第十五章  第8课时  电流的热效应焦耳定律-【课时提优计划作业本】2025-2026学年新教材九年级物理下册（苏科版）

第十五章电功和电热 第8课时 电流的热效应焦耳定律 知识导引 1.导体中有电流通过时会发 ,将 能转化为 能.这种现象称为电 流的 效应.利用 工作的装置称为电热器」 2.焦耳通过大量实验研究发现：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.这个规律叫作焦耳定律，用公式表示 为 在国际单位制中，电流的单位是 ,电阻的单位是 ,时间的 单位是 ,热量的单位是 3.电热器（或纯电阻）工作时，产生的热量等于电流做的功，因而可以用Q=W=Pt= 计算它产生的热量.而其他用电器工作时，只有一部分 电能转化为内能，产生的热量 电流做的功，如电动机只能根据 计算电 动机中电阻产生的热量， 课堂作业 1.(2025·北京)下列用电器中，利用电流热效应工作的是 A.电热水壶 B.吸尘器 C.电冰箱 D.电视机 2.下列情况中，属于防止电热危害的是 () A.用电熨斗熨烫衣服 B.用电饭锅煮饭 C,冬天用电暖气取暖 D.电脑机箱内有小风扇 3.将规格都是“220V180W”的一台电冰箱、一台电脑和一条电热毯分别接入同一家庭 电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是 A.电冰箱产生的热量最多 B.电脑产生的热量最多 C,电热毯产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多 4.甲、乙两个电热器的电阻之比是5：4，通过它们的电流之比是2：1，通电时间之比是 1：2,则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比是 () A.5:2 B.5:4 C.2:5 D.10:1 5.如图所示，给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之连接的导线却不觉得烫手， 这是因为 A,电流通过导线时没有产生热效应 B.通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多 C,电炉丝的电阻比导线的电阻小得多 D.电炉丝的电功率比导线的电功率大得多 《29 课时提优计划作业本物理九年级下册(SK版)))) 6.小明同学家里购买了一个电热水壶，烧水时发现电源线很热，甚至能闻到橡胶的焦味，他 提议家长向消费者协会投诉，投诉的理由应该是 () A.电源线太短 B.电源线太粗 C.电源线太细 D.电压太高 7.如图所示的芯片体积小，元件分布密集.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 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的， 8.如图所示，电源电压不变，电阻R1的阻值为20，R2的阻值为30.闭合开关S,电流表 的示数为0.3A. (1)求电源电压U, (2)求通电100s时电流通过电阻R2产生的热量. 课后作业 9.(2023·无锡)如图所示是超市常用的塑料袋封口夹的电路原理图，电源 电压为5V,电热丝R的阻值为12.闭合开关S,电热丝温度升高，利用 电流的 效应实现高温封口，3s内产生的热量为 J;若 使用时总把塑料袋烫坏，可以 (选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值 10.电脑的中央处理器(CPU)与半张扑克牌的大小相当，工作时发热显著，常采用散热片与 风扇组合冷却.某电脑CPU的功率为100W,其中发热功率占8%，铜质散热器的质量 是0.8kg.若工作0.5h,CPU消耗的电能是 J,产生的热量是 J,这些 热量可使散热器温度升高 ℃.[铜的比热容为0.4×103J/(kg·℃)] 11.(2025·泸州)“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割 器，用来切割塑料泡沫，如图所示.下列分析正确的是 () 电 铝 片 度 A.通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等 B.加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等 C.EF、FG和GH三段铝片的电阻相等 D.用GH段铝片去切割塑料泡沫，效果最好 30》 第十五章电功和电热 12.某品牌电热水袋的部分性能指标如下表所示，当袋内的水的初温是20℃时，在额定电 压下加热至自动断电需要的时间为210s,设电热管放出的热量全部被水吸收，则[水的 比热容为4.2×103J/(kg·℃)] 额定电压 袋内水的质量 自动断电的温度 220V 1 kg 70℃ A.