15.9 焦耳定律的应用-【课时提优计划作业本】2025-2026学年九年级下册物理同步练习课时基础强化版（苏科版）

84 0.Ra(20 908 a-. 9682-484n=4842(3)W=Q=c水m△t=4.2× 103J/(kg·℃)×1kg×(50℃-20℃)=1.26×105J,t w=1.26×10J=1,26×103s解析：(1)开关接2，电热毯 P高 100W 在“恒温挡时RR串联，电路中的电流1一号-器Y= 0.15A.(2)由题图可知，当开关接1，滑片在最右端时，电路为 R2的简单电路，此时电热毯处于“调温”挡且功率最大，则 &-积一积”-484Q:当开关接1，指片在最左端时，。 可变电阻R接入电路的电阻最大，R与R2串联，此时电热毯 处于“调温挡且功率最小，R达二F（20V9680,所 50W 以可变电阻R的最大阻值R大=R总大一R2=9682一4842= 4842.(3)水吸收的热量Q=c*m△=4.2×103J/(kg·℃)× 1kg×(50℃-20℃)=1.26×105J,因为不计热损失，所以 消耗的电能W=Q=1.26×105J,电热毯内水的温度由20℃ 升高到50℃所用的时间1=兴-L0-1.26×108 第9课时焦耳定律的应用 知识导引 L.机械能内能UEPR:UIE-PRUI-PRX 100%2.R1:R2R2:R1 课堂作业 1.3643204320解析：由题意可知，导体的电阻R 182,通过导体的电流I=2A,则该导体两端的电压U=R= 2A×18=36V,通电1min产生的热量Q=2Rt= (2A)2×182×1×60s=4320J,即消耗的电能为4320J. 2.1211.2×104解析：开关接“1”“2”两个触点时，只有R 接人电路中；开关接“2”“3”两个触点时，R1、R2并联；开关接 “3”“4”两个触点时，只有R2接人电路中，若想要有3种挡位， 则R1、R2的阻值必须不同，R1=2422,则R2应该选取阻值 为1212的电热丝；开关接触“1”“2”两个触点时，只有R1接 人电路中，通电1m血电流产生的热量Q=咒4= 220D2×60s=1.2×10J. 2422 3.380020094.7%解析：电动机正常工作1s消耗的电 能W电=UUIt=380VX10A×1s=3800J,产生的热量Q= PRt=(10A)2×22×1s=200J;由电能转化成的机械能 W机=W电一Q=3800J一200J=3600J,电动机的效率7 0器×100%=38×100%94.7%. W电 4.电阻大增大电源电压Q=Rt(焦耳定律)解析：铅 笔芯的主要成分是石墨（导体），铅笔尖的横截面积较小，则接 触处的电阻较大，由焦耳定律可知，在电流和通电时间相同 时，铅笔尖接触处产生的热量较多，温度较高，会出现明亮的 电火花；若想让电火花更亮些，可以增大电源电压，从而增大 课时提优计划作业本 电流，在电阻和通电时间一定时，产生更多的热量，使电火花 更亮 5.热闭合2.16×105解析：电热水壶工作时，将电能转 化为内能，所以电热水壶是利用电流的热效应工作的：由题图 可知，当开关S闭合、S断开时，R、R2串联，此时电路的总 电阻最大，由P二只可知，电路的总功率最小，电热水壶处于 保温挡，当开关S、S2都闭合时，电路为R2的简单电路，此时 电路的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于加热挡；电热 水壶处于加热挡正常工作3min消耗的电能W=Pt= 1200W×3×60s=2.16×105J. 6.D解析：根据Q=严Rt可知，电阻越大，电流未知，无法判 断相同时间内产生热量的多少，A错误；根据Q发：可知，电 阻越大，电压未知，无法判断相同时间内产生热量的多少， B错误；Q=UIt是焦耳定律的导出式，说明电热在数值上等 于电压、电流和时间的乘积，焦耳定律的定义式为Q=PRt, 说明相同时间内电流产生的热量与电阻有关，C错误；根据Q PR可知，当电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越 多，D正确， 【点评]焦耳定律的定义式是Q-=下P,导出式有Q-贤和 Q=UIt.