15.3 电流的热效应焦耳定律-【鸿鹄志·名师测控】2025-2026学年九年级下册物理（苏科版·新教材）陕西专版

6.ACD7.D8.B9.D10.变大402.40.43211.4.59 1.750.625 小专题二动态电路中电功率的分析与计算 1.C2.0.50.753.0.54:254.C5.B6.C7.C8.12不变 口：39.解：)根据P一尺可知，当电压一定时，电阻越大，电功率越小 当滑动变阻器全部接人电路时，电路中的电阻最大，为R总=R。十R大=42 202=242,电路消耗的最小电功率为P小二尺。=240=24网 (2)要保证滑动变阻器安全，电路中允许通过的最大电流为I大=2A,此时 滑动变阻器接入电路的电阻最小，由欧姆定律和串联电路电阻规律得，滑 动变阻器最小阻值为R七R。=X一4Q=8Q,安保证电压表安 2A 全，R。两端最大电压为U。=15V,电路中最大电流为1k'==5y- R。42 3.75A,超过了滑动变阻器允许通过的最大电流，所以要使电路安全，滑动 变阻器允许接入电路的最小阻值为82.10.C11.33变大 三、电流的热效应焦耳定律 新知梳理 ①内电流热效应电饭锅电烙铁电流大小电阻大小通电时间 的长短液体温度的变化转换②电流的平方电阻通电时间Q= PRt 课堂巩固 1.A2.电阻热热传递3.电流电阻4.(1)电流通电时间 (2)电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多 (3)电流通过导体产生的热量与通过导体的电流大小是否有关5.C 6.电阻减少7.102：18.C 课后提升 9.A10.热引力变小11.132000120000.2612.解：(1)只闭 合S,通过R的电流I-是-名=2A:2)只闭合S,灯泡正常发 光，由P=发得，订泡1的电阻R-兴=0”-21n:(3)用阳同学 闭合S、S2后，灯泡L和电阻R并联，由并联电路特点知，通电10min,R 产生的热量Q=IR2Rt=(2A)2×62×10×60s=1.44×104J;由P=U1 得，灯泡支路的电流L=2V=0.5A,干路中的电流1=1十1k 0.5A十2A=2.5A,电路消耗的总电能W=UIt=12V×2.5A×10× 60s=1.8×104J。 小专题三多挡位家用电器相关计算 1.解：1)电路中的电流为1==20y=1A:(2)图1所示电路工作 R12202 第4页（共30页） 300s产生的热量为Q=W=U1t=220V×1A×300s=66000J,不计热 损失，则空气吸收的热量与电路产生的热量相等，由Q=cm△t得，保温箱 内空气升高的温度为△t=Q= 66000J ·=6℃； cm1.0X103J/(kg·℃)×11kg (9)高温挡的电功率为1100w,由P发得，高温挡电路电阻为Ra一户 U3 =(220V)2 1100W=440,低温挡的电功率为220W,低温挡电路电阻为R低= U=(220V)=220Q,所以高温挡仅电热丝R,接入电路，低温挡仅电热 P低220W 丝R接入电路，连接如图所示。。S 2.解：(1)由P=UI 220Vs a高温挡 R, b低温挡R P=1100W=5A: 得，煲汤锅处于加热状态时，电路中的电流【如=号=220V (2)当开关S和S均闭合时，R2被短路，R,单独工作，电路总电阻最小，功 率最大，为加热挡，由PR得，电热丝R的阻值R三F=20一 442,当开关S闭合、S断开时，R1和R2串联，电路总电阻最大，功率最 小，为你温指，此时电路总电阻R。片一0》-84.由申联电路 的电阻关系可得，电热丝R2的阻值R2=R总一R1=4842一442=4402； (3)加热汤汁直到沸腾所需吸收的热量Q吸=c汤汁m△t=4×103J/(kg·℃) ×3.3kg×(100℃一50℃)=6.6×105J,不考虑汤汁质量变化和热量损 失，则加热消耗的电能w如=Q袋=6.6×10小，由P=罗得，加热需要的时 间t加= W担=6.6X10J=600s,正常工作20min,则保温的时间t=1一 P加1100W 1如=20×60s-600s=600s,由P-罗得，保温消耗的电能w:=P%1 100W×600s=6×104J,则煲汤锅正常工作20min所消耗的电能W总= W加+W保=6.6×105J十6×10J=7.2×105J。