实验突破1 探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关&专题练习4 电功与电热的综合计算-【学海风暴】2025-2026学年新教材九年级下册物理同步备课（人教版2024）安徽专版

>》 实验突破一 探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关 鼎实验要点回顾 实验器材 实验结论 密闭容器两个、U形管两个、导线若干、不 1.在电流相同、通电时间相同的情况下， 同阻值的电阻丝若干、电源。 电阻越大，导体产生的热量越多。 实验装置 2.在电阻相同、通电时间相同的情况下， 通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。 实验拓展 1.被加热材料选用煤油或空气的原因：利用 女 煤油的比热容小，升温明显；空气热胀冷缩明显。 5 2.选用加热材料的要求：质量、初温、材料相同。 实验针对训练 1.（2025娄底期末)探究“电流通过导体时产生 2.在“探究电流通过导体产生热量的多少与什 的热量与什么因素有关”的实验时，两个透 么因素有关”的实验中，小军利用甲、乙、丙 明的容器中密封了等量的空气，U形管中液 三个装置进行实验，如下列图片所示，三个 面高度变化反映了密闭空气的温度变化。 装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中 密封着等量的空气，U形管中液面高度的变 化反映密闭空气温度的变化。 100 (1)图甲中两根电阻丝的连接方式是 联。 甲 丙 (2)图甲是探究电流通过导体时产生的热量 (1)要探究电热与电阻的关系，应将 与 的关系。 两个装置串联后接到电源两端进行实验。 (3)当探究的物理量（热量）不易直接测量 (2)将乙、丙两个装置串联后接到电源两端进行 时，我们通过U形管中左右两侧液面高度差 实验，是为了探究电热与 的关系。 大小间接将探究的物理量表示出来。这种 (3)根据探究可知：电热毯的电阻丝断掉后， 探究物理问题的方法叫 (选 如果将两个断头连接后继续使用，连接处往 填“控制变量法”或“转换法”)。 往比别处的温度高，容易产生安全隐患。原 (4)图乙的实验中，在相同的通电时间内左 因是 侧U形管中液面的高度差 (选填 “大”或“小”)。 下册第十八章 15Λ > 专题练习四 电功与电热的综合计算 < 类型1 简单电路的计算 颜定 低温挡 中温挡 高温挡 规格 1.(2025郴州期末)如右图所示， 电压/V 功率/W 功率/W 功率/W 电源电压不变，R1的电阻为 参数 220 550 1100 R2 202,闭合开关后，电流表A1 s④ (1)电煮锅使用中温挡正常工作时，求电路 的示数为0.3A,电流表A的示数为 中的电流。 0.5A。求： (2)高温挡的功率是多少？ (1)通过电阻R2的电流。 (3)为了能在户外露营时使用电煮锅，可以 (2)电源电压。 采用能够存储2.2kW·h电能的移动电源 (3)正常工作10s时，电路消耗的电能。 对其进行供电，使用充满电的移动电源使电 煮锅在中温挡正常工作l5min把水烧开后， 若调至低温挡进行保温，还可以正常工作多 长时间？ 类型2多挡位电器计算 2.(2025滁州期末)图甲是一款多功能电煮锅， 图乙为该电煮锅的简化电路图，其中开关S 可以断开、接A或接B,R1和R2都是用于 加热的电阻，电煮锅的部分参数如下表所 示。(R,和R2的电阻值不随温度变化而 变化) R 220V9 16 九年级物理RJAH版 类型3极值类计算 ↑IA 3.(2025达州)如下图所示，电源电压恒定不 1 变，定值电阻R1=28,灯泡L标有“6V A 0.3 3W”字样（不考虑灯丝电阻变化）。只闭合 15U/N S1、S2,灯泡L正常发光；再闭合S,电流表 甲 示数变化了0.25A. (1)灯泡L正常发光时的电流。 (2)灯泡L正常发光10s消耗的电能。 (3)电源电压。 H④ (4)滑动变阻器阻值的变化范围。 (1)求灯泡L正常发光时的电流。 (2)求电阻R。的阻值。 (3)通过控制开关通断，求整个电路消耗的 最小功率。 类型4取值范围的计算 4.为研究调光灯的工作原理，某小组设计了图 甲所示的模拟电路进行探究。已知灯泡L 标有“12V12W”字样，电源电压恒定不 变。