18.4 焦耳定律（分层作业）物理新教材人教版九年级全一册

**基本信息** 分层清晰，从基础认知到综合应用，覆盖焦耳定律全知识点，适配新授课巩固与能力提升，培养物理观念与科学思维。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A基础达标|电流热效应、电热与电阻/电流关系、焦耳定律及简单应用、纯电阻与非纯电阻电路、电热利用与防止|单一知识点直接应用，题型为填空、选择、基础实验题，强化物理观念中的能量观念| |B能力提升|实验多因素探究、电路综合计算|结合实验装置分析（如U形管液面差比较热量），体现科学思维的模型建构与科学推理| |C拓展培优|远距离输电损耗、多挡位电热器设计|复杂实际情境应用（如三挡位电路计算），培养科学态度与责任中的社会责任|

18.4 焦耳定律（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、电流的热效应 二、电热与电阻的关系 三、电热与电流的关系 四、焦耳定律及其简单应用 五、纯电阻与非纯电阻电路中的电热 六、电热的利用和防止 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、电流的热效应 1．（24-25九年级上·重庆·期末）由于导体有　　　　　　　　，当电流通过时不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的热效应，该效应最先由英国科学家　　　　　　　　研究发现。 2．（24-25九年级上·海南海南华侨·期末）电热器是利用电流的　　　　　　　　　　　效应来工作的。某发热元件的电阻为50Ω，通过的电流为0.4A，则通电20min产生的热量是　　　　　　　　　　　J。 3．（25-26九年级上·期末）物理学的发展，改善了我们的生活条件。电流的热效应在生产和生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害。下列属于利用电流的热效应的是（　　） A. 线路板用银作导线 B. 电脑CPU装散热片 C. 电视机后盖有孔 D. 电熨斗熨烫衣服 二、电热与电阻的关系 4．（25-26九年级上·河北沧州）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，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中　　　　　； （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，　　　　　（选填“左”或“右”）侧容器中形管中液面的高度差大； （3）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”，这一现象可用图　　　　　（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 5．（24-25九年级下·陕西西安）小京用如图所示的电路探究“电流产生的热量与哪些因素有关”。两个相同的烧瓶中装有质量和温度相同的煤油，电阻丝的阻值。 （1）该实验采用串联电路可以控制　　　　　　　　和通电时间相同。实验中通过观察　　　　　　　　来比较电流通过导体产生热量的多少； （2）通电一定时间后，可发现装有电阻丝的烧瓶中温度计示数更高，由此得出的实验结论是：其他条件一定时，电流产生的热量与　　　　　　　　有关； （3）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”，这一现象　　　　　　　　（选填“能”或“不能”）用该装置的实验结论解释。 6．（2026·黑龙江绥化望奎县五中等联考·三模）用如图所示的装置来探究电流产生的热量与电阻的关系。通电2min，　　　　　　（选填“左”或“右”）侧U形管液面高度变化更大，电阻与产生的热量之比为　　　　　　。 三、电热与电流的关系 7．（25-26九年级上·四川成都双流区·期末）如图是探究“电流通过导体产生热量与电流关系”的实验装置，两个透明容器中密封着初温和质量相同的空气，装有有色液体的U形管与容器相连接，装置气密性良好。 （1）由于电流产生的热量不容易直接测量，实验中通过观察　　　　　　来反映电热丝产生热量的多少； （2）如图所示的装置右侧外接5电阻丝的作用是使容器内两电热丝中的电流　　　　　　（选填“相同”或“不同”），通电一段时间后观察到左侧容器产生的热量更多，由此可以得到的结论是：在电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的电热　　　　　　。 （3）若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，则原因可能是　　　　　　（选填“”、“”或“”）断路。 8．（2025·云南昆明·一模）如图甲是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置。 （1）为了探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，小明用图甲装置进行实验，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化的更明显，应选用　　　　　　（选填“煤油”或“水”），理由是　　　　　　。