3.解：(1)热；高温； (2)由P=U可知，低温挡正常工作时，电路中的电流：1程=P- 1100W=5A;高温挡时，两电阻并联，R两端的电压与低温挡时R两端 220V 的电压相等，R1的电功率P1=P低温=1100W,则高温挡正常工作时R2的 电功率：P,=P-P=2200W-1100W=1100W,由P=3可知，发 热电阻R的阻值：R-号-0=4n:()由P-发可知，R的电 阻：R,=U=(220V) 厂P展一1100W=440,实际电压为210V时低温挡的实际功率： P低温' U=(210V)≈1002w,因为1002W>900W,所以实际功率 R 440 第5页（共30页） 小于额定功率不仅仅是因为实际电压小于额定电压，小明的观点不正确。 4.解：(1)闭合；当开关S闭合、S断开时，电路中只有R1工作，电路的总电 阻最大，总功率最小，煮茶器处于“文火授煮”挡，由P发知，电热丝R的 阻值R=20W2Q:(2)当开关S,S均闭合时，R与R并 联，由并联电路特点知，此时电路的总电阻最小，总功率最大，煮茶器处于 “式火快涕”指，则额定快涕功率Pe=P&十R=P:十=400W十 (220V)=800W:(3)由P=U1知，煮茶器处于“武火快沸”挡正常工作 1212 时，通过电路的电流1一号-20≈86A,因为86A<10A所以北 插座能满足煮茶器正常使用；(4)由P-W知，煮茶器在“武火快沸“挡正常 工作6min消耗的电能W=P快t=800W×6×60s=2.88×105J。 5.解：(1)低；(2)只闭合S时，空气炸锅为中温挡，电路为R2的简单电路， 由P贺得，发热电阻R:的阻值R=兴-0=100：《8)当闭合 S、S,断开S2时，R1、R2并联，此时空气炸锅为高温挡，高温挡的功率P商 景g-208+00=1960w:通过R的电流1=是- R+R=400 20y=5.5A,R,产生的热量Q=12R4=(5.5A)2×400X100s= 402 1.21×105J;(4)由图1和图3可知，空气炸锅工作15min所需的电费为 0.30元 0.3元，空气炸锅工作15min消耗的电能W=0.75元7Ckw·h= O.4kw·h,该空气炸锅的实际功率P=W=0.4kW·h=1.6kW。 60 6.解：(1)高温；(2)由p=晋得，水的质量：m=P*V=1.0×103kg/m3× 1.5×10-3m3=1.5kg,标准大气压下水的沸点为100℃，则水吸收的热 量：Q题=c水m△t=4.2×103J/(kg·℃)×1.5kg×(100℃-20℃)= 5.04X10J:由P=W得，中温挡加热11min消耗的电能：w=P1= 80WX1X60s=5.808X101,电热水壶的效率：7g腰×100%- 5.04×10」×100%≈86.8%；(3)R,单独工作时，电热水壶处于中温挡， 5.808×105J 由P-发得，R的阻值R-片-00=50，当R和R申联时， 电热水壶处于低温挡，由P=U得，电路中的电流：1：=-0V 2A,由1一景得，此时电路巾的总电凰：R一是一义-10aR的阻 值：R2=R总一R1=1102-552=552,当R1和R2并联时，电热水壶处于 第6页（共30页）三、电流的热效 新知梳理Q知识建模 ①电流的热效应 定义：导体中有电流通过时会发热，电能 转化为 能，这种现象称为电 流的热效应。 应用：利用 工作的用电器称为 电热器，常见的电热器有 等。 影响因素：电流通过导体产生的热量与 和 有关 探究实验：在探究影响电流热效应的因素实 验中通过 来比较 电阻丝产生热量的多少，这种研究问 题的方法叫 法。 ②焦耳定律 内容：电流通过导体产生的热量与 成正比，与导体的 成正比，与 成正比。 公式： 说明：焦耳定律适用于所有电路 (1)纯电阻电路：电炉、电烙铁、电饭锅等用电器 工作时电能全部转化为内能，即：Q=W= PI =UIt=FRI-Uit (2)非纯电阻电路：如电动机工作时没有将 电能全部转化为内能，即：W>Q,其中 W=UIt,Q=IPRt。 课堂巩固句逐点击破 知识点①电流的热效应 1.(2025·商洛二模)如图为我国科研人员设计 的一种带电源的智能控温加热手套，下列与加 热手套工作原理相同的用电器是 A.