判断电热的多少，一是要判断是否是纯电阻电路，决 定导出式是否可用，如果是非纯电阻电路，只能用Q=IPRt, 是纯电阻电路，Q=PR,Q=Ui和Q二R都适用；三是 要找出U不变还是I不变，如果U不变，用Q-, R,如果1不 变，用Q=PRt. 7.C解析：由Q=PRt可知，电阻不变，将电流减为原来的 一半，单位时间内产生的热量减为原来的四分之一，A不符合 题意：由Q-贤可知，电压不变，电阻增为原来的四倍，单位 时间内产生的热量减为原来的四分之一，B不符合题意；由 Q发可知，电压和电阻均减为原来的一半，单位时间内产生 的热量减为原来的-半，C符合题意；由Q-爱可知，电阻不 变，电压减为原来的一半，单位时间内产生的热量减为原来的 四分之一，D不符合题意. 8.(1)R=7= U220V 9=20V=440Ra=7=0,1A9 =22002, R=R总-R=22002-442=21562(2)P1=UI'= 220V×0.1A=22WP2=UI=220V×5A=1100W (3)Q吸=c水m△t=4.2X103J/(kg·℃)×1.25kg×(100℃ 12℃)=4.62×105J,W=P2t=1100W×8×60s=5.28× 1017号×100%-香照8}×10%-687.5%解析： (1)由题图可知，当开关S置于“2”挡时，电路为R的简单电 路，电流表测电路中的电流，电阻R的阻值R。=了 ·物理·九年级下册 20V=440当开关S置于“1”挡时，R与R串联，电流表 5A 测电路中的电流，电路中的总电阻=号-X二20口 R的阻值R=R总-R=22002-442=21562.(2)当开关 S置于“1”挡时，电饭锅的功率P1=UI'=220V×0.1A= 22W;当开关S置于“2”挡时，电饭锅的功率P2=UI=220VX 5A=1100W.(3)水吸收的热量Q吸=c水m△t=4.2× 103J/(kg·℃)×1.25kg×(100℃-12℃)=4.62×105J, 电饭锅烧煮8min消耗的电能W=P2t=1100W×8×60s= 5.28×10J,电饭锅的效率1=0 -0×1o0%-器8× 100%=87.5%. 课后作业 U1 9.1:22:1解析：由题图甲和欧姆定律可知，R= 6V U212V 06A=100,R==0.6A=20Ω由题图乙可知，闭合开 关S,断开开关S2、S时，两个电阻串联，根据串联电路分压 原理可知，电阻R、R2两端的电压之比等于电阻之比，即 UU1:U2=R1:R2=1:2;当断开开关S,闭合开关S2、S3时， 两个电阻并联，根据Q=W=发和并联电路电压的规律可 知，经过一段时间，电流通过电阻R、R产生的热量之比 Q:Q=R2:R1=2:1. 10.6.72×1057解析：水的初温为20℃，标准大气压下水 的沸点为100℃，则水吸收的热量Q吸=c水m△t=4.2× 103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J;由 电热水壶的效率y等×100%-斧×100%可得，将这壶水 烧开需要的时间1=经=。6.72×105】 7P-80%×2000w=420s=7min. 11.260解析：由题图可知，警灯与电动机串联，根据串联 电路的电流特点可知，通过警灯的电流与通过线圈的电流相 等，即I灯=I线圈=1A,警灯两端的电压U灯=I灯R灯=1A× 22=2V;2min内电动机线圈产生的热量Q=I酸圈R线圈t (1A)2×0.52×2×60s=60J. 12.R1:R24:1解析：由题图可知，R1、R2串联，即通过 R1、R2的电流相等，根据Q=I严Rt可知，相同时间内定值电阻 R1、R2产生的热量之比等于电阻之比，即Q：Q=R1：R2； 发电厂输电功率和输电线路不变，即P和R不变，根据P U1可知，原来输电线路中的电流I=110kV,输电线路损耗 的电能W,=产R=(0w)厂×R,输送电压提高到20kV P 后，输电线路中的电流1一20kV,输电线路损耗的电能W,一 R=(20v)°×R,则Ww:=[(0)‘×R] [(2)‘×R]=(8)=41. 