该实验是通过比较　　　　　　来判断电流产生的热量多少； （2）小明先读出烧瓶内液体的初温，闭合开关，通电30s再读出烧瓶内液体的温度，得到温度升高量并填入下表中，然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小，重复上述操作，获得了第二组数据（如下表）： 实验次数 通电时间/s 电流/A 温度升高量/℃ 1 10 30 0.3 1.5 2 10 30 0.6 6.0 ①请你帮他把表格补充完整　　　　　　； ②由表格得出：同一导体，在通电时间相等时，通过的电流越大，其产生的热量　　　　　　； （3）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择图乙中　　　　　　（选填“A”或“B”）烧瓶与图甲中的烧瓶内的电阻丝并联，并给该烧瓶内装入与图甲烧瓶中的液体　　　　　　相同的水。。 9．（25-26九年级上·期末）如图所示是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流大小关系的装置。若，则的阻值应为　　　　　　　　　　　。若通过电阻的电流为，通电后产生热量为　　　　　　　　　　　。 四、焦耳定律及其简单应用 10．（25-26九年级上·期末）在如图所示的电路中，电阻R为，闭合开关后，电流表的示数为0.2A。则该电阻的电功率为　　　　　　W；若此时连续通电1min，电流通过R产生的热量为　　　　　　J。 11．（25-26九年级上）下图电路中，电源电压，电阻，，则通电1min电阻产生的热量为　　　　　　　　J。 12．（25-26九年级上·陕西西安·期末）如图是一种常用的电热驱蚊器，它是利用电流的　　　　　　　　效应工作的。其发热元件是一个阻值为10000Ω的电阻，工作时电流约为0.02A，通电100s产生的热量为　　　　　　　　J。在家庭电路中，电灯、电视机、电冰箱等用电器大多是　　　　　　　　联在电路中的。 五、纯电阻与非纯电阻电路中的电热 13．（25-26九年级上）电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V　60W”的字样，使它们都在额定电压下工作相同的时间。它们消耗的电能　　　　　　（选填“相等”或“不等”）；其中产生热量最多的用电器是　　　　　　。 14．（25-26九年级上·四川达州通川区·期末）将规格都是“220V   500W”的电动机、电暖器各一个并联在的电路中，正常工作相同时间，下列说法正确的是（　　） A. 两个用电器产生的热量一样多 B. 两个用电器消耗电能一样快 C. 电暖器内部的电流更大 D. 电动机消耗的电能更多 15．（25-26九年级·安徽芜湖·期中）一台线圈电阻为0.3 Ω的电动机，接在12 V的电源上时，通过电动机的电流为0.5 A，在1 min内电流产生的热量为　　　　　　　　　　J，转化成的机械能是　　　　　　　　J。 六、电热的利用和防止 16．（25-26九年级上·期末）下列事例属于防止电流热效应产生危害的是（　　） A. 电脑里的散热风扇 B. 使用电熨斗熨衣服 C. 养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 D. 使用电烤箱做蛋糕 17．（25-26九年级上·辽宁抚顺·期末）电流的热效应在生产和生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害。下列事例中，属于防止电热危害的是（　　） A. 用电饭锅煮饭 B. 用电熨斗熨衣服 C. 冬天用电暖器取暖 D. 电视机的机壳上有许多小孔 18．（25-26九年级上·全国·课后作业）电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，下列解释正确的是（　　） A. 导线的电功率比电阻丝的小 B. 导线的绝缘皮隔热 C. 电流通过导线不产生热量 D. 通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 【B 能力提升题】 19．（25-26九年级上·云南昆明官渡区·期末）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电阻丝、、、分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取阻值为5的电阻在盒外与盒内电阻并联。 （1）在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中　　　　　　　　　　来比较的，应用的物理科学探究方法是　　　　　　　　　　　。 （2）图甲可探究电流产生的热量与　　　　　　　　　　　的关系，通电一段时间后，　　　　　　　　（选填“左”或“右”）侧盒子中的电阻产生的热量多。 （3）图乙可探究电流产生的热量与　　　　　　　　　　的关系，通电一段时间后，　　　　　　　（选填“左”或“右”）侧U形管中的液面高度更高。 （4）由焦耳定律可知，图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为　　　　　　　　　　。 （5）将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和　　　　　　　　　　　　的关系。 20．（25-26九年级上·期末）智能家居中，很多用电器的设计利用了电流的热效应，通过控制电流、电阻和通电时间来实现智能化管理。小明利用如图所示装置进行实验探究，已知，。 （1）请写出利用电流热效应工作的一款家用电器：　　　　　　　　。 （2）只闭合，通电一段时间后，小明发现其中一个U形管的液面高度差没有变化，则发生此现象的原因可能是　　　　　　　　； （3）故障排除后，重新通电一段时间，　　　　　　　　（选填“左侧”或“右侧”）U形管的液面高度差更大，说明了　　　　　　　　； （4）为了比较电流和电阻对电流通过导体产生的热量影响哪个更大，闭合和，左侧U形管的液面高度差比右侧更大，表明　　　　　　　　（选填“电流”或“电阻”）对电热的影响更大。 21．（25-26九年级上·云南师范大学实验·期末）为提升行驶安全性，汽车的后视镜、挡风玻璃等常常配有防雾、除露、化霜等功能。如图甲，刚开始人们在后视镜背面镶嵌发热电热丝对镜片进行加热，从而确保表面清晰。如图乙是其中一侧电加热后视镜的加热原理图，其中电源电压为10V，四段电热丝的阻值均为10Ω。车主只需通过车内旋钮开关便可实现功能切换，防雾、除露、化霜加热功率依次增大。 随着科技的发展，电热膜逐渐代替传统的发热电阻丝。如图丙，电热膜是在绝缘的聚酯薄膜表面，用金属导线将经过特殊工艺加工形成的一条条薄的粗细均匀的导电墨线相连，形成的网状结构。相比于传统的金属发热电热丝，电热膜是以整个膜为加热面，加热更加迅速、温度更加均衡。使用时，只需将两条金属导线接入电源，就能持续发热。电热膜发展潜力巨大，符合低碳经济发展趋势，除了在汽车上有所应用之外，也应用于地暖、印刷烘干、药物烘干等方面。 （1）当电流通过电热丝时会产生热量，这是电流的　　　　　　　　　　效应。 （2）图乙中的旋钮开关旋至接入1位置时可以实现　　　　　　　　　　功能（选填“防雾”“除露”或“化霜”）； （3）现用“10V   40A·h”的锂电池作为后视镜加热器电源，则理论上可提供汽车一侧的后视镜持续防雾　　　　　　　　　　h； （4）图丙中，若电热膜中的某根导电墨线断裂，其他的导电墨线还　　　　　　　　　　（选填“能”或“不能”）正常工作。 22．（2026·江苏泰州）如图甲所示是某品牌电吹风的原理图，S是功能切换开关，可实现“关”、“凉风”、“热风”之间的转换，某次工作过程中，其电功率与时间的图像如图乙所示。求： （1）吹凉风时通过电动机的电流是多大？ （2）电吹风内电动机的线圈电阻是8 Ω，若电吹风吹凉风3 min，则电动机线圈产生的热量是多少？ （3）电热丝的电阻是多大？ 【C 拓展培优题】 23．（2025·黑龙江齐齐哈尔、黑河、大兴安岭三地联考中考物理试题）物理学家焦耳于1840年最先精确的确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。探究电流产生的热量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产生的热量之比　　　　　　　　　　　。远距离输电过程中，电流的热效应会引起电能的损耗。若某段时间内，从某发电厂采用的高压向目的地输电时，输电线路损耗的电能为；在输电线路可承受范围内，保持发电厂输送功率和输电线路不变，不计温度对导线电阻的影响，将输送电压提高到后，相同时间内输电线路损耗的电能为，则　　　　　　　　　　　。 24．（2025·四川雅安·中考真题）如图是“探究通电导体产生的热量与　　　　　　　　　　　　　的关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.5A，在84s内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为　　　　　　　　　　　　　J，如果这些热量全部被质量为0.05 kg的煤油吸收，可使煤油的温度升高　　　　　　　　　　　　　。[] 25．（2025·江苏无锡·中考真题）一种简易的泡沫塑料切割装置电路如图所示，电源电压为6V，用以切割的金属电热丝R的阻值为1Ω，闭合开关S后，电路中电流为　　　　　　　　　　　A，10s内电热丝R产生的热量为　　　　　　　　　　　J。若要减小电热丝R的发热功率，请写出一种合理做法：　　　　　　　　　　　。 26．（2026·福建·中考真题）实验室设计某款三挡位电热器，简化电路如图所示。电源电压为220V，定值电阻R1的阻值为55Ω。只闭合开关S1时，为低温挡。只闭合开关S2时，电流表的示数为8A，为中温挡。 （1）求低温挡的电流； （2）求低温挡工作100s产生的热量； （3）各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表，单位长度的导线越粗价格越高。若要保证电热器在三个挡位都能正常工作，从安全和导线成本的角度综合考虑，通过计算判断如何选择干路和支路的导线。 序号 A B C D 导线横截面积S/mm2 0.75 1 1.5 2.5 电流I/A 3～6 6～10 10～16 16～25 / 学科网（北京）股份有限公司 $ 18.4 焦耳定律（分层作业） 目录 【A 基础达标题】 一、电流的热效应 二、电热与电阻的关系 三、电热与电流的关系 四、焦耳定律及其简单应用 五、纯电阻与非纯电阻电路中的电热 六、电热的利用和防止 【B 能力提升题】 【C 拓展培优题】 【A 基础达标题】 一、电流的热效应 1．（24-25九年级上·重庆·期末）由于导体有　　　　　　　　，当电流通过时不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的热效应，该效应最先由英国科学家　　　　　　　　研究发现。 【答案】① 电阻    ② 焦耳 【详解】[1][2]电阻指的是导体对电流的阻碍作用，任何导体都具有电阻，当电流通过导体时会产生热量，叫做电流的热效应，这一现象最早由英国科学家焦耳研究发现。 2．（24-25九年级上·海南海南华侨·期末）电热器是利用电流的　　　　　　　　　　　效应来工作的。