第24讲 焦耳定律（暑假预习讲义）新九年级物理新教材沪科版

第24讲 焦耳定律 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 电流的热效应 焦耳定律 电热的利用和防止 1. 能通过生活实例，认识电流的热效应。 2. 能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。 3. 通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。 学习重点：焦耳定律的理解及应用。 学习难点：通过实验观察，理解电流通过导体产生热量的影响因素。 情｜境｜启｜思 电暖气工作时，电热丝通过导线接到电路里，为什么电热丝热得发红，而导线却几乎不发热? 本节课将学习相关内容。 概｜念｜构｜建 1. 电流的热效应： 电流通过导体时将电能转化为 的现象叫做电流的热效应。只要有电流通过导体，因为导体有一定的电阻，就会发生电流的热效应。 2. 焦耳定律： （1）焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。 （2）用公式表示Q= 3. 电热的利用和防止： （1）电热的利用：各种电热器都是利用 的设备，例如 、电热水器、电熨斗等。 （2）电热的防止：如果用电器聚集的电热过多，温度过高，有可能烧坏电器，甚至引发火灾。电脑主机里装有风扇、散热器等，都是为了加快 。 深｜研｜精｜炼 知识点01 电流的热效应 【做一做】寻找以下用电器的共同特点： 这用电器工作时都要消耗电能，都会发热，在这个过程中，电能转化为内能。 【归纳总结】 1.电流热效应的定义：电流通过导体时，把电能转化为内能的现象。 2.电热器：利用电流热效应工作的设备。 3.实验：探究电流通过导体时产生热量多少与什么因素有关？ 【提出问题】电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 【猜想及假设】 可能与通过导体的电流、导体的电阻以及通电时间有关。 （你能说出你的猜想依据吗？） 【设计实验】 在透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。 我们可以给电阻丝通电，并加热空气，通过U型管液面高度差比较电流产生的热量 【实验方法】 （1）控制变量法： 在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。 （2）转换法： 实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。。 【实验器材及装置图】 【实验步骤】 （1）探究通电导体产生的热量与通电时间的关系： 等量空气、控制电流I、电阻R不变，改变通电时间t。 实验结论： 在电阻与电流相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。 （2）探究通电导体产生的热量与电流的关系： 等量空气、控制通电时间、电阻R不变，改变电流大小。 实验结论： 在电阻与通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。 （3）探究通电导体产生的热量与电阻的关系： 等量空气、控制电流I、通电时间不变，改变电阻大小。 实验结论： 在电流与通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。 【实验结论】 电流通过导体时产生热量多少与电流大小、通电时间及电阻大小有关。 在相同条件下，电流越大、通电时间越长、电阻越大电流产生的热量越多。 【例1】如图所示是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置，甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等质量的同种液体，电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中且R甲≠R乙。有下列四种观点：①烧瓶内可以装入不同种类的液体；②温度计示数的变化可反映电阻丝产生热量的多少；③该装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；④该装置不能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。在不增加其他器材和仪表的条件下，上述观点中正确的有 （    ） A．②③ B．①②③ C．②③④ D．①②③④ 【例2】手工技艺“葫芦烙画”从民间进入课堂，传承了非物质文化遗产。小红同学用电烙铁在葫芦上烙画的情景如图所示。电烙铁温度升高，利用了电流的 效应，将电能转化为 能。 【知识归纳】电功、电功率、电热公式及其适用范围 【即练1】如图所示装置，两密闭容器中分别装有5Ω和10Ω电阻丝，且与U形管相连，小明利用它做实验。他将两电阻丝串联后接入电路后，观察比较两U形管中液面高度差的情况，小明此时是在探究电流产生的热量Q与（　　） A．