通电时间电阻 电流(4)控制变量转换(5)通电时间 20.解：(1)由题可知，水的体积V=1.5L=1.5×10-3m3,水的质 量m=p水V-1.0×103kg/m3×1.5×10-3m3-1.5kg, 水吸收的热量Q吸=c水m△T=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kgX (100℃-30℃)=4.41×105J. 15.