加热时的电流为2.25A B.电热管的加热电阻为48.42 C.电热管的额定功率为500W D.水吸收的热量为4.2X105J 13.将阻值为402的电阻丝接在电源两端，通电10min,电流产生的热量是1.5×103J;若 将阻值为102的电阻丝接在同一电源的两端，通电10min,电流产生的热量是（) A.1.5×103J B.7.5×104J C.7.5×103J D.6×103J 14.用如图所示的装置探究影响电流热效应的因素 序号电阻丝 电流/A 时间/s 初温/℃ 末温/℃ ① R 100 20 34 ② R 200 20 48 或 ③ R 0.5 200 20 27 ④ R 0.5 200 20 34 (1)甲、乙、丙三个相同的容器内均装有质量相等的煤油，电阻丝R1、R2、R3浸没在煤油 中，其中R1=R2=52,R3=102.闭合开关前，记录下煤油的初温. (2)开关S接a,调节滑动变阻器的滑片P,使电流表的示数为1A,分别记录下第100s 和第200s时甲容器中煤油的末温. (3)开关S接b,调节滑片P,使电流表的示数为0.5A,分别记录下第200s时乙、丙容 器中煤油的末温，断开开关，结果如上表所示. (4)比较实验①②可得：当通过导体的电流和导体的 相等时，导体产生的热量 与通电 有关， ,导体产生的热量越多 (5)比较实验②③可以得出的结论是 实验中，电阻丝R2产生的热量为 (6)在步骤(3)中，阻值不同的电阻丝R、R3的通电时间相同，通过它们的电流相同，但 是煤油升高的温度不同，由此你得出的结论是 31T 课时提优计划作业本物理九年级下册(SK版)))》 15.某同学自己动手制作了一个牛奶加热器，设计的电路如图所示，已知滑动变阻器R的 最大阻值为1002，用于加热的电阻丝R1的阻值为552，闭合开关S. (1)求电路中的最小电流.（结果保留1位小数） (2)求电阻丝的最大加热功率 (3)在最大加热功率下，求用时100s使1kg常温牛奶升高的温度.[不考虑热量损失， 牛奶的比热容c=2.5×103J/(kg·℃)] P R 220V。S 16.如图所示是一个具有保温功能的电热水壶，其铭牌如下表所示.将该电热水壶装满水， 接入家庭电路中使用。 (1)求该电热水壶在额定电压下加热时的电阻. (2)求在额定电压下保温时通过电热水壶的电流. (3)在额定电压下加热5min,壶内20℃的水正好烧开，求该过程中电热水壶产生的热量. (4)某次电热水壶实际工作电压为198V,求电热水壶在加热时的实际功率. 最大容积 1.5L 加热功率 2000W 保温功率 22W 额定电压 220V 17.(2023·辽宁)如图所示为某款水暖电热毯的简化电路图，其中R、R1、R2均为加热电 阻.该电热毯具有“调温”和“恒温”挡，开关接1为“调温”挡，功率变化范围是50~ 100W;开关接2为“恒温”挡，功率为33W.该电热毯内装有1kg水.[c水=4.2× 103J/(kg·℃) (1)求电热毯在“恒温”挡时的电流， (2)求可变电阻R的最大阻值 (3)若用最大功率加热，不计热损失，求电热毯内水的温度由20℃升高到50℃所用的 时间. o220 Vo 32》13.(1)P额=U.I=6VX0.5A=3W(2)I=I=0.5A, U2=IR2=0.5A×42=2V,U=U+U2=6V+2V=8V ③)25-86=4w,P,=p-P=6w-4w=2w R号-”-2n解折：1由题查可知，小灯泡的颜 定电压为6V,由题图乙可知，小灯泡正常发光时的电流I 0.5A,则小灯泡的额定功率P额=U.=6V×0.5A=3W. (2)由题图甲可知，当开关S闭合，S、S断开时，L与R2串 联，当滑动变阻器接人电路中的阻值为4Ω时，小灯泡恰好正 常发光，则电路中的电流I=.=0.5A,滑动变阻器两端的电 压U2=IR2=0.5A×42=2V,电源电压U=U十U2= 6V+2V=8V.(3)当开关S、S、S都闭合时，小灯泡L被 短路，R1、R2并联，因为并联电路各支路两端的电压均等于电 源电压则R的功率P只- 162 =4W,R2的功率 B=PB=6W-4W=2W,由P=紧可得，R接人电路 的值风=片-经0-2n 第8课时电流的热效应焦耳定律 知识导引 1.热电内热电流热效应2.电流的平方电阻 通电的时间Q=PRt安(A)欧(Q)秒(s)焦(J) 3UMF发小于Q=PR 课堂作业 1.A解析：电热水壶是利用电流的热效应来工作的，A符合 题意：吸尘器主要把电能转化为机械能，没有利用电流的热效 应，B不符合题意；电冰箱的核心部分是电动机，主要把电能 转化为机械能，没有利用电流的热效应，C不符合题意：电视 机主要把电能转化为声能和光能，没有利用电流的热效应，D 不符合题意 2.D解析：用电熨斗熨烫衣服是将电能转化为内能来工作 的，属于电热的利用，A不符合题意；用电饭锅煮饭是将电能 转化为内能来给食物加热的，属于电热的利用，B不符合题 意；电暖气是将电能转化为内能来制热的，属于电热的利用，C 不符合题意；电脑机箱内有小风扇是为了及时散热，属于防止 电热危害，D符合题意. 