通电电流I的关系 B．总电压U的关系 C．通电时间t的关系 D．导体电阻R的关系 【即练2】（2025·陕西渭南·二模）如图所示的四个用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A．LED灯 B．电饭煲 C．电风扇 D．电动自行车 知识点02 焦耳定律 【归纳总结】 英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，发现了电流通过导体产生的热量跟导体电阻、通过导体的电流及通电时间之间的关系，即焦耳定律。 1.定律内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2.定律公式： Q=I2Rt (适用于所有电路) 变形公式：已知其中3个物理量，就可以求第4个量。 3.定律单位： I 表示电流，单位是安培（A） R 表示电阻，单位是欧姆（Ω） t 表示时间，单位是秒（s） Q表示热量，单位是焦耳（J） 1焦耳=1安×1欧×1秒。 4.物理名人： 焦耳（1818—1889），出生于英国曼彻斯特，物理学家。他发现了热和功之间的转换关系以及焦耳定律。 5. 推导焦耳定律：   若电流做的功全部用来产生热量， 即 Q = W  因为电功 W = UIt   根据欧姆定律 U = IR 所以 Q = W = UIt = I2Rt 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。 6. 电热的利用 生活中和许多产业中都要用到电热。家里的电热水器、电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵化器，都是利用电热的例子。电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 7. 电热的防止 电流的热量有时是有害的，应该及时解决。 ①例如我们的电脑在工作时，电路元件发热，温度升高，会影响到电脑的稳定性，甚至烧坏电脑CPU。人们常常采用安装散热窗、使用微型风扇等方法及时散热。 ②电视机散热方法：在后盖开有很多孔，为了通风散热。 ③投影仪的散热方法：除在侧壁开孔外，内部还装有电风扇，工作时电风扇转动把热量吹到机器外面，可以降低灯泡、机器内部元件的温度。 【例3】一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源两端，在5 min内共产生多少热量？ 【例4】将规格都是“220V 100W”的一台电风扇和一床电热毯，接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ B ） A. 电风扇产生的热量多 B. 电热毯产生的热量多 C. 二者产生的热量一样多  D. 无法比较二者产生的热量 【知识归纳】电功与电热的区别： （1）电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。 （2）电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。 若电流做的功全部用来产生热量， 即 Q = W 。 【即练3】某电动机上标有“220V 2A”，它的线圈电阻为5Ω，当它正常工作1min后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？ 【即练4】下列情况属于防止电热危害的是（　　） A．冬天用电暖器取暖 B．电脑机箱内装有小风扇 C．家用电器长时间不用，要隔一段时间通一次电 D．电动机外壳上有散热片 一、填空题 1．（2026·辽宁沈阳·二模）如图是一款具备“暖手”和“充电”功能的暖手宝。通电时暖手宝发热，将电能转化为__________能。用它给手机充电时，“暖手宝”相当于一个__________（填“用电器”或“电源”）。 2．（2026·云南普洱·二模）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_________来减小电源线电阻的，目的是为了_________（选填“增加”或“减少”）电源线通电时产生的热量。 3．（2026·湖南长沙·一模）小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源电压恒为6V，R1、R2是阻值恒定的电热丝，R1＝4Ω，R2＝1Ω。当开关S1闭合，S2断开时，通过R1的电流是______A；使用“速热”挡通电10s产生的热量是 ______J。 二、单选题 4．（25-26九年级上·湖南长沙·期末）下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（     ） A．电风扇 B．手机 C．电视机 D．烤火炉 5．（2026·安徽阜阳·模拟预测）某实验小组设计了如图所示的“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。