某发热元件的电阻为50Ω，通过的电流为0.4A，则通电20min产生的热量是　　　　　　　　　　　J。 【答案】① 热    ② 9600 【详解】[1]电热器是利用电流的热效应来工作的，工作过程中，将电能转化为内能。 [2]某发热元件的电阻为50Ω，通过的电流为0.4A，则通电20min产生的热量是 3．（25-26九年级上·期末）物理学的发展，改善了我们的生活条件。电流的热效应在生产和生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害。下列属于利用电流的热效应的是（　　） A. 线路板用银作导线 B. 电脑CPU装散热片 C. 电视机后盖有孔 D. 电熨斗熨烫衣服 【答案】D 【详解】A．线路板用银作导线，是利用了银的导电性好、电阻小的特点，以减小电流通过时产生的热量，这是为了防止电流的热效应带来的危害，故A不符合题意； B．电脑CPU工作时会产生大量的热，安装散热片是为了及时将热量散发出去，防止CPU温度过高而损坏，这是为了防止电流的热效应带来的危害，故B不符合题意； C．电视机后盖有孔，是为了方便电视机内部的电子元件散热，防止温度过高而损坏，这是为了防止电流的热效应带来的危害，故C不符合题意； D．电熨斗是利用电流通过电阻丝时发热来熨烫衣服的，它将电能主要转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故D符合题意。 故选D。 二、电热与电阻的关系 4．（25-26九年级上·河北沧州）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，要比较电阻丝产生的热量的多少，只需比较与之相连的U形管中　　　　　； （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，　　　　　（选填“左”或“右”）侧容器中形管中液面的高度差大； （3）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”，这一现象可用图　　　　　（选填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。 【答案】（1）液面的高度差     （2）① 电阻    ② 右     （3）甲      【详解】(1)小问详解： 电流产生的热量越多，容器内空气受热膨胀越明显，U形管液面的高度差就越大，因此通过U形管液面高度差反映产生热量的多少。 (2)小问详解： 甲装置中两个电阻丝串联，通过电阻的电流、通电时间都相同，只有电阻大小不同，因此探究电流产生热量与电阻的关系；根据焦耳定律，电流和通电时间相同时，电阻越大，产生热量越多，右侧容器电阻更大，因此右侧U形管液面高度差更大。 (3)小问详解： 电炉丝和与它相连的导线是串联关系，通过它们的电流、通电时间相同，电炉丝电阻远大于导线电阻，所以产生热量更多，该现象符合“电流、通电时间相同时，电热与电阻有关”的结论，对应甲装置的实验结论。 5．（24-25九年级下·陕西西安）小京用如图所示的电路探究“电流产生的热量与哪些因素有关”。两个相同的烧瓶中装有质量和温度相同的煤油，电阻丝的阻值。 （1）该实验采用串联电路可以控制　　　　　　　　和通电时间相同。实验中通过观察　　　　　　　　来比较电流通过导体产生热量的多少； （2）通电一定时间后，可发现装有电阻丝的烧瓶中温度计示数更高，由此得出的实验结论是：其他条件一定时，电流产生的热量与　　　　　　　　有关； （3）生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”，这一现象　　　　　　　　（选填“能”或“不能”）用该装置的实验结论解释。 【答案】（1）① 电流    ② 温度计升高的示数     （2）电阻     （3）能      【详解】(1)小问详解： [1]由图可知，两电阻串联，根据串联电路的特点可知，通过两电阻的电流和通电时间相同。 [2]电流通过电阻丝做功，电能转化为内能，产生的热量被煤油吸收，电流产生热量的多少我们直接看不到，但煤油吸收热量温度升高，本实验应用了转换法，通过温度计的升高的示数反映电流产生的热量多少。 (2)小问详解： 图中两电阻串联，通过两电阻的电流和通电时间相同，而两电阻丝的电阻不同，发现装有电阻丝的烧瓶中温度计示数更高，说明电阻丝产生的热量多，可得结论为：其他条件一定时，电流产生的热量与电阻有关。 (3)小问详解： 电炉通电工作时，电炉丝与导线串联，通过它们的电流相等，而电炉丝的电阻远远大于导线的电阻，所以同时通电时，根据焦耳定律知道，电炉丝产生的热量远远大于导线产生的热量，使得电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热，所以该现象可用如图的实验结论来解释。 6．（2026·黑龙江绥化望奎县五中等联考·三模）用如图所示的装置来探究电流产生的热量与电阻的关系。通电2min，　　　　　　（选填“左”或“右”）侧U形管液面高度变化更大，电阻与产生的热量之比为　　　　　　。 【答案】① 右    ② 1：2 【详解】由图可知，两电阻串联，故电流和通电时间相同，而左侧电阻较小，根据焦耳定律可知，电流和通电时间相同时，电阻越大产生热量越多，则右侧电阻产生的热量更多，右侧U形管液面高度变化更大。 根据焦耳定律可知，电流和通电时间相同，故电阻与产生的热量之比为 三、电热与电流的关系 7．（25-26九年级上·四川成都双流区·期末）如图是探究“电流通过导体产生热量与电流关系”的实验装置，两个透明容器中密封着初温和质量相同的空气，装有有色液体的U形管与容器相连接，装置气密性良好。 （1）由于电流产生的热量不容易直接测量，实验中通过观察　　　　　　来反映电热丝产生热量的多少； （2）如图所示的装置右侧外接5电阻丝的作用是使容器内两电热丝中的电流　　　　　　（选填“相同”或“不同”），通电一段时间后观察到左侧容器产生的热量更多，由此可以得到的结论是：在电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的电热　　　　　　。 （3）若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，而右侧U形管的液面高度差没有变化，则原因可能是　　　　　　（选填“”、“”或“”）断路。 【答案】（1）U形管液面高度差     （2）① 不同    ② 越多     （3）R2      【详解】(1)小问详解： 电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，实验中可以通过U形管液面高度差来反映电热丝产生热量的多少，U形管液面高度差越大，说明电流产生的热量越多，这是转换法。 (2)小问详解： [1][2]如图所示，右侧两个电阻并联后再与左侧的电阻丝串联，通过三个电阻的电流关系为；右侧外接5Ω电阻丝的作用是：使容器内两电热丝中的电流不同；由于通过左侧电阻丝的电流大于通过右侧容器内电阻丝的电流，通电一段时间后观察到左侧容器产生的热量更多，由此可以得到的结论是：在电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的电热越多。 (3)小问详解： 若接通电路一段时间后，左侧U形管的液面高度差明显变大，说明左侧容器连接良好；而右侧U形管的液面高度差没有变化，装置气密性良好，说明右侧容器中没有产生热量，则原因可能是容器中的R2断路。 8．（2025·云南昆明·一模）如图甲是探究“影响电流热效应的因素”的实验装置。 （1）为了探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，小明用图甲装置进行实验，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化的更明显，应选用　　　　　　（选填“煤油”或“水”），理由是　　　　　　。该实验是通过比较　　　　　　来判断电流产生的热量多少； （2）小明先读出烧瓶内液体的初温，闭合开关，通电30s再读出烧瓶内液体的温度，得到温度升高量并填入下表中，然后移动滑动变阻器的滑片改变电流大小，重复上述操作，获得了第二组数据（如下表）： 实验次数 通电时间/s 电流/A 温度升高量/℃ 1 10 30 0.3 1.5 2 10 30 0.6 6.0 ①请你帮他把表格补充完整　　　　　　； ②由表格得出：同一导体，在通电时间相等时，通过的电流越大，其产生的热量　　　　　　； （3）小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应选择图乙中　　　　　　（选填“A”或“B”）烧瓶与图甲中的烧瓶内的电阻丝并联，并给该烧瓶内装入与图甲烧瓶中的液体　　　　　　相同的水。。 【答案】（1）① 煤油    ② 煤油的比热容较小    ③ 温度计示数的变化     （2）① m/g    ② 越多     （3）① A    ② 质量      【详解】(1)小问详解： [1][2]由于煤油的比热容较小，质量相同吸收热量相同时，温度变化比较明显，应选用煤油进行实验。 [3]图中实验是通过比较烧瓶内液体的温度计示数变化来判断电阻丝产生热量的多少，这种方法叫作转换法。 (2)小问详解： [1]探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，需要控制被加热液体的质量相同，所以表格空格处的内容为m/g。 [2]由表格数据分析，同一导体，电阻相同，通电时间相同，电流越大，温度升高量越大，说明电流产生热量越多。 (3)小问详解： [1][2]“比较水和煤油比热容的大小”，实验中，要用相同的热源加热质量相同的水和煤油，所以应选择图乙中A烧瓶与图甲中的烧瓶内的电阻丝并联，并给该烧瓶内装入与图甲烧瓶中的液体相同的水。 9．（25-26九年级上·期末）如图所示是用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流大小关系的装置。若，则的阻值应为　　　　　　　　　　　。若通过电阻的电流为，通电后产生热量为　　　　　　　　　　　。 【答案】① 10    ② 4800 【详解】[1]要探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量跟电流大小关系，应该控制导体的电阻和通电时间相同，所以 [2]已知通电时间为 则通电2min后产生的热量为 四、焦耳定律及其简单应用 10．（25-26九年级上·期末）在如图所示的电路中，电阻R为，闭合开关后，电流表的示数为0.2A。则该电阻的电功率为　　　　　　W；若此时连续通电1min，电流通过R产生的热量为　　　　　　J。 【答案】① 0.4    ② 24 【详解】[1]闭合开关后，电路为定值电阻的简单电路，电流表的示数为0.2A。则该电阻的电功率为 [2]若此时连续通电1min，电流通过R产生的热量为 11．（25-26九年级上）下图电路中，电源电压，电阻，，则通电1min电阻产生的热量为　　　　　　　　J。 【答案】96 【详解】从图中可知两电阻串联，根据欧姆定律可知电路电流 则通电1min电阻产生的热量 12．