15.3 电流的热效应 焦耳定律 练习-2025-2026学年苏科版物理九年级下册

15.3 电流的热效应 焦耳定律练习苏科版 一、单选题 1．如图所示的设备中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电风扇 B．电动机 C．笔记本电脑 D．电暖手宝 2．甲、乙两电热器的电阻之比为4∶3，通过的电流之比为1∶2，则相同时间内产生的热量之比为（　　） A．1∶3 B．2∶3 C．3∶8 D．3∶2 3．下列家用电器工作时，主要将电能转化为内能的是（　　） A．电视机 B．电暖器 C．电风扇 D．洗衣机 4．铭牌均为“220V  100W”的电风扇、电视机、电热毯，将它们分别接到220V的电源上。在相同的时间里，下列说法正确的是（   ） A．电热毯耗电最快 B．产生的热量一样多 C．电风扇工作时不会发热 D．消耗的电能一样多 5．下列有关电流热效应的生活实例中，属于防止电热产生危害的是（　　） A．电视机背后有散热孔 B．用电饭锅煮饭 C．用电热水壶烧水 D．冬天用电取暖器取暖 6．如图，电源电压恒为9 V，闭合开关S后，电流表和电压表的示数分别为0.3 A和3 V。现用一个定值电阻R0替换R1或R2，要求替换后两电表示数均变小，且电流表示数变为0.2 A。则下列判断正确的是（　　）    A．替换前R1在1 min内产生的热量为145 J B．R2的阻值为20 Ω C．替换电阻后电路的总功率为1.2 W D．电阻R0替换R1，阻值为35 Ω 7．小民利用如图所示的装置来探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管内液面的高度变化反映密闭空气温度的变化。已知，，若通过的电流，此过程中（    ） A．为保证实验进行，乙容器中的阻值应为 B．流过电阻的电流大小为1A C．10s内电流通过电阻产生的热量为200J D．电阻两端的电压为30V 8．如图甲所示将小灯泡L和电阻R接入电路中，图乙是小灯泡L和电阻R的图像。同时闭合开关、时，电流表示数为0.7A。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为4V B．小灯泡电阻为10Ω C．小灯泡L和电阻R电功率之比为2∶5 D．在5min内电阻R产生的热量为120J 二、填空题 9．共享充电宝是时下比较流行的共享产品，在商场、酒店、超市等很多场所广泛布局，为我们解了很多燃眉之急。如图所示充电柜中的6个充电宝之间是___________（选填“串联”或“并联”）的；充电后的手机会发热，是由于电流的___________效应。 10．如图所示，这是“探究电热与电阻的关系”的实验装置，各器材已调好，观察U形管内液面高度差可知，相同时间内电阻丝______（选填“”或“”）产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向______（选填“左”或“右”）滑动。 11．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，电阻为2Ω，电流为10A，正常工作1s消耗的电能为________产生的热量为_______． 12．如图所示电路图，电源电压恒定不变，R2=2R1，闭合开关S1，通过R1、R2两电阻的电流之比是 ________，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 ________；将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合后，R1、R2两电阻的电流之比是 ________，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 ________。 三、实验题 13．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。 (1)实验中通过观察两个U形管中___________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这种探究问题的方法叫___________法； (2)甲装置可探究电流产生的热量与___________的关系，通电一段时间后，___________侧容器中U形管中液面的高度差大； (3)乙装置可探究电流产生的热量与___________的关系。 14．物理小组探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验，如下图所示，透明容器中密封着等量的空气，橡胶管将密闭容器和装有红色液体的U形玻璃管相连，A、B、C、D容器内电阻丝的电阻R1=10Ω，R2=R3=R4=5Ω；另有一个阻值为5Ω的电阻丝在容器外部，与R4电阻丝并联。请你回答下列问题。 (1)在该实验中，我们是通过观察U形管中液面的______来比较各容器中电阻丝产生热量的多少。在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例中采用的研究方法与此相同的是______（填写字母）； A．