15.4 焦耳定律-【宝典训练】2025-2026学年新教材九年级全册物理高效课堂(沪粤版2024)

第十五章电能与电功率 15.4焦耳定律 2022课标：3.4.6通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。 基础过关 1.(1)电流通过导体，导体发热的现象叫做电流的 即电能转化成 能。 (2)通电导体产生的热量跟 和 有关。 2.焦耳定律 (1)焦耳定律：电流流过导体时产生的热量，跟 成正比，跟 成正比，跟 成正比。 (2)公式Q= (适用于所有电路)，I的单位是安培(A),R的单位是欧姆(2)，t的单位是秒(s), Q的单位是焦耳).对于纯电阻电路，公式还可表示为Q-W=P-U- 课堂巩固 。知识点1探究导体产生的热量与哪些因素有关 3.(改编)在探究“影响电流热效应的因素”实验中，如图所示两个透明容器中封闭着等量的空气。 芭楷 (1)如图甲所示，把两根电阻丝(52和10Ω)串联在电路中，是为了保证通过导体的 和 相同，研究电流通过导体产生的热量与 的关系。接通电路一段时间，观 察到右边U形管中的液柱上升得高，说明右侧电阻丝放出的热量 。结论：在电流相同、通 电时间相同的情况下， 越大，这个电阻产生的热量越多。 (2)如图乙所示，通过左侧电阻丝的电流比通过右侧电阻丝的电流大，研究电流通过导体产生的热 与 的关系。接通电路一段时间，观察到左边U形管中的液柱上升得高，说明左侧电阻 丝放出的热量 。结论：在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的 越大，这个 电阻产生的热量越多。 (3)如图丙所示，观察同一个U形管中的液柱，发现通电时间越长，U形管中的液柱上升得越 。结论：在电流相同、电阻相同的情况下， 越长，这个电阻产生的热量越多。 (4)讨论：①第一次实验中，用52和102的电阻丝串联，目的是控制通过它们的 和 相同；第二次实验中，都采用5Ω的电阻丝，目的是控制 和 相同。两次实验均采用了 法。②电阻丝产生热量使空气受热膨胀，推动液体流 动，使液面发生变化，这里将电阻丝产生热量的多少通过 反映出 来，是运用了 法。 ●>95（● 宝典训练·物理·九年级·全册（粤沪版） ⑦知识点2焦耳定律的相关计算 4.(改编)(1)一根电阻丝的电阻是102，通过2A的电流时，1min内产生的热量是 J。 (2)小林同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是1.0×10Ω的电阻，将这个电热驱蚊 器接在220V的电源两端，100s内产生的热量是 J。 (3)有一个电炉接在家庭照明电路中，工作的电流是3A,2min放出 J的热量。 (4)一个标有“220V500W”的电热器，在额定电压下使用12min,产生的热量是 (5)已知两个电阻R1:R2=3:2,把它们并联在电路中，通过两电阻的电流之比I1：I2= 相同的时间内，R1和R2中电流做功之比W1:W2= ,两个电阻消耗的功率之比 P1:P2= ,R1和R2在相同的时间内产生的热量之比Q：Q2= (6)已知两个电阻R'1:R2=3:2,把它们串联在电路中，电阻两端的电压之比U1:U2= 相同的时间内，R'1和R'2中电流做功之比W'1：W'2= ,两个电阻消耗的功率之比 P'1:P'2= ,R'1和R'2在相同的时间内产生的热量之比Q'1:Q2= 5.有一台电动机，额定电压为6V,额定电流为1A,电动机线圈电阻为0.52，这台电动机正常工作 1min,消耗的电能为多少？产生的热量为多少？ 口知识点3电热的应用与控制 6.下列现象或装置中，利用电流热效应的是 ,防止电热带来危害的是 。(填序号) ①电动机外壳上装散热片；②电视机后罩有许多小孔；③长期不用的电视机，隔段时间通电一次用 来驱潮；④电暖手宝；⑤电脑机箱里装有小风扇。 7.夏天，人们常用电热驱蚊器驱蚊（如图），它是利用电流 来工作的，发热 元件是一个阻值为100002的电阻，工作电流约为0.02A,通电100s产生的热量 为 J。 