（25-26九年级上·陕西西安·期末）如图是一种常用的电热驱蚊器，它是利用电流的　　　　　　　　效应工作的。其发热元件是一个阻值为10000Ω的电阻，工作时电流约为0.02A，通电100s产生的热量为　　　　　　　　J。在家庭电路中，电灯、电视机、电冰箱等用电器大多是　　　　　　　　联在电路中的。 【答案】① 热    ② 400##    ③ 并 【详解】电热驱蚊器工作时将电能转化为内能来发热，是利用电流的热效应工作。 通电100s产生的热量为 家庭电路中，为了保证各个用电器互不影响，都能在额定电压下工作，电灯、电视机、电冰箱等用电器都采用并联的连接方式。 五、纯电阻与非纯电阻电路中的电热 13．（25-26九年级上）电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V　60W”的字样，使它们都在额定电压下工作相同的时间。它们消耗的电能　　　　　　（选填“相等”或“不等”）；其中产生热量最多的用电器是　　　　　　。 【答案】① 相等    ② 电烙铁 【详解】[1]由题意可知，电视机、电烙铁和电风扇的额定功率均为60W，且在额定电压下工作相同时间。根据电功公式 ，消耗的电能仅由功率和时间决定，因此三者消耗的电能相等。 [2]电烙铁属于电热器，工作时主要将电能转化为内能；电视机主要将电能转化为光能、声能等；电风扇主要将电能转化为机械能。因此，相同时间内电烙铁产生的热量最多。 14．（25-26九年级上·四川达州通川区·期末）将规格都是“220V   500W”的电动机、电暖器各一个并联在的电路中，正常工作相同时间，下列说法正确的是（　　） A. 两个用电器产生的热量一样多 B. 两个用电器消耗电能一样快 C. 电暖器内部的电流更大 D. 电动机消耗的电能更多 【答案】B 【详解】ABD．两个用电器并联在220V的电路中，它们两端的电压等于额定电压，实际功率都是500W，功率表示电流做功的快慢，所以消耗电能一样快。由可知，通电时间相同，两个用电器消耗的电能一样多。电动机消耗的电能大部分转化为机械能，少部分转化为内能，而电暖器消耗的电能全部转化为内能，所以电暖器产生的热量较多，故B正确，AD错误； C．电动机和电暖器实际电压和实际功率都相等，由知，两者内部的电流一样大，故C错误。 故选B。 15．（25-26九年级·安徽芜湖·期中）一台线圈电阻为0.3 Ω的电动机，接在12 V的电源上时，通过电动机的电流为0.5 A，在1 min内电流产生的热量为　　　　　　　　　　J，转化成的机械能是　　　　　　　　J。 【答案】① 4.5    ② 355.5 【详解】[1]电流产生的热量为 [2]电动机消耗的总电能为 因此转化成的机械能为 六、电热的利用和防止 16．（25-26九年级上·期末）下列事例属于防止电流热效应产生危害的是（　　） A. 电脑里的散热风扇 B. 使用电熨斗熨衣服 C. 养鸡场使用电热孵化器孵小鸡 D. 使用电烤箱做蛋糕 【答案】A 【详解】BCD．用电熨斗熨衣服、用电热孵化器孵小鸡、使用电烤箱做蛋糕，都是将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故BCD不符合题意； A．电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温，是为了防止电流热效应产生危害，故A符合题意。 故选A。 17．（25-26九年级上·辽宁抚顺·期末）电流的热效应在生产和生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害。下列事例中，属于防止电热危害的是（　　） A. 用电饭锅煮饭 B. 用电熨斗熨衣服 C. 冬天用电暖器取暖 D. 电视机的机壳上有许多小孔 【答案】D 【详解】A．电饭锅是利用了电流的热效应，把电能转化为内能，从而给食物加热，故A不符合题意； B．电熨斗熨衣服的原理是利用电流的热效应，将电能转换成热能，使熨烫头接触衣物表面，将热量传递给衣物，使衣物表面变得平整，故B不符合题意； C．电暖器的工作原理是利用电流的热效应，主要是将电能转化为热能，通过发热元件将热能散发出来，从而实现取暖的效果。故C不符合题意； D．电视机的机壳上有许多小孔是为了把各电器元件产生的热量及时散失掉，即是为了防止电热危害，故D符合题意。 故选D。 18．（25-26九年级上·全国·课后作业）电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，下列解释正确的是（　　） A. 导线的电功率比电阻丝的小 B. 导线的绝缘皮隔热 C. 电流通过导线不产生热量 D. 通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 【答案】A 【详解】AD．电阻丝跟导线串联，通过它们的电流I相等，因为，由可知，电阻丝的电功率比导线的电功率大，故A正确，D错误； BC．导线和电阻丝都有电阻，由焦耳定律可知，电阻丝和导线都产生热量，绝缘皮是用来防止触电的，与隔热无关，故BC错误。 故选A。 【B 能力提升题】 19．（25-26九年级上·云南昆明官渡区·期末）如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，将四段电阻丝、、、分别密封在完全相同的盒子内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取阻值为5的电阻在盒外与盒内电阻并联。 （1）在实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中　　　　　　　　　　来比较的，应用的物理科学探究方法是　　　　　　　　　　　。 （2）图甲可探究电流产生的热量与　　　　　　　　　　　的关系，通电一段时间后，　　　　　　　　（选填“左”或“右”）侧盒子中的电阻产生的热量多。 （3）图乙可探究电流产生的热量与　　　　　　　　　　的关系，通电一段时间后，　　　　　　　（选填“左”或“右”）侧U形管中的液面高度更高。 （4）由焦耳定律可知，图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为　　　　　　　　　　。 （5）将图乙右侧两个电阻都放入密封盒中，可探究电流产生热量和　　　　　　　　　　　　的关系。 【答案】（1）① 液面高度差    ② 转换法     （2）① 电阻    ② 右     （3）① 电流    ② 左     （4）4:1     （5）电阻      【详解】(1)小问详解： [1]电流通过电阻产生热量的多少，是通过观察U形管中液面高度差来比较的，产生热量越多，空气膨胀越明显，液面高度差越大。 [2]这种将不易直接测量的热量转化为易观察的液面高度差的方法，是转换法。 (2)小问详解： [1]图甲中两个电阻丝、串联，电流和通电时间相同，电阻不同，因此探究的是电流产生的热量与电阻的关系。 [2]根据焦耳定律，电流和通电时间相同，电阻越大，产生的热量越多。的电阻更大，因此右侧盒子中的电阻产生的热量多。 (3)小问详解： [1]图乙中电阻丝与的电阻相同，但与盒外5Ω电阻并联，导致的电流大于的电流，因此探究的是电流产生的热量与电流的关系。 [2]根据焦耳定律，电阻和通电时间相同，电流越大，产生的热量越多。的电流更大，因此左侧U形管的液面高度更高。 (4)小问详解： 设通过的电流为，则盒外并联的5Ω电阻电流也为，因此通过的总电流为。 乙图中，左右两侧盒子中的两电阻均为，通电时间均为，根据可得 即图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为4:1。 (5)小问详解： 乙图中，右侧两个5Ω电阻并联后总电阻为2.5Ω，与左侧5Ω电阻串联，此时电流相同、通电时间相同，电阻不同，因此可探究电流产生的热量与电阻的关系。 20．（25-26九年级上·期末）智能家居中，很多用电器的设计利用了电流的热效应，通过控制电流、电阻和通电时间来实现智能化管理。小明利用如图所示装置进行实验探究，已知，。 （1）请写出利用电流热效应工作的一款家用电器：　　　　　　　　。 （2）只闭合，通电一段时间后，小明发现其中一个U形管的液面高度差没有变化，则发生此现象的原因可能是　　　　　　　　； （3）故障排除后，重新通电一段时间，　　　　　　　　（选填“左侧”或“右侧”）U形管的液面高度差更大，说明了　　　　　　　　； （4）为了比较电流和电阻对电流通过导体产生的热量影响哪个更大，闭合和，左侧U形管的液面高度差比右侧更大，表明　　　　　　　　（选填“电流”或“电阻”）对电热的影响更大。 【答案】（1）电饭锅     （2）装置气密性不好     （3）① 右侧    ② 电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多     （4）电流      【详解】(1)小问详解： 电饭煲的工作原理是利用电流的热效应，电流通过电饭煲内的电热丝时，将电能转化为内能，使电热丝发热，进而加热锅内的食物，这是电流热效应在生活中的典型应用之一。电炒锅、电暖器、电烤炉也都是利用了电流的热效应进行工作的。 (2)小问详解： 由图可知，只闭合S1，通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，说明与此相连的容器可能漏气，导致热量向外散失，也可能是对应电阻丝短路。 (3)小问详解： [1][2]故障排除后，重新通电一段时间，通电时间和电流相等，且，由可知，R2产生热量较多，所以右侧U形管内液柱的高度差更大，说明电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。 (4)小问详解： 闭合S1和S2，R2与R3并联后再与R1串联，，，根据并联电路的分流规律，通过R1的电流等于通过R2的电流的2倍，左侧U形管内液柱的高度差比右侧更大，说明电流通过左侧电阻丝R1产生的热量更多，说明电流对热量的产生影响更大。 21．（25-26九年级上·云南师范大学实验·期末）为提升行驶安全性，汽车的后视镜、挡风玻璃等常常配有防雾、除露、化霜等功能。如图甲，刚开始人们在后视镜背面镶嵌发热电热丝对镜片进行加热，从而确保表面清晰。如图乙是其中一侧电加热后视镜的加热原理图，其中电源电压为10V，四段电热丝的阻值均为10Ω。车主只需通过车内旋钮开关便可实现功能切换，防雾、除露、化霜加热功率依次增大。 随着科技的发展，电热膜逐渐代替传统的发热电阻丝。如图丙，电热膜是在绝缘的聚酯薄膜表面，用金属导线将经过特殊工艺加工形成的一条条薄的粗细均匀的导电墨线相连，形成的网状结构。相比于传统的金属发热电热丝，电热膜是以整个膜为加热面，加热更加迅速、温度更加均衡。使用时，只需将两条金属导线接入电源，就能持续发热。电热膜发展潜力巨大，符合低碳经济发展趋势，除了在汽车上有所应用之外，也应用于地暖、印刷烘干、药物烘干等方面。 （1）当电流通过电热丝时会产生热量，这是电流的　　　　　　　　　　效应。 （2）图乙中的旋钮开关旋至接入1位置时可以实现　　　　　　　　　　功能（选填“防雾”“除露”或“化霜”）； （3）现用“10V   40A·h”的锂电池作为后视镜加热器电源，则理论上可提供汽车一侧的后视镜持续防雾　　　　　　　　　　h； （4）图丙中，若电热膜中的某根导电墨线断裂，其他的导电墨线还　　　　　　　　　　（选填“能”或“不能”）正常工作。 