13.B解析：R1与R2并联时，根据并联电路的特点和Q= 课时提优计划作业本 尺可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻越小，产生 U 的热量越多，因为R1>R,所以Q甲<Qz;R1与R2串联时， 根据串联电路的特点和Q=PRt可知，在电流和通电时间相 同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，因为R1>R2,所以 U Q>Q,;通过甲容器中R的电流山=民，通过丙容器中R 的电流1=R十R,山>1，由Q=PR:可知，Qm>Q,所以 这四个容器中电阻产生的热量按从低到高的顺序排列是 Q灯<Q两<Q甲<Qz,四个容器中的水温按从低到高的顺序排 列是丁、丙、甲、乙. 14.B解析：白炽灯、电饭锅和取暖器在工作时都主要是把 电能转化为内能，当导体的电阻为零时，它们就不会发热，即 不能工作；电动机主要是把电能转化为机械能，故导体电阻越 小，它产生的热量就越少，即电能的利用率就越大，对电动机 工作就越有利 15.D解析：选项A、B中，开关S闭合、S2断开时，只有R 人电路，电路功率P=发，SS2都闭合时，RR2并联，电 路功率B是+发，B<A,A.B符合要求，选项C中，开关 P S闭合、S断开时，R、R,串联，电路功率P一R十R,S、 S2都闭合时，R2被短路，只有R1接入电路，电路功率P2= U R,P<P,C符合要求；选项D中，S闭合、S断开时，R1、 并联，电路功率卫{+{，S、S,都闭合时，电源短路 D不符合要求 16.B解析：由题图可知，当S闭合时，R1被短路，电路中的 总电阻最小，由P一发可知，此时电路总功率最大，处于加热 状态；当S断开时，R1、R2串联，电路中的总电阻最大，由P= 发可知，此时电路总功率最小，处于保温状态，A正确；加热状态 U U加瞌= 下的电流一尺，保温状态下的电流保强一R十R'保 U =R十R=10+1=马，B错误；电路处于保温状态 J R 1 R1+R 时片一是一是-9，C正确：由于电源电压不变，加热 状态和保量状态下电路的功幸之比哈整器一票一斗。 则P=P=×110W=10W,D正确， 17.(1)P低=UUI1=220VX6A=1320W(2)I2=I-I1= 10A-6A=4A,R-号-婴X-5(3)0-w U11t=220VX6A×15×60s=1.188X10J解析：(1)由题 图甲可知，闭合开关S时，电路是R1的简单电路，电路中的电 流最小，由P=UI可知，电路的功率最小，处于低温挡；当S ·物理·九年级下册 7。 和S闭合时，两个电阻并联，电路中的电流最大，电路的功率 最大，处于高温挡；由题图乙可知，低温挡时的电流是6A,电 烤箱在低温挡工作时的功率P低=UI1=220VX6A= 1320W.(2)由题图乙可知，高温挡时，通过R的电流是6A, 电路的总电流是10A,由并联电路的特点可知，通过R2的电 流2=I-1-10A-6A=4A,电热丝R,的阻值R,=2 20y=55n.(3)15min内R产生的热量Q=w1=Um1t 4A 220V×6A×15×60s=1.188×105J. U_12V=1.5A 18.(1)如图所示（答案不唯一）(2）1保=尽1=80 （塔案不唯）8)亚-是-号器-15Ak=十= 1.5A+1.5A=3A,W=UI加t=12V×3A×1×60s= 2160J(答案不唯一) S 解析：(1)将R1、R2并联在电路中，开关S接在干路中，开关 S2接在R2所在的支路中.