15.4 焦耳定律-【支点·同步系列】2026-2027学年九年级上册物理（沪粤版·新教材）

=R。一R,=252一202=52。(5)(3)中R2接人电 路的阻值与(4)中相同，为52，小灯泡正常发光，电路 中的电流为0.5A,R2两端的电压U=I"R2=0.5A ×52=2.5V,小灯泡两端的电压U灯=U-U2=6V- 2.5V=3.5V,小灯泡的额定功率P颜=U灯”=3.5V ×0.5A=1.75W。 15.4焦耳定律 知识清单 ①发热②大③大④长⑤二次方⑥热 归类探究 1.相等R2右 2.0.1230 基础达标 1.热不能2.U形管内液面高度差12 3.D4.B5.A 能力提速 1.热闭合2.16×105 2.10变式81 3.AB【解析】只闭合S,R,、R:串联，通电时间和电流 大小均相等，两个电阻的阻值不相等，因此，可以探究 电流通过导体产生的热量与电阻的关系，故A正确。 只闭合S,若电路中的电流为0.2A,通电1min,R 产生的热量Q=IR1t=(0.2A)2×52×60s=12J, 故B正确。闭合S1和S2,R2和R3并联后，再与R 串联，则通过R,的电流等于通过R2和R,的电流之 和，则通过R,的电流是通过R2的电流的2倍，故C 错误。闭合S,和S2后，通过R,的电流是通过R2的 电流的2倍，通电时间相同，R2=2R1,根据焦耳定律 可得Q,=2Q2,则左侧U形管内液柱的高度差大于右 侧的高度差，故D错误。 4.解：(1)高温 (2)药液吸收的热量Q殿=c药液m△1=4.2×103J/(kg ·℃)×1kg×(35℃-25℃)=4.2×10J (3)电中药锅在中温挡工作100s消耗的电能 W=P中t=440W×100s=4.4×10J (4)当开关S,断开，S2接b时，R1与R2串联，此时电 中药锅为低温挡，则低温挡时电路中的总电阻 U2(220V)2 Ra=Pg=220w=2200 则R:的阻值R2=Ra-R,=2202-1102=1102 思维拓展 1.霜50%【解析】当旋转开关调至“1”时，观察电路 可知，只有R,接入电路；当调至“2”时，R1与R2串 U2 联。根据P=尺可知，电源电压恒定不变时，电路中 的电阻越小，功率越大，“1”挡时R=R,=62,“2”挡 时R=R,十R2=6十6=122，所以“1”挡电阻小， 功率大，为高温挡（除霜模式），“2”挡为低温挡（除雾 模式)；当开关在“1”挡时，只有R,工作，电路中的电 U 12V 流1=尺=60=2A,加热时间1=1min=60s,消耗 的电能W=U1t=12V×2A×60s=1440J,后视镜玻 璃吸收的热量Q=c藏璃m△1=0.8×103J/(kg·℃)× 0.15kgX6℃=720J.加热效率7=是×100%= Q 720J 1440J ×100%=50%。 2.B 专项提优九电学综合计算 1.解：(1)由图乙可知，灯泡正常发光时通过灯泡的电流 为0.25A. _U题=2.5V 则灯泡正常发光时的阻值R1=7-0.25A=100 (2)灯泡两端的电压为2.5V时，电路中的电流为 0.25A,则电路的最大电流为0.25A。 则电路的最大电功率 Pm=U8 Immx=4.5 VX0.25 A=1.125 W 则电路以最大电功率工作10s消耗的电能 W=Pt=1.125W×10s=11.25J (3)当电路中的电流为0.25A时，电路总电阻 =0a=4.5V Ra=10.25A =182 滑动变阻器接入电路的最小阻值 Rm1=Ra-RL=182-102=82 当电路中的电流为0.1A时，灯泡的阻值 R-兴-兴5a 此时电路总电阻 R,/-是-X6n 滑动变阻器接入电路的最大阻值 R指2=R。'-R1'=452-5Q=402 则滑动变阻器接入电路的阻值范围为8~402。 2.