若在甲、乙两个相同的烧瓶内加入质量与温度相同的煤油，且，则下列说法错误的是（     ） A．实验中使用到的温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的 B．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器的滑片向左移动 C．通电一段时间后，甲烧瓶内温度计的示数小于乙烧瓶内温度计的示数 D．该实验装置可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 6．（2026·湖南长沙·一模）在实验室极低温度下，科学家可以获取超导材料。如果常温超导能够实现，则可应用于制造（　　） A．输电导线 B．电热器 C．光敏电阻 D．滑动变阻器 7．（2026·山西阳泉·二模）小亮同学给大家表演用锡箔片点燃火柴，他将一厚度均匀的三角形锡箔片接入电路，如图所示，闭合开关S，你认为a、b、c三点最先被点燃的是（    ） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 8．（2026九年级下·湖北鄂州·专题练习）如图所示，两个相同透明容器中密闭着质量相等的空气，左右两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻。小明用图示装置进行实验。下列说法错误的是（　　） A．通电后，通过的电流和通过的电流大小相等 B．通电后，左管的液面高度差将会比右管的液面高度差大 C．通电后，电阻两端的电压和两端的电压相等 D．此实验可探究电阻丝产生热量与电流是否有关 9．（2026·山东威海·模拟预测）甲、乙两位同学关于“电热与电阻的关系”产生了分歧（卡片内容）。两人观点并不矛盾，只是成立的前提条件不同，下列分析正确的是（     ） A．甲成立的条件是实际电流相同 B．乙成立的条件是实际电压相同 C．甲成立的条件是消耗电能相同 D．乙成立的条件是实际电流相同 10．（2026·湖北襄阳·二模）襄阳市正在全面推广“智慧用电”系统。平平家电饭煲煮饭时，电源线发热明显。下列说法正确的是（　　） A．电饭煲工作时，电能全部转化为机械能 B．电源线发热是由于电流的热效应，产生的热量与电流成正比 C．若电源线电阻为0.1Ω，通过电流为5A，则1min内产生热量150J D．将电饭煲的三脚插头改为两脚插头使用更安全 11．（2026·天津北辰·一模）家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来。有人把导线简单地拧在一起，这样会导致连接处比别处容易发热，甚至引发火灾，这是因为连接处的（　　） A．电阻变大 B．电阻变小 C．电流变大 D．电流变小 三、实验题 12．（2026·黑龙江齐齐哈尔·二模）小明同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实验。 液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃ 煤油 150 20 10 50 水 150 20 10 35 (1)在装有相同质量煤油的烧瓶中分别接入阻值不同的电阻丝和（的阻值小于的阻值）。该实验将和串联，目的是控制________和通电时间相同。 (2)实验中通过观察__________的变化来比较电阻丝所产生热量的多少；为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果，小明选用煤油做实验，这是因为煤油的_____________。 (3)在通电一段时间后，乙烧瓶中的温度计示数升高得快，由此可得出的实验结论是____________________。 (4)实验过程中小明移动滑片，当电流表的示数为0.4A时，若的阻值为10Ω，则1min内电流通过所产生的热量是_________。 (5)小明又利用该装置探究“水和煤油的吸热情况”，在两个烧瓶中分别接入阻值相等的电阻丝，装入质量和初温都相同的水和煤油。实验中用_____________来反映水和煤油吸收热量的多少，实验数据如上表所示。按照上表中的数据，可计算出煤油的比热容为_________。[] 四、计算题 13．（2026·江西南昌·二模）如图所示为一款家用电器内部电路简化原理图，、均为电热丝，将其接入220 V的家庭电路中，其中，开关闭合时流过的电流为4 A；开关、都闭合时干路中的电流为6 A，求、都闭合时： (1)流过的电流； (2)电阻工作1 min产生的热量； (3)电路工作1 min消耗的电能。 14．（25-26九年级下·广东深圳·阶段检测）学校食堂购置了一批加热餐台，如图甲所示。通电后加热容器中的水，为上方饭菜提供热量。加热器简化电路如图乙所示，旋转开关分别连通0、1、2触点，可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。、是定值电阻，加热器使用的电源电压恒为，加热器快速加热时的功率为，保温功率为。