3.C解析：三个用电器由于功率、通电时间相同，故消耗的 电能相同，但电冰箱、电脑工作时只有部分电能转化为内能， 只有电热毯将电能全部转化为内能，因此电热毯产生的热量 最多 4.A解析：根据Q=PRt可得，甲、乙两个电热器产生的热 之是是-（华）×导×中子 5.D解析：由于导线有电阻，则电流通过导线时，导线会发 热，产生热效应，A错误：在使用电炉时，电炉丝和导线串联， 通过它们的电流相等，通电时间相同，由于电炉丝的电阻远大 于导线的电阻，根据Q=PRt可知，电流通过电炉丝产生的热 量远大于电流通过导线产生的热量，根据P=PR可知，导线 的电功率比电炉丝的电功率小，因而出现电炉丝热得发红，而 课时提优计划作业本· 与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象，B、C错误，D 正确 6.C解析：根据焦耳定律Q=PR1可知，当电路中的电流一 定、通电时间一定时，引起电热过多的原因是电阻太大：电源 线太短或太粗会使电源线的电阻过小，而电源线太细会导致 电源线的电阻过大.C符合题意 7.电阻电流的热热传递解析：由于芯片元件有电阻， 当有电流通过它们时不可避免地会产生热量，这种现象称为 电流的热效应：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，这是通过热传递的方式改变 芯片内能的。 ,(1)0=U=1R=0.3A×202=6V(2)2=是 300=0.2A,Q=6R1=(0.2A2×30n×100s=120J 6V 解析：(1)由题图可知，R1与R2并联，电流表测通过R1的电 流，电源电压U=U1=I1R1=0.3A×20=6V.(2)通过电 阻民的电流1是-哥-0,2A通电10：时电阻足产 生的热量Q2=I号R2t=(0.2A)2×302×100s=120J. 课后作业 9.热75增大解析：电流通过电热丝时，因为电流的热 效应，电热丝产生热量，温度升高，实现高温封口；电热丝产生 的然量Q只-气×3=5J:由公式Q只可知，电 压不变，要减小电热丝产生的热量，应增大R的阻值 10.1.8×1051.44×10445解析：CPU消耗的电能W= P1=100W×0.5×3600s=1.8×10°J:因为发热功率占 CPU功率的8%，所以发热功率P热=PX8%=100W× 8%=8W,产生的热量Q=P热t=8W×0.5×3600s= 1.44×104J;根据Q=cm△t可得，散热器升高的温度△1= Q 1.44×104J m0.4X10j7kg·C)X0.8kg=45℃. 11.A解析：由题图可知，EF、FG和GH三段铝片串联在电 路中，根据串联电路的特点可知，通过EF、FG和GH三段铝 片的电流相等，A正确；EF、FG和GH三段铝片的材料、长度 相同，横截面积不同，根据影响导体电阻大小的因素可知， EF、FG和GH三段铝片的电阻不相等，根据U=IR可知，它 们两端的电压不相等，B、C错误；FG段铝片的横截面积最小， 根据导体电阻的影响因素可知，FG段铝片的电阻最大，而通 过EF、FG和GH三段铝片的电流相等，根据焦耳定律Q PRt可知，相同时间内电流通过FG段铝片产生的热量最多， 切割塑料泡沫的效果最好，D错误. 12.B解析：由题表可知，自动断电的温度为70℃，此过程 中水吸收的热量Q级=cm(t一to)=4.2×103J/(kg·℃)× 1kg×(70℃一20℃)=2.1×105J,D错误：电热管放出的热 量全部被水吸收，且额定电压下电热管的实际功率和额定功 率相等，根据Q=Q触=W=Pt可得，电热管的额定功率P W=2.1X10J=1000W,C错误：加热时的电流1=无 P 210s 1,000W≈4.5A,A错误，加热电阻R=5=220 220V P=1000W 理·九年级下册(SK版) 48.4,B正确. 13.D解析：两根电阻丝分别接在同一电源两端，电阻丝两 端电压不变，通电时间相同，R1=402,R2=10,R1=4R2, 根据Q发可得，Q=4Q=4×1.5X10J=6×101. 14.(4)电阻时间通电时间越长(5)当通电时间和导体 的电阻相等时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多 250(6)当通电时间和通过导体的电流相等时，导体的电阻 越大，导体产生的热量越多解析：(4)比较实验①②可知，电 流相同，通电时间不同，煤油的末温不同，则可得：当通过导体 的电流和导体的电阻相等时，导体产生的热量与通电时间有 关：通电时间越长，导体产生的热量越多.