电饭煲 B.洗衣机 C.电冰箱 D.电视机 15第十五章电功和电热 应 焦耳定律 2.芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通 过时，由于芯片元件有 ,不可避免地 会产生热量，这种现象称为电流的 效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热 部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度， 这是通过 的方式改变芯片内能。 (第2题图) (第3题图) 知识点②探究影响电流热效应的因素 3.如图所示的两个透明容器中密封着等量的 空气，通电一段时间后，发现右侧U形管液 面高度差更大，表明在通电时间和 相同的情况下， 越大，产生的热 量越多。 4.小明用如图所示的电路探究电流通过导体 产生的热量与导体的电阻是否有关，其中两 个烧瓶完全相同，瓶内装有质量和初温相同 的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的 电阻丝R,和R2。 ,温度B R R (1)该实验采用串联电路可以控制 和 相同。 (2)闭合开关一段时间，阻值较大的那个烧 瓶内温度计示数的变化量较大，实验结 论是 (3)接着小明又把变阻器的滑片调到不同位 置做两次实验，比较温度计A在相同时 间内升高的温度，他研究的问题是 知识点③焦耳定律 5.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.66 B.66002 C.1102 D.2202 6.(2025·天津)国家标准《家用和类似用途电 器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应 长于75cm。这是通过缩短电源线长度来减 小 ,从而 (选填“增加”或“减 少”)电源线通电时产生的热量。 7.如图所示实物电路中， 电源由两节新干电池 串联而成，R1和R2为 定值电阻，当开关闭合 后，电压表和电流表的 示数分别为2V和0.2A,则R的阻值为 2,通电1min,电流通过R1和R2产 生的热量之比为 易错点电功与电热易混淆 8.将标有“220V100W”字样的电视机、电风 扇、电热水袋都接入家庭电路中，正常工作 相同时间，则 A.电视机产生的热量最多 B.电风扇产生的热量最多 C.电热水袋产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多 课后提升●整合运用 9,电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源 两端，则在相同时间内产生的热量与原来产 生的热量之比为 A.5:4 B.4:5 C.5:1 D.1:5 10.物理学与社会发展(2025·榆林二 模)如图所示是一款3D打印笔。 在打印笔中装入塑料条，接通电 源加热一段时间后即可挤出热熔的胶条，胶 条在空气中迅速冷却变成特定的形态。3D 打印笔加热胶条，是利用了电流的 效 应；胶条被挤出后可以“粘”在一起，说明分 子间存在；小明若用材料和长度相 同、横截面积较小的电阻丝替换3D打印笔 内原电阻丝，3D打印笔的功率将 (选填“变大”“变小”或“不变”)。 11.(2025·咸阳校级四模)把一台电动机接入 电压为220V的电路中，通过电动机的电 流为5A,电动机线圈的电阻为4Ω，通电 120s,电动机消耗的电能为 J,产 生的热量为 J;若这些热量由完全 燃烧煤油来获得，需要完全燃烧 (结果保留两位小数)g煤油。（不考虑热量 损失，煤油的热值为4.6×107J/kg) 12.(2025·广东深圳)某简易植物工厂，为了 给植物提供光和热，君君、辉辉、阳阳共同 设计了如图所示的电路图。灯泡L的规格 是“12V6W”,电源电压为12V,R为加 热电阻，阻值大小为62。 (1)请帮助君君同学算出只闭 合S2,通过R的电流。 (2)请帮助辉辉同学算出只闭 R 合S,灯泡L的电阻。 (3)阳阳同学闭合S1、S2后，通电10min,求 R产生的热量和电路消耗的总电能。 物理Ⅱ九年级下册(SK)16