加热容器内水的质量为，水的比热容，求： (1)加热器处于保温挡的电流； (2)加热器使用快速加热挡持续工作，产生的热量； (3)加热器使用快速加热挡持续工作，可使水温升高30℃，则加热器的加热效率是多少。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第24讲 焦耳定律 内容导航 01 预习航标→ 析目标·明方向：预习导航精准定向 02 教材全解 → 析教材·学新知：情境概念深度构 情境启思：从生活或问题出发，激发兴趣 概念构建：梳理核心概念，形成知识框架 考点精讲：聚焦常考要点，讲清逻辑 例题精析：典型题目带路，学会解题思路 即练固基：趁热打铁练一练，巩固刚学内容 03过关检测 → 练考点·强落实：过关检测分层提 关键词 学习目标导航 电流的热效应 焦耳定律 电热的利用和防止 1. 能通过生活实例，认识电流的热效应。 2. 能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。 3. 通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。 学习重点：焦耳定律的理解及应用。 学习难点：通过实验观察，理解电流通过导体产生热量的影响因素。 情｜境｜启｜思 电暖气工作时，电热丝通过导线接到电路里，为什么电热丝热得发红，而导线却几乎不发热? 本节课将学习相关内容。 概｜念｜构｜建 1. 电流的热效应： 电流通过导体时将电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。只要有电流通过导体，因为导体有一定的电阻，就会发生电流的热效应。 2. 焦耳定律： （1）焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 （2）用公式表示Q= I2Rt  3. 电热的利用和防止： （1）电热的利用：各种电热器都是利用电热的设备，例如电饭锅、电热水器、电熨斗等。 （2）电热的防止：如果用电器聚集的电热过多，温度过高，有可能烧坏电器，甚至引发火灾。电脑主机里装有风扇、散热器等，都是为了加快散热。 深｜研｜精｜炼 知识点01 电流的热效应 【做一做】寻找以下用电器的共同特点： 这用电器工作时都要消耗电能，都会发热，在这个过程中，电能转化为内能。 【归纳总结】 1.电流热效应的定义：电流通过导体时，把电能转化为内能的现象。 2.电热器：利用电流热效应工作的设备。 3.实验：探究电流通过导体时产生热量多少与什么因素有关？ 【提出问题】电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 【猜想及假设】 可能与通过导体的电流、导体的电阻以及通电时间有关。 （你能说出你的猜想依据吗？） 【设计实验】 在透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。 我们可以给电阻丝通电，并加热空气，通过U型管液面高度差比较电流产生的热量 【实验方法】 （1）控制变量法： 在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。 （2）转换法： 实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。。 【实验器材及装置图】 【实验步骤】 （1）探究通电导体产生的热量与通电时间的关系： 等量空气、控制电流I、电阻R不变，改变通电时间t。 实验结论： 在电阻与电流相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。 （2）探究通电导体产生的热量与电流的关系： 等量空气、控制通电时间、电阻R不变，改变电流大小。 实验结论： 在电阻与通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。 （3）探究通电导体产生的热量与电阻的关系： 等量空气、控制电流I、通电时间不变，改变电阻大小。 实验结论： 在电流与通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。 【实验结论】 电流通过导体时产生热量多少与电流大小、通电时间及电阻大小有关。 在相同条件下，电流越大、通电时间越长、电阻越大电流产生的热量越多。 【例1】如图所示是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置，甲、乙两个完全相同的烧瓶内装有等质量的同种液体，电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的液体中且R甲≠R乙。有下列四种观点：①烧瓶内可以装入不同种类的液体；②温度计示数的变化可反映电阻丝产生热量的多少；③该装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系；④该装置不能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。