(2)由答图可知，当开关S闭合、S2 断开时，电路为R的简单电路，电路的总电阻较大，由P-发 可知，电路的总功率较小，孵化箱处于保温挡，此时电路中的 电流4-是-号g=15A③)当开关88都闭合时，R、 R2并联，此时电路的总电阻较小，总功率较大，孵化箱处于加 热指，通过R的电流1-忌-器-1.5A,于路电流1a I保+I2=1.5A十1.5A=3A,则该孵化箱在加热状态下工作 1min消耗的电能W=UI加t=12V×3A×1×60s 2160J. 第10课时家庭电路的组成 知识导引 1.进户线电能表熔断器并火零2202.并零 火地3.火线和零线高电阻笔尖金属电极笔尾金 属电极火零 课堂作业 1.B解析：在家庭电路中，各元器件安装的先后次序一般为 进户线、电能表、总开关、保险装置、用电器等. 2.D解析：三线插头最上面插脚是用来接地的，确保用电器 外壳先接地，所以比其他两个插脚要长，A、B错误，D正确；右 插孔L是用来接火线的，C错误. 3.笔尖火线解析：使用测电笔辨别火线和零线时，测电 笔笔尖应接触待测芯线；若测电笔氖管发光，说明接触的是 火线 4.(1)b、c、d(2)a、b、c、d解析：(1)若开关闭合后电灯正常 发光，用测电笔分别接触a、b、c、d四点时，与火线相连的b、c、 d三点能使测电笔发光.(2)若进户线的零线发生断路，a、b、c、 d都与火线相连，都会使氖管发光. 课时提优计划作业本 5.(1)如图所示 ②01=号-12-5A②R-号- 2.2kW·h 5A 2Y=440③三p-100X109Kw=2h(3)电吹风 P'_750W 的额定电流1=号=220V ≈3.4A,电吹风和电暖器并联， 总电流1总=I十'=5A十3.4A=8.4A<10A.因此，插线板 可以让电吹风和电暖器同时工作 火线 -零线 -插线板 开关 解析：(1)由题意可知，两个插座并联，开关在干路上，根据家 庭电路的连线规则和用电器的使用原则连接电路.(2)①通过 电暖器的电流I三卡=，=5A②电暖器的电阻R= -220V V=20Y-=40.③消耗2.2kw·h的电能所用的时间一 T=5A1 W2.2kW·h P1100X103kw=2h(3)见答案 课后作业 6.B解析：测电笔不能判断物体所带电性，A错误；若氖管 发光，则火线、测电笔、人体、大地构成回路，说明有电流通过 人体，B正确；笔尖、电阻、氖管、弹簧和笔卡都是导体，外壳是 绝缘体，C错误；在使用测电笔时，手应该接触笔尾的金属电 极，故两种使用测电笔的方法中，甲是正确的，乙是错误的， D错误 7.C解析：由题图可知，保险丝安装在火线上，故A是火线， B是零线，零线B与大地之间的电压为零，A错误；火线A与 大地之间的电压为220V,B错误；三线插座已接地，电冰箱的 插头插入三线插座能使电冰箱的金属外壳接地，这样能防止 因金属外壳漏电而发生触电事故，C正确；插座的左孔接零 线，右孔接火线，故测电笔插入插座的左插孔时氖管不发光， 插入插座的右插孔时氖管发光，D错误！ 8.B解析：我国火线与零线之间的电压为220V,A错误：家 庭电路中，各用电器独立工作，互不影响，故它们之间是并联 的，B正确；开关与它所控制的用电器不可以并联，否则会造 成短路，C错误：电冰箱必须使用三线插座，否则会因金属外 壳漏电而发生触电事故，D错误。 9.(1)B插座(2)A插座的故障可能是火线断路C插座的 故障可能是左孔接火线、右孔接零线解析：(1)插座应按“左 零右火”的原则接入电路中，正确的现象是用测电笔测左孔， 氖管不发光，用测电笔测右孔，氖管发光；结合题表中现象可 知，B插座正常.(2)测电笔测A插座左、右两孔，氖管都不发 光，说明故障可能是火线断路；当用测电笔接触C插座左孔时 应不发光，但实际上发光，接触右孔时应发光，但实际上不发 光，说明C插座的故障可能是左孔接火线、右孔接零线。 