解：(1)电风扇正常工作1h消耗的电能 W=Pt=55W×3.6×103s=1.98×105J (2)电风扇的额定电流 P_55W 1m==220V=0.25A (3)电风扇正常工作1h线圈中电流产生的热量 Q=I2Rt=(0.25A)2×322×3.6×103s=7.2× 103J 3.解：(1)当S接a时，电路为R,的简单电路，则由欧姆 U220V 定律可得，R,的阻值R,=-4A=5n (2)电饭锅高温挡的功率P喜=U1高=220VX4A= 880W (3)R,的阻值R:=R 220V 0-R=0.25A-552=8252 电阻R:产生的热量Q2=IR2t=(0.25A)2×8252 ×16×60s=4.95×101J 4.解：(1)只闭合S时，电路中只有R2工作，为中温挡。 =0=(220V)2 R:=P#a=40W-1100 (2)闭合S、S时，R,与R2并联，为高温挡。 U_220y=5.5A 通过R,的电流L=R,=40Q R,产生的电热 23 上册详解详析15.4焦耳定律 心知识清单之… 记忆口诀 知识点1通电导体产生的热量与哪些因素有关 焦耳定律说热量，三个 1.电流的热效应：电流通过导体时，导体会① 的 因素有关联；电流平方是关 现象。 键，乘上电阻和时间；热量单 2.通电导体产生的热量与哪些因素有关 位是焦耳，单位统一记心间。 (1)在电流和通电时间相同时，电阻越② ,产生的热 温馨提示 量越多。 有些用电器，如电风扇、 (2)在电阻和通电时间相同时，电流越③ ,产生的热 电冰箱、洗衣机、电视机等， 量越多。 在工作时，电能主要转化为 (3)在电流和电阻相同时，通电时间越④ ,产生的热 内能之外的其他形式的能， 量越多。 只有很少一部分转化成了内 知识点2焦耳定律 能。它们都不是利用电流的 1.内容：电流通过导体时产生的热量跟电流的⑤ 热效应来工作的，都不是电 成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。 热器。 2.公式：Q=IRt,当电能全部转化为内能时，Q=W=Pt 课堂笔记 =UIt。 知识点3电流热效应的应用与控制 1.应用：电饭锅、电暖器等都是利用电流⑥ 效应工作 的电热器。 2.控制：电视机、电脑等都采取了散热措施。 归类探究心一 R2=102 R1=5 考点1探究通电导体产生的热量与哪些 因素有关 【例1】(2025广东)如下图所示，实验前已 调好器材，实验过程中通过电阻R1、R2的电流 (选填“相等”或“不相等”)；观察 【点拨】电流通过导体产生的热量与电流 的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电 U形管内液面高度差可知 (选填 时间成正比。 “R”或“R2”)产生的热量较多；要使液面高度 考点2焦耳定律 差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向 【例2】两个电阻串联在电路中，R,=102, 滑动。 R2=202。R1两端的电压为1V,通过R1的 上册第十五章 电流为 A,R2两端的电压为 A.电视机的后盖有许多孔 V。通电5min,R,产生的热量为 B.家电长时间停用，隔一段时间应通电一次 J。 C.电动机外壳有许多散热片 【点拨】知道R,两端的电压和它的阻值，根 D.电脑主板的CPU上有小风扇 据欧姆定律求出通过R,的电流，根据串联电路 5.(2025一2026赣州大余期末)下图为远距离 的电流特点和欧姆定律求出R2两端的电压，根 输电示意图，I为输电电流，r为输电线的总 据Q=IRt求出R,在5min内产生的热量。 电阻，U为用户端的电压，则因输电线发热 基础达标心 而损耗的电能为(t为通电时间) () 一、填空题 发 输电线 1.