8.2024年2月，冻雨和大雪突袭武汉市，持续的低温降雪，导致武汉市区内部分道路积雪，树木倾倒， 电线覆冰，雨棚坍塌。为了除去电线和道路上的冰雪，人们想了许多办法：比如可以给输电线通以 大电流，利用电流的 效应来除冰；比如可以在道路上撒盐，利用“冰上撒盐后使冰的 降低”来除冰。 拓展提 9.一台直流电动机，把它接入0.1V电压的电路时，电机不转，通过电动机的电流为0.2A。 (1)此过程消耗的电能全部转化为1 能，此时电动机的发热功率是 W,电动机的内阻 是 2; (2)若把这台电动机接入2V电压的电路中，电动机正常工作，此过程消耗的电能主要转化为 能，通过电动机的电流是1.0A。则电动机正常工作1min,线圈产生的热量是 J, 电动机消耗的电能是 J,电动机把电能转化为机械能的效率为 ●>96●九年级全册参考答案 5.(1)电流相同时，电压越大，灯泡越亮，说明电功率越大 (1)由P=U可得，灯泡正常发光时的电流I=元=200 P 40W (2)控制变量法电压灯泡的亮度 (3)电路中增加一个滑动变阻器（或改变电池数量）进 =0.18A; 行多次实验 (2)由P= 尺可得，灯泡正常发光时的电阻R= U P 6.(1)白炽灯100W(2)1.5(3)0.11.6 (220V)2 7.0.1600 40W =12102: 8.解：1由P-U可得，1-号-80-0,18A: (3)由P= t 可得，消耗1kW·h电能， (2)由P=W可得，每天正常工作2h,一个月消耗的电 W_1kW·h t 灯泡正常工作的时间t= 0.04kW =25h; 能W=Pt=0.04kW×2h×30=2.4kW·h。 (4)实际电压为200V时， 答：(1)日光灯正常工作时的电流为0.18A; U (200V)2 =33W。 (2)一个月消耗的电能为2.4kW·h。 灯泡的实际功率P= R 12102 9.(1)断开减小 答：略。 (2)8220电压、电功率相同的LED灯和白炽灯，在 2.(1)乙1623 相同电压下工作，LED灯的光照强度大于白炽灯的 (2)1PR甲9 光照强度 (3)2:12:12:1 (3)40电流 3.解：由P=U1可得，小灯泡正常工作时通过的电流11= 15.3用电器的正确使用 无一-0.5A:根据串联电路电压特点可知，电阻两 P 3W 第1课时额定电压与额定功率 端的电压U2=U-U1=9V一6V=3V;因电阻与灯泡串 测量小灯泡的电功率 1.正常工作额定电压 联，故I=k-0.5A,申联的电阻R-受-欲 2.P=UI电压表电流表 62;功率P2=U2I2=3V×0.5A=1.5W。 3.(1)额定额定(2)B 答：略。 (3)暗小实际既是额定也是实际 4.(1)>乙3(2)1：21：21：2 5.解：(1)R两端的电压UR=IR=0.1A×202=2V, (4)额定电压额定电流额定功率电阻 (5)实际一样亮 由并联电路的电压规律可得，L两端的电压UL=UR= (6)小于大大 2y,则L的电恩R-受-2器-10， 4.(1)2201000.45484 (2)L的实际功率P=U1I1=2V×0.2A=0.4W。 (2)4840.4182.64(3)25 答：略。 5.(1)如图所示 6.D7.0.75大0.2515 15.4探究焦耳定律 1.(1)热效应内 (2)电流大小通电时间电阻大小 2.(1)电流的平方电阻通电时间(2)PRt 3.(1)电流通电时间电阻多电阻 (2)电流多电流 (2)移动滑片，观察灯泡是否发光 (3)高通电时间 (3)右(4)实际功率0.75 (4)电流通电时间电阻通电时间控制变量 (5)0.38(6)温度 U形管中液面高度的变化转换 6.(1)9.6(2)615 4.(1)2.4×103 (2)484(3)79200 第2课时电功率的计算 (4)3.6×105 1.解：灯泡接在220V的家庭电路中，正常发光， (5)2:32:32:32:3 实际功率P=40W=0.04kW,电压U=220V。 (6)3:23：23：23:2 13 高效课堂宝典训练物理九年级全册（粤沪版） 5.解：这台电动机正常工作1min-60s,电动机消耗的电 阻值R2=Ra-R1=5502-501.62=48.42; 能W=Ut=6VX1A×60s=360J, (2)在开关S闭合的条件下，当旋钮开关接到2时，电 产生的电热Q=rRt=(1A)2×0.50×60s=30J。 路为R的筒单电路，此时为加热状态，根据P发可 答：略。 6.③④①②⑤7.热效应4008.热熔点 得，电热水壶的加热功率P。-=220八 R, 48.4n 9.(1)内0.020.5(2)机械3012075% 1000W. 跨学科实践—探索家用电器节能 答：略。 和环保的有关问题 3解：(1由P发可知，在电压U一定时，电阻R越小， 1.(1)热效应半导体20087.5 电功率越大，由电路图可知，S应接2触点时，电路电阻 (2)5000并1188 最小，此时电饭锅功率最大，电饭锅在高温烧煮挡。 (3)9.24×10484%77%甲 由题意高温烧煮时功率为1100W,电饭锅在高温挡时 (4)24.96 2.0.029.504×10使用带开关的插座 电路中的电流1=P声题=1100W 220V =5A; 微专题（十六）特殊法测小灯泡的额定功率 (2)由P- 尺得：电阻R。= U=220V)2 P高数1100W =442; 1.(1)0.25(2)保持不动(3)4.5(4)0.5 2.(2)闭合开关S、S2,断开S,读出电流表的示数为I2 （3)电饭锅保温时电流为1a-号-器=0,1A, (3)I1R(I2-I1) 保温电热丝R消耗的电能：W=I保Rt=(0.1A)2 3.(2)只闭合开关S、S2,此时电压表的示数为U 442×10×60s=264J。 (3)Pw-Ux(U-Uw) R 答：(1)电饭锅在高温挡时电路中的电流为5A。(2)电 热丝R的阻值为442。(3)保温10min,电热丝R消耗 4.(1)闭合开关S、S1,断开S2I 的电能为264J。 (2)闭合开关S、S2,断开S(3)R。 4.低温5506.6×105.6553.696×10 微专题（十七）电功、电功率和电热的计算 6.解：(1)当吹冷风时，只有电动机工作，其功率P风= 1.(1)6006005(2)2 (3)8.8×10160(4)0.2220.736.1 220W,由P=U1可得，通过电动机的电流1%=题 U 2.(1)202.14.4(2)0.51000(3)900 220W 220V=1A; (4)3.36×1053.6×10 (2)当电吹风吹热风时，电动机和电热丝同时工作，电 3.0.27.50.9724.60.90.13690 5.40.4186.1.8630180180 动机与电热丝并联，电热丝的电功率P电热丝=P风一 微专题（十八）电功率的综合计算 PK=100W-20W=80W,由P-只可得电热丝的 1.1:21:22:12.4:33:43.2.25L1 U 4.2400.55.变小1201.3 电阻值R一P热 (220V)2 880W=552; 6.51057.50103.68.61.2 (3)由P=W 可得，吹热风时，正常工作100s,电流通过 9.(1)ec(2)6:1 电热丝产生的热量Q=W=P电热丝t=880W×100s= 10.0.90.2~0.39~1030~50 8.8×104J。 11.2.40.25～0.61.63 答：略。 12.1.0818~3813.60.5~0.814.910 7.4.41×105800735 微专题（十九）多挡位电路的计算 1.加热48.4440 8怎，1R的珠立工作时的电功率：R-发-部 2.解：(1)当旋钮开关切换到1时，两电阻串联，此时为保 =440W,由于P1<P中题=880W,所以电热锅低温挡工 温状态，由P= 受可得，电蹄的总电阻R一咒 作时的电功率为：P低=P1=440W; (2)根据P=UI得电热锅中温挡工作时的电流为： (220V)2 =5500,根据串联电路的电阻特点可知，R2的 -828Y=4a: I= 88W U 14