10.短路正常36解析：当校验灯L正常发光时，说明与 它串联的灯泡L没有分担电压，L两端的电压为220V,则 ·物理·九年级下册 8第十五章电功和电热 第9课时焦耳定律的应用 知识导引 1.电动机工作时，将电能转化为 和 若电动机两端电压为U,通过电动机的 电流为I,电动机线圈的电阻为R,则在时间t内，电流对电动机做的功W ,电动 机产生的热量Q= ,电动机输出的机械功W机= ,电动机工作 时的效率= 2.在由电阻R1、R2组成的串联电路中，在相同时间内电流通过R1、R2所产生的热量Q、Q2与 R、R2之间的关系是Q：Q= ;在由电阻R1、R2组成的并联电路中，在相同时间 内电流通过R1、R2所产生的热量Q、Q2与R1、R2之间的关系是Q,:Q2= 课堂作业 1.已知某导体的阻值为18Ω，通过它的电流为2A,则它两端的电压是 V,通电 1min消耗的电能是 J,产生的热量是 J. 2.(2024·成都)小张想设计一个有“低温”“中温”和“高温”三个挡位的电 加热器，其电路图如图所示，电源电压为220V,R1、R2是电热丝，开关S R2 49 接触相邻的两个触点.她准备了三根电热丝，R1=2422,另外两根电热 -0220V8 丝的阻值分别是1212和2422，R2该选取阻值为 2的电热丝.开关S接“1” “2”两个触点时，通电lmin电流产生的热量是 3.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈电阻为22，通过线圈的电流为 10A.这台电动机正常工作1s消耗的电能为 J,线圈内产生的热量为 该电动机的效率为 (百分号前保留1位小数). 4.学习电学知识后，小芳把裸铜线分别在两个削尖的铅笔芯上绕几 圈，使笔尖刚好接触，如图所示，接上9V的电源，接触处出现了明 亮的电火花，这是因为铅笔尖接触处的 ;若让电火花更 亮些，方法是 ,原理是 5.(2025·吉林)庖厨雅趣，烹享人间美味.在学校开展的“走进烹饪”的 劳动实践活动中，小明探索到厨房里蕴含着丰富的物理知识.电热水 壶是利用电流的 效应工作的.电热水壶具有加热与保温两 220V R, 种功能，其内部简化电路如图所示.开关S闭合、S2 时，电 热水壶处于加热挡.若电热水壶加热挡的额定功率为1200W,则其正常工作3min消耗 的电能为 J 33 课时提优计划作业本物理九年级下册)》 6.关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是 A.根据Q=IRt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B根据Q一发：可知，电阻越大，相同时间内产生的然量越少 C.根据Q=UIt可知，相同时间内电流产生的热量与电阻无关 D.根据Q=IRt可知，当电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 7.要使电热器在单位时间内产生的热量减为原来的一半，则下列措施可行的是() A.电阻不变，通过它的电流减为原来的一半 B.电压不变，电阻增为原来的四倍 C.电压和电阻均减为原来的一半 D.电阻不变，电压减为原来的一半 8.某型号的电饭锅有两挡：“1”挡是焖饭、保温，“2”挡是高温烧煮.其电路原理图如图所示。 (1)当开关S先后置于“1”挡和“2”挡时，串联在电路中的电流表示数分别为0.1A和5A, 求电阻R和R的阻值， (2)当开关S先后置于“1”挡和“2”挡时，求电饭锅的功率. (3)将质量为1.25kg、温度为12℃的水烧开（标准大气压下），电饭锅烧煮时间为8min, 求此电饭锅的效率.[c水=4.2×103J/(kg·℃)] (A o 220 Vo 课后作业 9.两个电阻的电流随电压变化的关系图像如图甲所示，将它们连接在如图乙所示的电路中. 