探究电流与电压、电阻的关系 B．用纸屑显示声音产生的原因 C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻 (2)图甲中，实验是探究电流通过导体产生的热量与导体______的关系； (3)图乙中，C、D透明容器中产生热量较多的是______容器； (4)图甲中，再连入一块电流表，电流表示数如图丙所示，那么通过R1、R2的电流在10s内产生的总热量为______J。 四、计算题 15．电热鞋是一种内置加热系统，可将电能转化为内能的一种功能鞋。如图所示是某款电热鞋的简化工作电路图，电源电压恒为，和为发热电阻丝、只闭合开关时低温挡工作，开关、都闭合时高温挡工作。，高温挡的功率是低温挡功率的3倍。忽略电阻丝阻值随温度变化。求： (1)低温挡时通过的电流； (2)低温挡的功率； (3)高温挡工作10min产生的电热。 16．如图所示电源电压保持不变，小灯泡L标有“3V1.5W”字样。当S1、S2都闭合时，小灯泡正常工作，电流表示数为0.8A；当开关S1、S2都断开时，电路中消耗的总功率为0.6W。求： （1）小灯泡L正常发光时的电阻； （2）定值电阻R1的阻值； （3）开关S1、S2都断开时，电阻R2通电1min所产生的热量。 15.3 电流的热效应 焦耳定律练习苏科版参考答案 1．D 【详解】电风扇、电动机工作时主要是把电能转化为机械能；笔记本电脑工作时主要将电能转化为光能和声能；只有电暖手宝工作时将电能转化为内能，利用了电流的热效应。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．A 【详解】在相同时间内产生的热量之比 故选A。 3．B 【详解】A．电视机是消耗电能而发出声音和光亮，将电能转化为声能和光能，故A不符合题意； B．电暖器是利用电流的热效应工作，将电能几乎全部转化为内能，用来发热取暖，故B符合题意； C．电风扇是消耗电能而转动工作，将电能转化为机械能，故C不符合题意； D．洗衣机是消耗电能而转动，将电能转化为机械能，故D不符合题意。 故选B。 4．D 【详解】各用电器的额定电压和额定功率均相同，在额定电压下工作时它们的实际功率与额定功率相等。实际功率相同，消耗电能一样快。工作相同时间，由可知，消耗的电能一样多。电风扇工作时消耗电能大部分转化为机械能，但也产生一部分热量；电视机工作时主要是把电能转化为声能、光能和内能，产生的热量较少；电热毯工作时消耗的电能全部转化为内能，因此电流通过电热毯产生的热量最多。故D正确，ABC错误。 故选D。 5．A 【详解】A．电视机背后的散热孔，是为了防止电热产生危害，故A符合题意； B．用电饭锅煮饭，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故B不符合题意； C．用电热水壶烧水，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故C不符合题意； D．冬天用电取暖器取暖，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故D不符合题意。 故选A。 6．D 【详解】A．替换前R1与R2串联，电流表测量电路电流，电压表测量R2电流，R1电压为 R1在1 min内产生的热量为 故A错误； B．由欧姆定律得，R2的阻值为 故B错误； C．依题意得，替换电阻后电路的总功率为 故C错误； D．电阻R0替换R1，由欧姆定律得，电路中的电阻变为 阻值为 故D正确。 故选D。 7．C 【详解】A．探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”时，应控制电阻和通电时间相同，改变电流大小。在该实验装置中，R1与R2串联，为保证实验进行，应使R1=R2=5Ω，而不是10Ω，故A错误； B．与并联，干路电流，电流为，电流为，与两端电压为，则，，则，，，则，解得，故B错误； C．根据焦耳定律，10s内电流通过电阻产生的热量，故C正确； D．，，电阻两端的电压，故D错误。 故选C。 8．D 【详解】A．由图甲可知，同时闭合开关S1、S2时，R与灯泡L并联，电流表测量干路的总电流，根据串并联电路的电流和电压特点可知，当R与灯泡L两端的电压为2V时，通过R的电流为0.2A，通过灯泡的电流为0.5A，干路的电流为0.7A，满足要求，所以电源电压为2V，故A错误； B．当只闭合开关S1时，只有灯泡L工作，产生灯泡L两端的电压UL=2V，由图可知，此时通过灯泡的电流为0.5A，由可知，小灯泡的电阻为 故B错误； C．同时闭合开关S1、S2时，小灯泡L与电阻R两端的电压相等，小灯泡L和电阻R电功率之比 故C错误； D．由可知，同时闭合开关S1、S2时，电阻R的阻值为 在5min内电阻R产生的热量为 故D正确。 故选D。 9． 并联 热 【详解】[1]如图所示充电柜中的6个充电宝之间可独立工作，互不影响，是并联的。 [2]充电后的手机会发热，消耗了电能产生了内能，因此是由于电流的热效应。 10． 右 【详解】[1]由图可知，右侧U形管内液面高度差较大，根据转换法可知R2产生的热量较多。 [2]图中两电阻丝与滑动变阻器串联，要使液面高度差变化更快，根据可知，可以增大两个电阻丝中的电流，根据欧姆定律可知，可减小变阻器接入电路的阻值，故应将滑动变阻器滑片P向右移动。 11． 3800J 200J 【详解】解：（1）∵U=380V，I=10A，t=1s， ∴电动机正常工作1s消耗的电能为：W=UIt=380V×10A×1s=3800J． （2）∵I=10A，R=2Ω，t=1s， ∴电动机正常工作1s产生的热量为：Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J． 12． 1︰1 1︰2 2︰1 2︰1 【详解】[1]由图可知，闭合开关S1，电阻R1、R2串联，因为串联电路中各处的电流相等，所以两电阻的电流之比是1︰1。 [2]根据可得，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 [3]将电流表和电压表的位置互换，再将开关S1、S2均闭合，电阻R1、R2并联，因为并联电路各支路两端的电压相等，所以R1和R2两端的电压相等，由可得，R1、R2两电阻的电流之比是 [4]根据可得，相同时间内R1、R2两电阻产生的热量之比是 13．(1) 液面高度 转换 (2) 电阻 右 (3)电流 【详解】（1）[1][2]电阻丝产生的热量无法直接观察到，电阻丝产生的热量越多，空气的温度越高，空气膨胀程度越大，U形管中液面的高度差越大，所以实验中可以通过比较U形管中液面高度的变化来反映电阻丝产生的热量的多少，这是采用了转换法的研究方法。 （2）[1][2]甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过他们的电流I与通电时间t相同，电阻不同，探究电流产生的热量与电阻的关系；左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt知道，在电流和通电时间相同时，右边容器中的电阻产生的热量多，空气温度升得较快，所以右侧容器中U形管中液面的高度差大。 （3）装置中一个5Ω的电阻与两个5Ω的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和通过左端的电阻电流相等，即I右=I左，所以通过右边容器内电阻的电流比通过左侧容器内电阻的电流小，即左右两容器中的电阻相等，通电时间相等，通过两容器内电阻的电流不等，根据控制变量法可知，乙装置是为了探究电流产生热量的多少与电流的关系。 14．(1) 高度差 B (2)电阻 (3)C (4)24 【详解】（1）[1][2]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但空气温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。采用的是转换法； A．探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法，故A不符合题意； B．用纸屑显示声音产生的原因，采用的是转换法，故B符合题意； C．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻，采用的是等效替代法，故C不符合题意。 故选B。 （2）由图甲可知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系。 （3）由图乙可知，D中的两个电阻是并联的，然后与C中的电阻串联，根据串并联电路的电流关系可知，通过C容器内电阻的电流要大于通过D容器内电阻的电流，在通电时间和电阻相同时，电流越大，产生的热量越多，故C透明容器中产生热量较多。 （4）由图丙知，电流表选择的是0~0.6A量程，对应的分度值是0.02A，电流表示数为0.4A；通过R1、R2的电流在10s内产生的总热量Q=I2(R1+R2)t=(0.4A)2×(10Ω+5Ω)×10s=24J 15．(1)1A (2)6W (3)10800J 【详解】（1）只闭合开关时，只有R1接入电路，为低温挡，则通过R1的电流 （2）低温挡的功率 （3）开关、都闭合时，R1、R2并联，为高温挡，由题意可知，高温挡功率为 则高温挡工作10min产生的电热为 16．（1）；（2）；（3）12J 【详解】解：（1）小灯泡正常发光时，小灯泡L正常发光时的电阻 （2）由题意知，小灯泡正常发光时，电源电压 U=3V 流过灯泡电流 流过电阻R1的电流 I1=I-IL=0.8A-0.5A=0.3A 定值电阻R1的阻值 （3）当开关都断开时，R1与R2串联，通过电阻R2的电流是 定值电阻R1两端的电压 U1=I2RL=0.2A×10Ω=2V 电阻R2两端的电压 U2=U-U1=3V-2V=1V 这是纯电阻电路，电阻R2通电1min所产生的热量等于其消耗的电能，即 Q=W=U2I2t=1V×0.2A×60s=12J 答：（1）小灯泡L正常发光时的电阻； （2）定值电阻R1的阻值是； （3）开关S1、S2都断开时，电阻R2通电1min所产生的热量是12J。 答案第1页，共2页 答案第1页，共2页 学科网（北京）股份有限公司 $