随着科技进步，市面上出现了利用纤维材料 制成的、接上电池就可以发热的“发热纸”， A.I2rt Ut 其利用了电流的 效应；如果将这 B.r 种“发热纸”的电阻降为零，则它接上电池后 C.UIt D.UIt-I2rt (选填“仍能”或“不能”)发热。 能力提速心 2.（2025黑龙江龙东地区，有 一、填空题 改动)右图所示的是探究电 1.（2025吉林，有改动)电 流通过导体时产生的热量跟 热水壶是利用电流的 电阻大小的关系的实验装置，实验中通过观 效应工作的。 220 察 来比较电 电热水壶具有加热与保 阻产生的热量。若通过电阻的电流是 温两种功能，其内部简化电路如上图所示。 0.2A,则阻值为52的电阻在1min内产生 开关S闭合、S 时为加热挡。 的热量为 J。 若电热水壶加热挡的额定功率为1200W, 二、选择题 其在加热挡正常工作3min消耗的电能为 3.新的国家标准对延长线插座配用电缆的导 J 线横截面积要求进行了修改，额定电流为 2.如图所示，电源电压保持3V不变，R1= 16A的延长线插座导线的最小标准横截面 102,R2=202。闭合开关S,则R1在 积增大了。增大导线横截面积的目的是 100s内产生的热量为 A.增大导线的电阻 B.减小通过导线的电流 C.增大导线两端的电压 第2题图 变式题图 D.减小导线发热的功率 变式·电路连接方式不同如图所示，电源 4.电流的热效应在生产、生活中被广泛应用， 电压保持3V不变，R,=102,R2=20。 但有时它也会给我们带来危害。下列情况 闭合开关S,则通电1min,R,、R2产生的总 不属于防止电热危害的是 ( ) 热量为 10 物理九年级HY版 二、选择题 (1)当闭合开关S,将开关S2接a时，电中 3.(多选)下图是“探究电流热效应”的实验装 药锅使用的是 (选填“低温” 置，两个相同的透明容器中密封着等量的空 “中温”或“高温”)挡。 气和电阻R1、R2,其中R1=52,R2=R3= (2)将1kg药液从25℃加热到35℃的过程 102。下列说法正确的是 中，求药液吸收的热量。 (3)使用该电中药锅的中温挡正常工作，加 热100s,求消耗的电能。 (4)求R2的阻值。 生电0G A.只闭合S,可以探究电流通过导体产生 的热量与电阻的关系 B.只闭合S,若电路中的电流为0.2A,通 电1min,R1产生的热量为12J C.闭合S1和S2,通过R,的电流是通过R2 …心思维拓展之 的电流的0.5倍 1.（2025云南，有改动)为保障行车安全，同学 D.闭合S1和S2后，左侧U形管内液柱的高 设计了后视镜除雾、除霜装置，简化电路如 度差和右侧的高度差一样 图所示。电源电压为12V,加热电阻R1、R2 三、计算题 的阻值均为6Ω，电路低温挡除雾，高温挡除 4.(2025齐齐哈尔，有改动)中医药是中华优秀 霜。将旋转开关调至“1”时启动除 传统文化的瑰宝，在疾病治疗方面具有重要 模式，加热1min,后视镜玻璃温度升高 的作用。图甲是某品牌小型电中药锅，图乙 6℃，后视镜玻璃质量为0.15kg,加热效率 是其工作电路简化的等效电路图，通过开关 为 Cc玻璃=0.8×103J/ S1和S2的不同状态组合，可以实现三挡加 (kg·℃)门 热功能。定值电阻R1、R2都是发热电阻，其 中R,=1102。该电中药锅部分参数如下表 所示。已知c药液=4.2×103J/(kg·℃)。 额定电压/W 220 高温挡 880 额定功率/W 中温挡 440 第1题图 第2题图 低温挡 220 2.如图所示，将多个阻值相同的电阻以不同的 连接方式接入电路中，并将三个相同的空烧 220V 瓶的瓶口分别用完全相同的气球密封。通电 一段时间后体积变化最大的气球是() A.a B.6 C.c D.三个相同 上册第十五章