在不增加其他器材和仪表的条件下，上述观点中正确的有 （    ） A．②③ B．①②③ C．②③④ D．①②③④ 【答案】C 【详解】①根据控制变量法，烧瓶内应该装入质量和初温相同的同种液体，通过液体温度上升的度数间接反映电热丝放出的热量多少，故①错误； ②温度计示数的变化可反映电阻丝产生热量的多少，温度升高的多说明电阻丝产生的热量多，故②正确； ③两根电热丝串联，电流和通电时间相同，电阻的大小不同，根据控制变量法可知，该装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故③正确； ④移动滑片位置，可以改变电路中的电流，但要控制两次实验的通电时间相同，所以还需要增加秒表才能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，故④错误。 故选C。 【例2】手工技艺“葫芦烙画”从民间进入课堂，传承了非物质文化遗产。小红同学用电烙铁在葫芦上烙画的情景如图所示。电烙铁温度升高，利用了电流的 效应，将电能转化为 能。 【答案】 热 内 【详解】[1][2]电流通过导体时会产生热量，这种现象称为电流的热效应。电烙铁通电后，电能转化为内能，导致其温度升高，利用了电流的热效应。 【知识归纳】电功、电功率、电热公式及其适用范围 【即练1】如图所示装置，两密闭容器中分别装有5Ω和10Ω电阻丝，且与U形管相连，小明利用它做实验。他将两电阻丝串联后接入电路后，观察比较两U形管中液面高度差的情况，小明此时是在探究电流产生的热量Q与（　　） A．通电电流I的关系 B．总电压U的关系 C．通电时间t的关系 D．导体电阻R的关系 【答案】D 【详解】由图可知，该电路为串联电路，电流和通电时间相同，电阻是不同的，故探究的是Q与电阻R的关系，故ABC不符合题意，D符合题意。 故选D 【即练2】（2025·陕西渭南·二模）如图所示的四个用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A．LED灯 B．电饭煲 C．电风扇 D．电动自行车 【答案】B 【详解】A．LED灯工作时将电能转化为光能，不是利用电流热效应工作，故A不符合题意； B．电饭煲工作时将电能转化为内能，是利用电流热效应工作，故B符合题意； C．电风扇工作时将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作，故C不符合题意； D．电动自行车工作时将电能转化为机械能，不是利用电流热效应工作，故D不符合题意。 故选B。 知识点02 焦耳定律 【归纳总结】 英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，发现了电流通过导体产生的热量跟导体电阻、通过导体的电流及通电时间之间的关系，即焦耳定律。 1.定律内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2.定律公式： Q=I2Rt (适用于所有电路) 变形公式：已知其中3个物理量，就可以求第4个量。 3.定律单位： I 表示电流，单位是安培（A） R 表示电阻，单位是欧姆（Ω） t 表示时间，单位是秒（s） Q表示热量，单位是焦耳（J） 1焦耳=1安×1欧×1秒。 4.物理名人： 焦耳（1818—1889），出生于英国曼彻斯特，物理学家。他发现了热和功之间的转换关系以及焦耳定律。 5. 推导焦耳定律：   若电流做的功全部用来产生热量， 即 Q = W  因为电功 W = UIt   根据欧姆定律 U = IR 所以 Q = W = UIt = I2Rt 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。 6. 电热的利用 生活中和许多产业中都要用到电热。家里的电热水器、电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵化器，都是利用电热的例子。电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 7. 电热的防止 电流的热量有时是有害的，应该及时解决。 ①例如我们的电脑在工作时，电路元件发热，温度升高，会影响到电脑的稳定性，甚至烧坏电脑CPU。人们常常采用安装散热窗、使用微型风扇等方法及时散热。 ②电视机散热方法：在后盖开有很多孔，为了通风散热。 ③投影仪的散热方法：除在侧壁开孔外，内部还装有电风扇，工作时电风扇转动把热量吹到机器外面，可以降低灯泡、机器内部元件的温度。 【例3】一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源两端，在5 min内共产生多少热量？ 【解析】先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流。 