【答案】（1）热     （2）防雾     （3）80     （4）能      【详解】(1)小问详解： 电流通过导体时，电能会转化成内能，从而产生热量，这种现象就叫电流的热效应。 (2)小问详解： 由题知，防雾、除露、化霜所需加热功率依次增大。当开关旋至“1”挡时，两条电阻丝串联接入电路，电路的总电阻最大，当开关旋至“2”挡时，一条电阻丝单独接入电路，电阻较大(大于并联时的总电阻)，当开关旋至“3”挡时，两条电阻丝并联接入电路，总电阻最小；由可得开关旋至“1”挡时，功率最小，因此为防雾挡。 (3)小问详解： 由可得，防雾挡的功率 “10V   40A·h”的锂电池储存的电能 由可知，持续防雾时间 (4)小问详解： 由图可知，各条导电墨线是并联的，互不影响。所以若电热膜中的某根导电墨线断裂，其他的导电墨线还能正常工作。 22．（2026·江苏泰州）如图甲所示是某品牌电吹风的原理图，S是功能切换开关，可实现“关”、“凉风”、“热风”之间的转换，某次工作过程中，其电功率与时间的图像如图乙所示。求： （1）吹凉风时通过电动机的电流是多大？ （2）电吹风内电动机的线圈电阻是8 Ω，若电吹风吹凉风3 min，则电动机线圈产生的热量是多少？ （3）电热丝的电阻是多大？ 【答案】（1）0.4A     （2）230.4J     （3）      【详解】(1)小问详解： S接2、3时，只有电风扇工作，处于凉风挡，吹凉风时通过电动机的电流 (2)小问详解： 电动机线圈产生的热量 (3)小问详解： S接1、2时，电风扇和电热丝并联，处于热风挡,电热丝的功率 电热丝的电阻 【C 拓展培优题】 23．（2025·黑龙江齐齐哈尔、黑河、大兴安岭三地联考中考物理试题）物理学家焦耳于1840年最先精确的确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。探究电流产生的热量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产生的热量之比　　　　　　　　　　　。远距离输电过程中，电流的热效应会引起电能的损耗。若某段时间内，从某发电厂采用的高压向目的地输电时，输电线路损耗的电能为；在输电线路可承受范围内，保持发电厂输送功率和输电线路不变，不计温度对导线电阻的影响，将输送电压提高到后，相同时间内输电线路损耗的电能为，则　　　　　　　　　　　。 【答案】①     ② 4∶1 【详解】[1]相同时间内定值电阻产生的热量之比 [2]某发电厂输出的总功率相同，相同时间内输电线路损耗的电能之比为 24．（2025·四川雅安·中考真题）如图是“探究通电导体产生的热量与　　　　　　　　　　　　　的关系”的实验装置。通过左侧容器中电阻丝的电流为0.5A，在84s内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为　　　　　　　　　　　　　J，如果这些热量全部被质量为0.05 kg的煤油吸收，可使煤油的温度升高　　　　　　　　　　　　　。[] 【答案】① 电阻    ② 210    ③ 2 【详解】如图所示，两电阻串联，电流与通电时间相等，两电阻的阻值不相等，该实验装置是探究电流产生的热量与电阻的关系。 由串联电路电流特点知，通过图中两个电阻的电流均为0.5A。在84s内电流通过右侧容器中电阻丝产生的热量为 由题意可知，煤油吸收的热量 煤油的温度升高 25．（2025·江苏无锡·中考真题）一种简易的泡沫塑料切割装置电路如图所示，电源电压为6V，用以切割的金属电热丝R的阻值为1Ω，闭合开关S后，电路中电流为　　　　　　　　　　　A，10s内电热丝R产生的热量为　　　　　　　　　　　J。若要减小电热丝R的发热功率，请写出一种合理做法：　　　　　　　　　　　。 【答案】① 6    ② 360    ③ 减小电源电压 【详解】[1]由图得，电路为R的简单电路，由欧姆定律得，电路中电流为 [2]10s内电热丝R产生的热量为 [3]由得，可以通过减小电源电压或者增大R的阻值，减小电热丝R的发热功率。 26．（2026·福建·中考真题）实验室设计某款三挡位电热器，简化电路如图所示。电源电压为220V，定值电阻R1的阻值为55Ω。只闭合开关S1时，为低温挡。只闭合开关S2时，电流表的示数为8A，为中温挡。 （1）求低温挡的电流； （2）求低温挡工作100s产生的热量； （3）各种橡胶绝缘铜芯导线在常温下安全载流量（长时间通电时的最大安全电流）如下表，单位长度的导线越粗价格越高。若要保证电热器在三个挡位都能正常工作，从安全和导线成本的角度综合考虑，通过计算判断如何选择干路和支路的导线。 序号 A B C D 导线横截面积S/mm2 0.75 1 1.5 2.5 电流I/A 3～6 6～10 10～16 16～25 【答案】（1）4A     （2）     （3）R1支路电流4A，选择A导线；R2支路电流8A，选择B导线；干路电流12A，选择C导线。      【详解】(1)小问详解： 只闭合开关S1时，只有R1接入电路，根据得低温挡的电流 (2)小问详解： 根据得产生的热量 (3)小问详解： 当S1、S2都闭合时，R1、R2并联，干路电流最大为 结合表格和“安全优先，越便宜越好”的原则选择： 干路最大电流12A，处于10A~16A范围，因此选择横截面积为的导线； R1支路电流恒为4A，处于3A~6A范围，因此选择横截面积为的导线； R2支路电流恒为8A，处于6A~10A范围，因此选择横截面积为的导线。 / 学科网（北京）股份有限公司 $