当闭合开关S,断开开关S2、S时，电阻R1、R2两端的电压之比为 ;当断开开关 S,闭合开关S2、S时，经过一段时间，电流通过电阻R、R2产生的热量之比为 IIA R R 0.6 0.3 6 12 U/V 甲 10.(2024·宜宾)电热水壶内装有质量为2kg、温度为20℃的水，加热至沸腾时水吸收的 热量为 J;电热水壶的额定功率为2000W,正常工作时，80%的热量被壶内的 水吸收，将这壶水烧开需要的时间是 min.[水的比热容c水=4.2X 103J/(kg·℃)，当地气压为标准大气压] 34 第十五章电功和电热 11.某品牌电动玩具警车的内部等效电路如图所示，阻值为2的警灯与线圈电阻为0.52 的电动机串联.当玩具警车正常匀速行驶时，通过电动机线圈的电流为1A,则警灯两 端的电压是 V;2min内电动机线圈产生的热量是 10V 10V R R2 R R2 丙 (第11题) (第12题) (第13题) 12.(2025·大兴安岭)英国物理学家焦耳于1840年最先精确地确定电流产生的热量跟电 流、电阻和通电时间的关系.探究电流产生热量的多少与电阻大小关系的实验装置如图 所示，将其接到电源两端，通电后，装置元件始终完好，则相同时间内定值电阻R1、R2产 生的热量之比Q：Q2= ,远距离输电过程中，电流的热效应会引起电能的损 耗.某段时间内，从某发电厂采用110kV的高压向目的地输电时，输电线路损耗的电能 为W1,在输电线路可承受范围内，保持发电厂输电功率和输电线路不变，不计温度对导 线电阻的影响，将输送电压提高到220kV后，相同时间内输电线路损耗的电能为W2, 则W1:W2= 13.如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，先后将两个电阻丝 R1和R2以并联和串联的方式分别放入甲、乙、丙、丁容器中，其中R>R2.若通电时间 相同，则这四个容器中的水温按从低到高的顺序排列是 () A.甲、乙、丙、丁B.丁、丙、甲、乙C.丙、丁、乙、甲 D.甲、乙、丁、丙 14.当温度降到很低时，某些金属的电阻会突然消失，这种现象称为超导现象.假如所有导 体都没有了电阻，当给用电器通电时，下列说法正确的是 () A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动 C.电饭锅仍然能煮饭 D.取暖器仍然可以发热 15.饮水机、电饭煲等家用电器都具有保温和加热功能，同学们设计了模拟电路.当S1闭 合、S2断开时，电路处于保温状态；当S、S都闭合时，电路处于加热状态.下图中不符 合上述要求的是 R A B 16.如图所示为电饭锅的电路示意图，R1和R2为两个发热电阻丝，S R 为温控开关，A、B两点接在家庭电路中，R1：R2=10:1,加热状态 下电路的功率为1100W,则下列说法错误的是 220V R A.S闭合时，电饭锅处于加热状态 35 课时提优计划作业本物理九年级下册)>》》 B.在加热状态和保温状态下通过电阻R2的电流之比为11：10 C.保温状态下R1的功率与R2的功率之比为10：1 D.保温状态下电路的功率为100W 17.如图甲所示为某电烤箱的内部简化电路图，S为自动控制开关，R1和R2均为电热丝， 图乙是电烤箱正常工作时电流随时间变化的图像. (1)求电烤箱在低温挡工作时的功率， (2)求电热丝R2的阻值. (3)求15min内电流通过R1产生的热量. ↑IA 10 6 220V & 51015t/min 甲 18.(2025·山西)为探索生命历程，生物小组的同学们要制作如图甲所示的孵化箱，观察鸡 蛋孵化的过程，需要设计具有加热和保温两种功能的电路.小组同学们收集了电压为 12V的蓄电池、两个开关S和S2、两个阻值均为8Ω的电阻丝R1和R2、导线若干. (1)请你帮助他们设计电路，并画在图乙虚线框内. (2)求该孵化箱处于保温挡时电路中的电流， (3)求该孵化箱处于加热挡时工作1min消耗的电能 甲 乙 36》