I=U/R=36V/60 Ω=0.6A 再用焦耳定律公式计算电流产生的热量： Q=I2Rt=(0.6A)2×60 Ω×5×60s=6480J 【例4】将规格都是“220V 100W”的一台电风扇和一床电热毯，接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ B ） A. 电风扇产生的热量多 B. 电热毯产生的热量多 C. 二者产生的热量一样多  D. 无法比较二者产生的热量 【解析】接在家庭电路中，电压U=220V，二个用电器的实际功率：P实= P额= 100W 相同； 电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生的热量很小；电热毯工作时电热丝把电能全部转化为内能，所以产生热量最多的是电热毯。 故选B。 【知识归纳】电功与电热的区别： （1）电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。 （2）电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。 若电流做的功全部用来产生热量， 即 Q = W 。 【即练3】某电动机上标有“220V 2A”，它的线圈电阻为5Ω，当它正常工作1min后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？ 【解析】消耗的电能为：W总=UIt=220V×2A×60s=26400J 线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)2×5 Ω×60s=120J 得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－120J=25200J 【即练4】下列情况属于防止电热危害的是（　　） A．冬天用电暖器取暖 B．电脑机箱内装有小风扇 C．家用电器长时间不用，要隔一段时间通一次电 D．电动机外壳上有散热片 【答案】BD 【详解】A．冬天用电暖器取暖属于利用了电流的热效应，不属于防止电热危害，故A不符合题意； B．电流通过电脑内部的电路元件产生大量的热，容易烧坏电路元件，所以在电脑机箱内装有小风扇散热，属于防止电热危害，故B符合题意； C．家用电器长时间不用，要隔一段时间通一次电是为了防止家电受潮，属于利用电热，故C不符合题意； D．电动机工作时会产生大量的热，温度过高容易烧坏电动机，因此电动机外壳上有散热片，属于防止电热危害，故D符合题意。 故选BD。 一、填空题 1．（2026·辽宁沈阳·二模）如图是一款具备“暖手”和“充电”功能的暖手宝。通电时暖手宝发热，将电能转化为__________能。用它给手机充电时，“暖手宝”相当于一个__________（填“用电器”或“电源”）。 【答案】 内 电源 【详解】通电暖手宝发热是电流的热效应，将电能转化为内能，用来提供热量暖手。 给手机充电时，暖手宝向外输出电能，在电路中起到提供电能的作用，因此相当于电源。 2．（2026·云南普洱·二模）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_________来减小电源线电阻的，目的是为了_________（选填“增加”或“减少”）电源线通电时产生的热量。 【答案】 减小长度 减少 【详解】导体的电阻与材料、长度、横截面积和温度有关，在材料、横截面积及温度相同的条件下，导体长度越短，电阻越小。因此通过减小电源线的长度可减小其电阻。 根据焦耳定律，当通过电源线的电流和通电时间一定时，电源线的电阻减小，其通电时产生的热量会减少，所以目的是减少电源线通电时产生的热量。 3．（2026·湖南长沙·一模）小明为爷爷设计了一款有“速热”和“保温”两挡的防寒服，内部电路简化如图所示。电源电压恒为6V，R1、R2是阻值恒定的电热丝，R1＝4Ω，R2＝1Ω。当开关S1闭合，S2断开时，通过R1的电流是______A；使用“速热”挡通电10s产生的热量是 ______J。 【答案】 1.5 450 【详解】当开关S1闭合，S2断开时，单独工作，此时总电阻较大，根据，总功率较小，为保温挡，通过R1的电流为 当开关S1、S2均闭合时，、并联，此时总电阻较小，根据，总功率较大，为速热挡，此时通过的电流为 根据并联电路电流规律，干路电流为 则使用“速热”挡通电10s产生的热量为 二、单选题 4．（25-26九年级上·湖南长沙·期末）下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（     ） A．电风扇 B．手机 C．电视机 D．烤火炉 【答案】D 【详解】A．电风扇主要将电能转化为机械能，利用通电导体在磁场中受力工作，故A不符合题意； B．手机的电能主要转化为光能、声能，发热是额外损耗，不靠电热工作，故B不符合题意； C．电视机的电能主要转化为光能、声能，发热属于损耗，故C不符合题意； D．电能转化为内能，利用电流热效应发热取暖，故D符合题意。 故选D。 5．（2026·安徽阜阳·模拟预测）某实验小组设计了如图所示的“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。