(5)由实验②③可 知，当导体的电阻和通电时间相等时，通过导体的电流越大， 导体产生的热量越多：R2产生的热量Q=I2R2t=(0.5A)2× 5Ω×200s=250J.(6)在步骤(3)中，阻值不同的电阻丝R2 R的通电时间相同，通过它们的电流相同，丙容器中煤油的 末温较高，说明当通电时间和通过导体的电流相等时，导体的 电阻越大，导体产生的热量越多. U 220V U 15.(1D1小=R+R-100n+50≈1.4A(2)P大= (220V)2 550 =880W(3)Q吸=Q做=W=P大t=880WX 1008=8.8×10J,-™=2x103,9kg0CX1g 8.8×101J 35.2℃解析：(1)由题图可知，滑动变阻器R与加热的电 阻丝R串联，当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路中 U 220V 电流最小，电路中的最小电流1小=R,十R=100n十55 1.4A.(2)当滑动变阻器接入电路的阻值为零时，电路中的电 流最大电阻丝的加热功*最大为P:货-②需 880W.(3)在最大加热功率下，加热100s电阻丝产生的热量 Q做=W=P大t=880W×100s=8.8×104J,不考虑热量损 失，牛奶吸收的热量Q极=8.8×104J,牛奶升高的温度△1= Q级 8.8×104J cm 2.5X10j/kg·C)x1kg=35.2℃ 60R=品=g8器=22n(21a- U 20V=0.1A(3)Q-W=Pm1=200WX5×60s=6× 22W 10】4n-贵-9 =1620W解析：(1)该电水 U=220V2 壶在额定电压下加热时的电阻R=P=2000W 24.2Ω.(2)在额定电压下保温时通过电热水壶的电流1保温= 器=器咒=0.1A(3)加热时电热水壶产生的热量Q= W=P加热t=2000W×5×60s=6×105J.(4)电热水壶在加 热时的实际功率P生=县=98，D=1620W R24.22 U 17.)1三P照0.15A2)R三P (220V)2 U2(220V)2 00W=4840,Re大=P餐 50W =9682,R大= 课时提优计划作业本·彩 Rs大-R=9682-4842=4842(3)W=Q=c水m△1= 4.2×103J/(kg·℃)×1kg×(50℃-20℃)=1.26×10J, =w=1.26X10J=1.26×10s解析：(1)开关接2，R、 100W R串联，电热毯在“恒温”挡时，电路中的电流1=P避= U 20V=0.15A.(2)由题图可知，当开关接1，滑片在最右端 33W 时，电路为R2的简单电路，此时电热毯处于“调温”挡且功率 显大，则R=片-阅0=440：当开关接1播片在量 左端时，可变电阻R接入电路的电阻最大，R与R2串联，此时 U_220VD2= 电热毯处于“调温”挡且功率最小，Re大=P=50W 9682,所以可变电阻R的最大阻值R大=R总大一R= 9682一4842=4842.(3)水吸收的热量Q=c水m△1=4.2× 103J/(kg·℃)X1kg×(50℃-20℃)=1.26×103J,因为 不计热损失，所以消耗的电能W=Q=1.26×10J,电热毯内 的温度由20℃升高到50℃所用的时间1三P 1.26X10J=1.26×103s, 100W 第9课时焦耳定律的应用 知识导引 1.机械能内能 UIt PRt UIL-PR UI-PRX UI 10062.R1:R2R2:R 课堂作业 1.5446.6×10解析：由题图可知，电暖器正常工作时 的电流1号-0"-5A:正常工作时内部电热丝的电 阻R=号-X=4Q:在额定电压下工作10m产生的 热量Q=W=Pt=1100W×10×60s=6.6×105J. 2.1211.2×10解析：开关接“1”“2”两个触点时，只有R 接入电路中；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 121Q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电流产生的热量Q 1=(220V0 -X60s= 242 1.2×104J. 3.380020094.7%解析：电动机正常工作1s消耗的电 能W电=Ut=380V×10A×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 ×10o%=38×100%9.,7%. W电 4.电阻大增大电源电压Q=PR(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 理·九年级下册(SK版) 6·