在保证电路安全的情况下，通过调节滑 动变阻器，分别记录三个电表的示数，并将 电压表示数绘制成图乙所示的关系图 像。求： 下册第十八章 7△发光。在步骤②中，将S拨向触点1，L2、R:、R:依旧 串联，此时电压表测量L、R,两端的总电压U,则电 U_220VD2=880w:若P:=3P 的电功率P,一R=550 心_一U,小灯泡L的实际功率P 路中电流I=R=R 则P,=3 _880W-880w,由P=3可知，RR 3 3 U-U题XU。 U2(220V)2 -UsI= 串联时电路中的总电阻R一可一80W =1650, 3 第3节跨学科实践：为家庭节约用电提建议 根据串联电路的电阻特点可知，R,的阻值R,=R一 少实践专项训练 R,=1650-550=1100。 1.220待机2.1电费（或电能消耗） 8.电阻时间③250【解析】分析表格中①②两组 3.26204.7545 数据，通过导体的电流和导体的电阻相等，通电时间 5.D6.B7.B8.C 不同，煤油升高的温度不同，可知导体产生的热量与 9.D【解析】自来水的质量m=pV=1.0×103kg/m3× 通电时间有关；分析表格中②③两组数据，电阻和通 2×10-3m3=2kg,假设夏天自来水的初始温度为t, 电时间相同，通过导体的电流不同，煤油升高的温度 则冬天自来水的初始温度为t一15℃。烧水需要分两 不同，即电阻产生的热量不同，可知导体产生的热量 个阶段，夏季，从1到80℃，效率为90%：从80℃到 与电流大小有关；电阻R:产生的热量Q=R:t时= 100℃，效率为84%。冬季，从t-15℃到80℃，效率 (0.5A)×52×200s=250J。 ②核心素养专练 为90%：从80℃到100℃，效率为84%。则由刀= Q袋 9.解：(1)当S在位置“1”时，只有加热电阻R接人 可知，夏天消耗的电能W。=m(80C-2 电路。 90% cm(100℃-80℃) 由欧每定律1一景可得，风-名-0X-4n 84% 冬天消耗的电能W幸= (2)当S在位置“2”时，只有限流电阻R,接人电路，挂 cm[80℃-(1-15℃)] cm(100℃-80℃) 烫机处于待机状态。 90% 84% 由P=U1可得，P特=U1,=220V×0.02A=4.4W cm(95℃-t)+cm×20℃ (3)挂烫机处于加热状态时的功率P如=U11=220V 90% 84% ,冬天与夏天消耗的电能 ×5.0A=1100W 差△W=w-W.=m(95℃-D +cmX20℃ 90% 84% 挂烫机消耗的电能W=P如热‘如些十P传，t特，=1100W cm(80℃-t) cmX20℃ cmX15℃ ×(30s十70s)+4.4W×(20s+30s)=110220J 90% 84% 90% 实验突破一探究电流通过导体产生的 4.2×103J/(kg·℃)×2kg×15℃ 热量跟什么因素有关 90% =1.4×103J= 140kJ。故A,B、C不符合题意，D符合题意。 ②实验针对训练 1.(1)串(2)电阻(3)转换法(4)大 第4节焦耳定律 2.(1)甲、乙(2)电流(3)断头连接处电阻变大，根据 课内基础闯关 Q=I产R!可知，在电流和通电时间相同时，连接处产 1.电流热量多2.C3.27 生的热量多 4.C5.大热6.B 专题练习四电功与电热的综合计算 ©课外拓展提高 7.小火880110【解析】由图可知，当开关S,接a、 1.解：由图可知，两个电阻并联，电流表A1与R,串联， S闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可 故A测量R,所在支路的电流，电流表A测量干 路电流。 知，此时电路中的总电阻最小，由P二了可知，电路的 (1)并联电路中干路电流等于各支路电流之和，通过 总功率最大，电烤炉处于大火挡；当开关S接b、S断 R:的电流 开时，R1、R,串联，根据串联电路的电阻特点可知，此 12=I-I1=0.5A-0.3A=0.2A 时电路中的总电阻最大，总功率最小，电烤炉处于小 (2)电源电压等于R,两端的电压，根据欧姆定律可 火挡：当开关S接b、S闭合时，只有R,工作，电烤炉 得，电源电压 处于中火挡。当开关S闭合、S拨到b时，电路消耗 U=U1=IR1=0.3A×20Q=6V HN下册参考答案 (3)通电10s,电路消耗的电能 表测量电路中的电流，电压表V,测量R两端的电压， W=UI1=6V×0.5A×10s=30J 电压表V,测量灯泡L两端的电压。 P单=1100W 2解：(1)电路中的电流1*= 由图乙知，当电路中的电流为0.3A时，灯泡和滑动变 220V =5A 阻器两端的电压分别为3V和15V,则电源电压U= U_220y=449 (2)R的阻值R=-5A 3V+15V=18V (4)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路总电 当开关S断开，S接A时，电路为串联电路，电路中 阻最大，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最小， 的总电阻最大，功率最小，为低温挡。此时电路的总 I=0.3A U2(220V)2 电阻ReP。=550W=880 根据串联电路的分压规律可知，此时滑动变阻器两端 的电压最大，根据图乙可知，滑动变阻器两端的最大 根据串联电路电阻的特点可知，R:的阻值R2一R。 电压URmx=15V R1=882-44Ω=442 当开关S闭合，S接B时，电路为并联电路，电路中 U 则滑动变阻器接人电路的最大阻值R= 的总电阻最小，功率最大，为高温挡。 15V 由R2=R,=44可知，R,和R2并联时，它们的电功率 0.3A=500 相等，则高温挡的功率P每=2P=2×1100W=2200W 同理，当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中 (3)电煮锅在中温挡工作15min消耗的电能 的电流最大，I。=1A,滑动变阻器两端的电压最小， W:=Pet=1100W×15×60s=0.99×10°J 根据图乙可知，滑动变阻器两端的最小电压UR。 剩余的电能W2=W-W,=2.2×3.6×10°J-0.99× 6 V 10J=6.93×10°J 则滑动变阻器接人电路的最小阻值R=T二 =1A 由W=P1可得，在低温挡工作的时间'= W: =62 P& 故滑动变阻器阻值的变化范围是6~50Ω。 6.93×10°J 550W =12600s=3.5h 阶段训练一 3.解：(1)灯泡L正常发光时的电流1一一6V P题_3W 1.热大2.750.051000 0.5A 3.2【解析】由图可知，闭合开关后，电路为并联电路， (2)只闭合S、S,灯泡L单独工作，电流表测电路中 电流表测R,所在支路的电流，则通电10s,R,产生的 的电流，此时灯泡L正常发光，则电源电压U=U= 热量为Q,=IR1t=(0.2A)2×100×10s=4J。根 6 V 据并联电路的特点可知，整个电路产生的热量等于各 再闭合S,灯泡L和R。并联，电流表测干路电流。电 支路中电阻产生的热量之和，则电阻R:产生的热量 流表示数变化了0.25A,根据并联电路的电流规律可 为Q2=Q-Q=6J-4J=2J。 知，通过R。的电流为0.25A,则电阻R。的阻值R。= 4.D5.A6.D7.D U 6V 8.A 【解析】由题意知，电阻丝a、b、c,d由同种材料制 。0.25A-240 成，横截面积相同。图甲中b的圈数比a的圈数多 即b比a长，所以b的电阻大于a的电阻。由图甲知， (3)灯泡L的电阻R=元-0.5A=120 电阻丝α、b并联在6V的电路中，由并联电路的电压 只闭合S时，灯泡L和R,串联，此时总电阻最大，根 特点知，两段电阻丝两端的电压相等，通电时间相同， 多P-。可知，整个电路消耗的功率最小为P 因是纯电阻电路，根据Q=w=P二可知a产生 (6V)2 的热量大于b产生的热量。图乙中d的圈数比c的圈 R+R-280+12a=0.9W 数多，即d比c长，所以d的电阻大于c的电阻。由图 4.解：()灯泡1正常发光时的电流14一元=12V P,12W 乙知，c、d串联在6V的电路中，通过它们的电流相 同，通电时间相同，由Q=W=P1=IR1可知，d产生 1A 的热量大于c产生的热量。b、d圈数相同，则电阻大 (2)灯泡L正常发光10s消耗的电能W=P,1=12W 小相同，根据串联电路电压的规律可知，山两端的电 ×10s=120J 压小于电源电压，b两端的电压等于电源电压，即d (3)由电路图可知，灯泡L和滑动变阻器R串联，电流 两端的电压小于b两端的电压，通电时间相同，根据Q 6 九年级物理RJAH版HN