若在甲、乙两个相同的烧瓶内加入质量与温度相同的煤油，且，则下列说法错误的是（     ） A．实验中使用到的温度计是根据液体的热胀冷缩原理制成的 B．闭合开关后，要使电流增大，应将滑动变阻器的滑片向左移动 C．通电一段时间后，甲烧瓶内温度计的示数小于乙烧瓶内温度计的示数 D．该实验装置可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系 【答案】C 【详解】A．实验中所用的液体温度计是根据液体热胀冷缩的原理制成的，故A正确； B．由图可知，滑动变阻器滑片向左移动时，接入电路的电阻变小，电源电压不变，根据欧姆定律，电路电流会增大，故B正确； C．甲、乙两电阻串联，电流I和通电时间t都相等，已知，根据焦耳定律，甲产生的热量更多；烧瓶内煤油质量、初温相同，因此甲烧瓶内煤油升温更高，温度计示数大于乙烧瓶的示数，故C错误； D．实验控制了电流、通电时间相同，只有电阻大小不同，因此可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故D正确。 本题要求选择错误选项，故选C。 6．（2026·湖南长沙·一模）在实验室极低温度下，科学家可以获取超导材料。如果常温超导能够实现，则可应用于制造（　　） A．输电导线 B．电热器 C．光敏电阻 D．滑动变阻器 【答案】A 【详解】A．输电导线的目的是传输电能，希望减少传输过程中的电能损耗。超导材料电阻为零，不会产生热量和能量损失，是理想的输电材料，故A符合题意； B．电热器是利用电流的热效应工作的，需要电阻来产生热量。超导材料电阻为零，无法产生焦耳热，因此不能用于制造电热器，故B不符合题意； C．光敏电阻的工作原理是利用半导体材料的光电效应，其电阻会随光照强度变化。超导材料不具备光敏特性，且电阻为零，无法作为光敏电阻使用，故C不符合题意； D．滑动变阻器依靠改变接入电路的电阻丝长度来改变电阻，需要材料有一定的电阻。超导材料电阻为零，无法改变电阻，因此不能用于制造滑动变阻器，故D不符合题意。 故选A。 7．（2026·山西阳泉·二模）小亮同学给大家表演用锡箔片点燃火柴，他将一厚度均匀的三角形锡箔片接入电路，如图所示，闭合开关S，你认为a、b、c三点最先被点燃的是（    ） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 【答案】A 【详解】影响电阻大小的因素是材料、长度和横截面积，当材料和长度一定时，横截面积越小，电阻越大，由图可知，a点横截面积最小，所以电阻最大，a、b、c是串联的，通过的电流相同，根据Q＝I2Rt可知，在相同时间内a点产生的热量多，所以将火柴放置在a点最容易被点燃。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。 8．（2026九年级下·湖北鄂州·专题练习）如图所示，两个相同透明容器中密闭着质量相等的空气，左右两U形管内的液面相平，电阻丝的电阻。小明用图示装置进行实验。下列说法错误的是（　　） A．通电后，通过的电流和通过的电流大小相等 B．通电后，左管的液面高度差将会比右管的液面高度差大 C．通电后，电阻两端的电压和两端的电压相等 D．此实验可探究电阻丝产生热量与电流是否有关 【答案】C 【详解】A．和并联，电阻相等，支路电压相等，由可知，通过和的电流大小相等，故A正确； B．设干路电流为，则通过的电流为，平分后通过的电流为；，通电时间相同，由可知，产生热量更多，左侧容器内空气膨胀更明显，左管液面高度差更大，故B正确； C．设干路电流为，则通过的电流为，则通过的电流，且电阻相等，由可得两端的电压，两端的电压为，二者电压不相等，故C错误； D．实验中和电阻相同、通电时间相同，只有电流不同，因此可以探究电阻丝产生热量与电流是否有关，故D正确。 本题让选择错误的，故选C。 9．（2026·山东威海·模拟预测）甲、乙两位同学关于“电热与电阻的关系”产生了分歧（卡片内容）。两人观点并不矛盾，只是成立的前提条件不同，下列分析正确的是（     ） A．甲成立的条件是实际电流相同 B．乙成立的条件是实际电压相同 C．甲成立的条件是消耗电能相同 D．乙成立的条件是实际电流相同 【答案】D 【详解】甲同学观点：在额定电压相同时，根据，可知电阻越小，功率越大，正常工作单位时间内产生的热量越多。甲同学观点成立的前提是实际电压相同。乙同学的观点：按照焦耳定律，当电阻越大，单位时间内产生的热量越多。乙同学观点成立的前提是实际电流相同。故ABC错误，D正确。 故选D。 10．（2026·湖北襄阳·二模）襄阳市正在全面推广“智慧用电”系统。平平家电饭煲煮饭时，电源线发热明显。下列说法正确的是（　　） A．电饭煲工作时，电能全部转化为机械能 B．电源线发热是由于电流的热效应，产生的热量与电流成正比 C．若电源线电阻为0.1Ω，通过电流为5A，则1min内产生热量150J D．将电饭煲的三脚插头改为两脚插头使用更安全 【答案】C 【详解】A.  电饭煲属于电热器，工作时电能主要转化为内能，故A错误； B.  电源线发热是电流的热效应，由焦耳定律公式可知，产生的热量与电流的平方成正比，故B错误； C.  电源线电阻，通过电流，通电时间，则产生的热量 故C正确； D.  三脚插头的地线可防止漏电时触电，改为两脚插头会失去接地保护，更不安全，故D错误。 故选C。 11．（2026·天津北辰·一模）家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根导线连接起来。有人把导线简单地拧在一起，这样会导致连接处比别处容易发热，甚至引发火灾，这是因为连接处的（　　） A．电阻变大 B．电阻变小 C．电流变大 D．电流变小 【答案】A 【详解】AB．导线连接处不能紧密接触，连接处的接触面积变小。根据电阻的影响因素，在材料和长度相同时，导体的横截面积越小，电阻越大，所以连接处的电阻会变大。根据公式，连接处产生的热量比别处更多，故A符合题意，B不符合题意； C．D．连接处电阻变大，电路总电阻变大，总电流会变小，根据可知，电流变小不是发热增多的原因，故CD不符合题意。 故选A。 三、实验题 12．（2026·黑龙江齐齐哈尔·二模）小明同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示的实验。 液体 质量/g 初温/℃ 加热时间/min 末温/℃ 煤油 150 20 10 50 水 150 20 10 35 (1)在装有相同质量煤油的烧瓶中分别接入阻值不同的电阻丝和（的阻值小于的阻值）。该实验将和串联，目的是控制________和通电时间相同。 (2)实验中通过观察__________的变化来比较电阻丝所产生热量的多少；为了在较短的时间内达到明显升温的实验效果，小明选用煤油做实验，这是因为煤油的_____________。 (3)在通电一段时间后，乙烧瓶中的温度计示数升高得快，由此可得出的实验结论是____________________。 (4)实验过程中小明移动滑片，当电流表的示数为0.4A时，若的阻值为10Ω，则1min内电流通过所产生的热量是_________。 (5)小明又利用该装置探究“水和煤油的吸热情况”，在两个烧瓶中分别接入阻值相等的电阻丝，装入质量和初温都相同的水和煤油。实验中用_____________来反映水和煤油吸收热量的多少，实验数据如上表所示。按照上表中的数据，可计算出煤油的比热容为_________。[] 【答案】(1)通过和的电流 (2) 温度计示数 比热容小 (3)电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，导体产生的热量越多 (4)96 (5) 加热时间 【详解】（1）根据串联电路的电流规律，将两个阻值不同的电阻丝串联，可以保证在实验过程中通过它们的电流始终相等，从而达到控制电流变量的目的。 （2）实验采用了转换法，将电阻丝产生且不易直接测量的热量，转化为能直观读取的液体温度变化，即通过观察温度计示数的变化来间接反映产生热量的多少。 在吸收相同热量且质量相等的情况下，由于煤油的比热容较小，其温度升高的幅度比水更大，从而能够在较短时间内达到明显的实验观测效果。 （3）两烧瓶中的电阻丝串联且同时加热，意味着电阻丝通过的电流和通电时间均相等，观察到阻值较大的所在的乙烧瓶温度升高得更快，由此可得出在电流和通电时间相同的控制条件下，电阻越大产生的热量越多。 （4）根据焦耳定律，电流通过导体产生的热量 （5）实验中两烧瓶接入阻值相等的电阻丝并串联，相同时间内产生的热量相同，因此再次运用转换法，通过记录加热时间的长短来反映不同液体吸收热量的多少。 由题意和表格可知，相同加热时间内水和煤油吸收的热量相等，即 计算解得煤油的比热容 四、计算题 13．（2026·江西南昌·二模）如图所示为一款家用电器内部电路简化原理图，、均为电热丝，将其接入220 V的家庭电路中，其中，开关闭合时流过的电流为4 A；开关、都闭合时干路中的电流为6 A，求、都闭合时： (1)流过的电流； (2)电阻工作1 min产生的热量； (3)电路工作1 min消耗的电能。 【答案】(1)2A (2) (3) 【详解】（1）、均闭合时，与并联，干路电流，通过的电流 （2）电阻工作1 min产生的热量 （3）电路工作1 min消耗的电能 14．（25-26九年级下·广东深圳·阶段检测）学校食堂购置了一批加热餐台，如图甲所示。通电后加热容器中的水，为上方饭菜提供热量。加热器简化电路如图乙所示，旋转开关分别连通0、1、2触点，可实现加热器的断电、快速加热、保温多挡位功能调节。、是定值电阻，加热器使用的电源电压恒为，加热器快速加热时的功率为，保温功率为。加热容器内水的质量为，水的比热容，求： (1)加热器处于保温挡的电流； (2)加热器使用快速加热挡持续工作，产生的热量； (3)加热器使用快速加热挡持续工作，可使水温升高30℃，则加热器的加热效率是多少。 【答案】(1)2A (2) (3)70% 【详解】（1）由公式 ，可得加热器处于保温档的电流 （2）加热时间 加热器使用快速加热挡工作产生的热量 （3）水吸收的热量 加热器对水加热的效率是 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $