17.3 焦耳定律（高效培优·讲义）物理新教材沪科版九年级全一册

本讲义聚焦初中物理“焦耳定律”核心知识点，从电流热效应现象切入，通过实验探究（控制变量法、转换法）明确电流、电阻、通电时间对热量的影响，进而系统讲解焦耳定律内容、公式及纯电阻与非纯电阻电路的应用差异，最终落实电热的利用与危害防控，构建完整知识链。 该资料以科学探究为核心，融合科学思维（如控制变量法分析实验、公式推导区分电路类型）和科学态度（安全用电实例），通过避坑指南辨析易错点（如电热计算误区），真题与三阶练习结合生活场景（电暖器、服务器散热），课中辅助教师突破教学难点，课后助力学生巩固知识、提升问题解决能力。

第17.3节 焦耳定律 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的热效应 考点02 焦耳定律 03 避坑指南·解题通法 角度01 电流热效应概念辨析 角度02 焦耳定律公式应用与计算 角度03 电热的利用与危害防控 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 通过实验探究，认识电流的热效应，了解电流产生热量的影响因素，夯实核心概念。 2. 理解焦耳定律的内容、公式及单位，能运用焦耳定律进行简单的热量计算，区分纯电阻与非纯电阻电路的电热计算差异。 3. 知道电流热效应的利用与危害，能结合生活实例分析电热的应用场景，树立安全用电意识，规范用电行为。 4. 能运用焦耳定律解释生活中的电热现象，解决实际用电问题，提升知识应用与安全防护能力。 1. 结合生活中电热器工作实例，观察电流热效应现象，通过实验探究归纳热量影响因素，理解概念本质。 2. 牢记焦耳定律公式及适用条件，通过例题演练规范解题步骤，区分不同电路的电热计算方法，规避计算误区。 3. 列举生活中电热利用与危害防控实例，对比分析总结电热的利弊，强化安全用电认知，践行节能与安全理念。 4. 结合真题与习题，巩固焦耳定律应用，提升运用物理知识解决实际问题的能力，培养科学思维。 考点01 电流的热效应 1. 概念 电流通过导体时，电能转化为 ，使导体发热的现象，叫做电流的热效应。生活中常见的电暖器、电水壶、电饭锅等，都是利用电流的热效应工作的用电器。 2. 实验探究 实验采用控制变量法，通过观察密封容器中空气受热膨胀导致温度计示数变化，间接反映电流产生热量的多少，这里采用 。实验中需规范连接电路，控制变量精准，确保实验结论的可靠性。 3. 电流产生热量的影响因素 通过实验探究可知，电流通过导体产生的热量与三个因素有关：电流大小、导体电阻、通电时间。 （1）当电流和电阻一定时，通电时间越长，导体产生的热量越 ； （2）当电阻和通电时间一定时，电流越大，导体产生的热量越 ； （3）当电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，产生的热量越 。 【深化点拨】 1. 电流的热效应是电流的三大效应之一（另外两种为磁效应、化学效应），所有通电导体都会产生热效应，只是发热程度不同。 2. 电暖器的电热管与导线串联，电流相同，电热管电阻远大于导线，因此电热管发热明显，导线几乎不发热，这是电流热效应影响因素的典型实例。 1．（25-26九年级上·广西柳州·阶段检测）小明在使用电炉子的时候发现，电炉丝已经热得发红了，与之相连的导线却不怎么热，对这个现象描述正确的是（　　） A．导线的电阻比电炉丝的电阻大 B．通过导线的电流比电炉丝的电流小 C．导线的通电时间比电炉丝的通电时间短 D．电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律，电流产生的热量更多 2．（2026·江苏泰州·一模）输电线路大范围覆冰给工业生产和日常生活带来了许多困扰。目前常用大电流通过导线产生的热量融冰，这是利用电流的__________效应使冰__________（填物态变化的名称）。高压输电的导线选用横截面积更大的粗导线，是为了__________导线的电阻，减少电能损耗。 3．（25-26九年级上·安徽阜阳·期末）我们可以用同一套器材探究不同的问题。当选用相同的电阻丝接入电路后： (1)通过调节滑动变阻器，使两根电阻丝中电流________（选填“相同”或“不同”），从而根据温度计示数的变化探究“电流通过导体产生热量的多少与电流的关系”。 (2)在两个容器中装入质量相等的水和食用油，调节滑动变阻器，使两个电阻丝中电流________（选填“相同”或“不同”），从而根据温度计的示数变化比较“不同物质的吸热能力”。 4．（2026·江苏扬州·一模）如图是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。两个透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端。 (1)图甲是探究电流通过导体产生的热量与导体___________的关系。 (2)图乙中，的作用是___________。 (3)电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过___________来显示容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是___________。 (4)英国物理学家___________通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟各因素的关系。 考点02 焦耳定律 1. 内容：英国物理学家焦耳通过大量实验发现，电流通过导体产生的热量，与 成正比，与 成正比，与 成正比。这一规律被称为焦耳定律。 2.公式： ，其中Q表示热量，单位为焦耳（J）；I表示电流，单位为安培（A）；R表示导体电阻，单位为欧姆（Ω）；t表示通电时间，单位为秒（s）。 3. 适用范围：焦耳定律适用于所有电路，无论是 电路还是 电路，都可用于计算电流产生的热量。 4.公式推导：在纯电阻电路中，电能全部转化为 ，此时电功等于电热，即 W=Q。结合电功公式 W=UIt 和欧姆定律，可推导出或 Q=UIt，这两个公式仅适用于 电路。 5. 电热的利用与危害防控 （1）利用：生活中各类电热器（电水壶、电饭锅、电熨斗、电热水器等）都是利用电流热效应工作的，将电能转化为内能，为生活生产提供便利。 （2）危害：电流的热效应也会带来危害，如计算机、电视机工作时发热过多会影响使用寿命，甚至损坏设备；家庭电路中同时使用大功率用电器，电流过大，导线发热过多可能导致绝缘层损坏，引发火灾。因此，需采取散热措施（如电器后盖留孔、安装风扇），同时规范用电，避免电路过载。 【深化点拨】 1. 纯电阻电路中，电热等于电功，即 Q=W；非纯电阻电路中，电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能（如机械能），此时电热小于电功，即 Q＜W。 2. 计算电热时，需根据电路类型选择合适的公式，非纯电阻电路只能用计算，纯电阻电路可灵活选用多个推导公式。 3. 家庭电路中，导线电阻越小、散热越好，越能减少电热危害，因此大功率用电器需使用粗导线，且避免同时使用多个大功率用电器。 1．（25-26九年级下·吉林长春·期中）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（     ） A．电熨斗 B．电冰箱 C．电风扇 D．笔记本电脑 2．（2026·安徽淮南·一模）为保障行车安全，某款汽车后视镜安装了除雾、除霜装置，简化电路如图所示。电源电压恒为12V，加热电阻、，电路低温挡除雾，高温挡除霜。将旋转开关调至“2”时，电阻工作1min产生的热量为______J。 3．（25-26九年级下·全国·课后作业）大数据服务器会产生大量电热，从而导致服务器温度升高，干扰服务器的正常运行，为此需要____（选填“利用”或“防止”）电热。 4．（25-26九年级上·山东济南·阶段检测）如图，某电烙铁的额定电压为220V，正常工作时的电阻是 。求：该电烙铁正常工作10min产生的热量。 角度01 电流热效应概念辨析 1. 高频易错点：混淆电流的热效应与其他效应，认为只有电热器才会产生热效应；忽略电流热效应的普遍性，误以为通电导体不一定发热。 2. 解题技巧：明确所有通电导体都会产生电流热效应，只是发热程度不同；区分电流的热效应、磁效应、化学效应，结合实例理解热效应的本质是电能转化为内能。 1．（25-26九年级上·甘肃天水·期末）功率相同的下列用电器，相同时间产生热量最多的是（     ） A．电风扇 B．洗衣机 C．电饭锅 D．电视机 2．（2026·河北唐山·二模）如图所示，擦窗机器人底部装有真空泵和吸盘，当真空泵将吸盘内的空气抽出时，在________的作用下，它吸附在竖直玻璃上；擦窗机器人通电工作一段时间后，机身发热，这属于电流的________效应。 3．（2026·河南周口·三模）冬季使用电热暖手宝取暖，是利用电流的____效应；暖手宝的加热过程中，电能主要转化为_____能；使用时通过____的方式改变了人手的内能。 角度02 焦耳定律公式应用与计算 1. 高频易错点：公式应用时单位不统一，导致计算错误；混淆纯电阻与非纯电阻电路的电热计算公式，误用推导公式；忽略通电时间的单位换算（如分钟换算为秒）。 2. 解题技巧：计算前统一单位，电流用安培、电阻用欧姆、时间用秒；先判断电路类型，纯电阻电路可灵活选用公式，非纯电阻电路只能用；注意题目中时间的单位换算，避免因单位错误导致结果偏差。 4．（25-26九年级下·全国·课后作业）如图是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压恒为6V，电阻为2Ω。闭合开关S，电阻丝温度升高，3s内产生的热量为___ J。 5．（2026·广东深圳·二模）无人机的电动机在长时间飞行后会发热，这是因为电流的_____________效应。若电动机的线圈电阻为，正常工作时通过线圈的电流为，则线圈在内产生的热量为_____________J。 6．（2026·西藏日喀则·三模）如图所示，电源电压恒定，，，滑动变阻器的规格是“  ”，电流表、的量程都是，电压表的量程是。只闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为时，电压表示数为，求： (1)电源电压； (2)将滑片移到最右端，闭合所有开关，、的示数之比； (3)闭合所有开关，内产生的热量。 角度03 电热的利用与危害防控 1. 高频易错点：混淆电热的利用与危害实例，无法准确判断生活中用电行为是否安全；忽略电热危害的防控措施，对安全用电常识掌握不牢固。 2. 解题技巧：牢记常见电热利用实例（各类电热器）和危害防控措施（散热、避免过载）；结合焦耳定律分析用电安全问题，如大功率用电器需用粗导线、不同时使用多个大功率用电器的原因。 7．（25-26九年级下·全国·课后作业）下列实例中，是利用电热的是（  ） A．电车行驶 B．电脑CPU附近的风扇 C．夏天潮湿的天气隔一段时间对电视通电 D．电视机后面的散热孔 8．（2026·山东济宁·二模）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．用电烙铁焊接 B．铺设发热电缆 C．打开电取暖器 D．电动机外壳安装散热片 9．（25-26九年级下·全国·课后作业）如图所示，在利用鸡苗孵化器孵化鸡蛋时，通过导体放出的电热对鸡蛋进行加热，该过程_____（选填“利用”或“防止”）电热。 【例1】（2026·广西·中考真题）如图，导体a和b串联接在电路中，通电一段时间后，若a产生的热量比b的多，则（     ） A．a的电流比b的大 B．a的电流比b的小 C．a的电阻比b的大 D．a的电阻比b的小 【变式1-1】（2026·四川广元·中考真题）研究表明，不同材料导电性能不同，应用的场景也不相同。下列情景中所选材料合理的是（     ） A．电烤火炉的发热丝用超导材料更好 B．手机芯片主要是半导体材料 C．高压输电线应选用电阻大的导体材料 D．保险丝用绝缘体材料 【变式1-2】（2026·黑龙江·中考真题）如图，“全液冷超级充电桩”的最大输出功率可以达到600 kW，15 min就可充满一辆电车。如果用输出功率是30 kW的普通充电桩，充满该电车则需要________h。超级充电桩最大输出电流为600 A，你认为该充电桩的输电线缆应该比普通充电桩的输电线缆要更________（选填“粗”或“细”）一些。 【例2】（2026·安徽·中考真题）一款便携式加热坐垫的简化电路如图所示，、均为发热电阻，通过控制开关、的通断，实现“速热”和“保温”两挡加热功能。查阅该坐垫的说明书得知：电源电压为，“速热”挡功率为，“保温”挡功率为。在该坐垫正常工作的状态下，求： + (1)的电阻； (2)选择“保温”挡工作时，通过电阻的电流； (3)选择“速热”挡通电1 min，电阻产生的热量。 【变式2-1】（2026·四川南充·中考真题）如图是某学校科技小组设计的一个可照明、可加热多功能仪器简化电路图。已知小灯泡L标有“12V  12W”字样，发热电阻R1的阻值恒为27Ω，电源电压恒定不变，闭合开关S。当开关S1接a点时，调节滑动变阻器R2，使小灯泡L正常发光，此时R2的电压为3V，则电源电压为___________V；当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，R1工作10min产生的热量为___________J。 【变式2-2】（2026·新疆·中考真题）如图所示的电路，，。闭合开关S，电阻两端的电压。求： (1)电路中电流的大小； (2)电源两端的电压； (3)电路工作2 min产生的热量。 【变式2-3】（2026·内蒙古·中考真题）内蒙古某机场为防止积雪压损航站楼，在面积为4000m2的航站楼顶部（可视为平面），均匀铺设多段规格相同的电热丝用于融雪。各段电热丝并联连接，正常工作电压为，每段电热丝电阻为，融雪过程中电热丝产生热量的70%被周围的雪吸收。某次雪后，航站楼顶部雪的厚度均为2cm，电热丝开始正常工作，10min将周围的雪的温度从-10℃升至-5℃。雪的密度取，雪的比热容取。求 (1)通过每段电热丝的电流； (2)10 min内每段电热丝周围的雪吸收的热量； (3)为使覆盖航站楼顶部的雪在10 min内均从-10℃升至-5℃，至少需要铺设多少段电热丝。 【例3】（2026·江苏扬州·中考真题）石墨烯发热膜可看作电阻。如图是某款石墨烯智能发热护具，其发热膜电阻R为5Ω。该发热护具有保暖和理疗两种工作模式。 保暖：供电电压U1为2.5V，低功率运行； 理疗：供电电压U2为5V，高功率运行。 求： (1)保暖模式下，电路中的电流大小和发热膜功率大小。 (2)在保暖和理疗模式下各工作5min，发热膜产生的热量之比。 【变式3-1】（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 【变式3-2】（2026·重庆·中考真题）家用电饭煲的“低糖饭”功能越来越受到人们的青睐，其工作过程包含“煮沸—沥汤—蒸熟—保温”四个阶段，其中沥汤阶段靠重力完成，不消耗电能。某电饭煲内部简化电路如图甲所示，R1、R2为加热电阻丝（R1＞R2），S为总开关，S1、S2为挡位自动切换开关，正常工作时煮“低糖饭”过程中加热电功率随时间变化关系如图乙所示。求： (1)蒸熟阶段的电流； (2)煮沸阶段产生的热量； (3)电阻丝R1的阻值。 【变式3-3】（2026·甘肃武威·中考真题）小新的父亲患有“老寒腿”，膝盖遇冷常常感到酸痛不适。小新利用所学电学知识，为父亲设计了一款智能发热护膝，如图甲所示，其电路原理图如图乙所示。其中，电源电压恒为，定值电阻、均为发热电阻，的阻值为。通过开关、可实现低温、中温、高温三挡调节。低温挡时，护膝的发热功率为。请根据以上信息，解答下列问题： (1)调至低温挡时，开关应________（选填“断开”或“闭合”），开关应与触点_____（选填“”或“”）连接； (2)定值电阻的阻值是多少？ (3)护膝在高温挡持续正常工作0.5 h后，调至中温挡继续工作1.5 h，2 h内共产生多少热量? ⚡基础速刷 1．（24-25九年级上·四川宜宾·阶段检测）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电热水壶 B．洗衣机 C．电冰箱 D．电视机 2．（25-26九年级上·云南曲靖·阶段检测）两个电阻和，且，将它们串联在电路中，相同时间内产生的热量之比为（     ） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 3．（2026·湖北荆州·二模）超导材料不能用来制作的是（     ） A．远距离输电线 B．磁悬浮列车线圈 C．电饭锅发热丝 D．超导储能装置 4．（25-26九年级上·安徽宿州·阶段检测）央视节目《是真的吗》中，主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中、和段等长。戴好防护手套，将锡纸条两端连接电池正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是（     ） A．最先着火的是段，因为这里的电流最大 B．通过、、段的电流相等，但是段电阻最大，相同时间内产生的热量最多 C．电流通过、、段相同时间产生的热量相同 D．通过段的电流最小，但是段电阻最大，相同时间内产生的热量最多 5．（2025九年级上·江苏泰州·专题练习）电动机将电能转化为机械能和内能，一台电动机额定电压为220V，额定电流为5A，线圈电阻为1Ω，它正常工作10s，则电流产生的热量和转化成的机械能分别为（     ） A．250J  10950J B．11000J  10950J C．250J  10750J D．48400J  1100J 6．（2026·湖北武汉·三模）图甲为某品牌家用空气炸锅，空气炸锅在工作时通过电动机向内部吹风，借助空气的循环达到迅速升温的目的，电动机上标有“220 V，11 W”字样。空气炸锅内部部分简化电路如图乙所示，其额定电压为220 V。发热元件为和两个定值电阻，阻值分别为和。S为定时开关，通过调节开关和（是单刀双掷开关），可实现高温档、中温档和低温档三个挡位的切换。下列说法正确的是（     ） A．电动机正常工作时的电阻是 B．闭合定时开关S，断开开关，接a端时为高温挡 C．闭合定时开关S，闭合开关，接a端时，电路1 min内产生的热量为27720 J D．空气炸锅在正常工作时，电路中的总功率最大为1331 W 7．（2026·江苏南通·二模）如图，相同容器中装有相同质量的水，用不同电加热器在相同电压下工作，忽略散热损失，若将甲、乙容器中的水均从20℃升温至40℃，所需时间分别为2min和3min，则下列说法正确的是（     ） A．加热器的电阻之比为 B．升高相同温度，水吸热之比为 C．吸收相同热量，水的末温之比为 D．加热相同时间，水吸收的热量之比为 8．（2026·广东广州·二模）如图是某电加热器的简化电路，有高温挡和低温挡两种挡位。电源电压恒为，和为发热电阻，。闭合开关后，通过开关置于1或2可以选择不同挡位，当置于2时，电路总功率为44W。下列说法中正确的是（     ） A．和可以由超导材料制成 B．闭合后，当置于2时，与串联 C．闭合后，当置于1时，处于低温挡位 D． 9．（2026·安徽合肥·二模）小明同学设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。实验中电源电压不变，装置气密性良好。以下说法合理的是（     ） A．实验中使用搅拌器是为了使内筒中水温上升得慢些 B．温度计玻璃泡内的液体利用比热容较大的液体显示温度变化更明显 C．相同时间内要使电阻丝产生的热量更多，应在内筒再串联一个相同阻值的电阻丝 D．实验中改变水的内能是利用了热传递的方式 10．（2026·陕西宝鸡·二模）如图所示为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220 V，有高、低两个加热挡位。设计师最初设计的内部电路有如图所示的甲、乙两种接法，其中电热丝，，熔断器的电阻忽略不计。下列说法正确的是（     ） A．图甲中开关旋转至“1、2”触点之间时，电路处于低挡位 B．图甲电路中高挡位加热1 min可产生48400 J的热量 C．图甲和图乙中低挡位电功率之比为26∶15 D．若熔断器允许通过的最大电流为8A，则设计师应选择图甲电路 11．（24-25九年级上·北京海淀·期中）实验发现，灯泡两端电压越大，电流越大，灯泡越亮。该过程是通过电流做功将电能转化为___________能。当电压超过一定限值，灯泡就烧坏了。灯泡被烧坏本质上是电流的___________效应使灯丝（钨）熔化，电路断路。 12．（2026·河南周口·三模）家用立式电暖器额定功率2200W，正常工作1h消耗电能___________kW·h；电暖器工作时电源线明显发热，依据焦耳定律，在电流、通电时间相同时，导线___________越大产热越多。 13．（24-25九年级上·广东汕头·阶段检测）一台电动机正常工作时，两端的电压为，通过线圈的电流为，若此线圈的电阻为，则这台电动机内产生的热量是___________，这台电动机的功率是_________，内电流做的功是______________ 。 14．（25-26九年级上·山东济宁·期末）小明在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，用甲、乙两个完全相同的烧瓶装入质量相等的煤油，且分别插入两只相同的温度计，组装成如图所示的电路。已知两个烧瓶中电热丝A、B的电阻分别为、。 (1)利用如图所示的装置及电路图进行探究，目的是为了控制______相同；甲、乙两瓶装有质量相同的煤油，其目的是可以用______反映电热丝放出的热量。 (2)闭合开关一段时间后，小明发现甲、乙两瓶中温度计示数均无变化。为了排除电路故障，他用量程为0~3V的电压表进行检查判断。他将电压表的正接线柱与a接线柱连接，当电压表的负接线柱分别与b、c、d、e、f连接时都无示数，与g、h、i连接时示数都达到了最大值，若电路中只有一处故障，根据以上信息可判断出哪处发生了什么故障：______。 (3)某实验小组利用如图所示的五个阻值均为5Ω的电阻（其中乙容器中两个5Ω的电阻首尾相连）和三个封闭有等量空气的透明容器，探究“电流通过导体产生热量的影响因素”实验，若不计热量损失，通电后三个容器中的空气吸收的热量，最多的是最少的______倍。 15．（2026·新疆乌鲁木齐·二模）如图所示的电路，定值电阻R1的阻值为15，定值电阻R2的阻值为30，闭合开关S后，电流表A的示数为0.20A求： (1)电阻R1两端的电压； (2)电源电压： (3)整个电路在1min内产生的热量。 16．（25-26九年级上·江苏宿迁·阶段检测）“围炉煮茶”火遍全网，是现下最流行的休闲方式之一。图甲为某品牌家用电茶炉，其内部简化电路如图乙所示，R1和R2是电热丝，该电茶炉可以实现“保温”“小火”和“大火”三个挡位的切换。已知“保温”挡功率为242W，“小火”挡功率为484W。 (1)小火挡时电流； (2)R1的阻值为多大？ (3)该电茶炉在“大火”挡工作产生的热量是多少？ (4)某次煮茶时“大火”挡烧开同样一壶水的时间和正常工作用时之比为121:100，则实际电压为多少？ 🚀能力跃升 17．（2026·河南洛阳·一模）如图甲所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图乙所示，通电后，发热电阻使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为，密度为，沸点为则下列说法错误的是（     ） A．电热加湿器的工作原理是电流的热效应 B．加热仓中的水吸热汽化变成水蒸气 C．加热仓内的水从加热至沸腾，吸收的热量为 D．电热加湿器产生的热量全部被水吸收 18．（2026·山东德州·二模）如图所示是公司设计的“家用燃气报警器”检测原理电路图，电源电压为12V，R是阻值可以调节的变阻器，是气敏传感器（即气敏电阻），当燃气浓度升高到一定数值时，与B、C两点相接的报警装置的电压就会升高，当其电压升高到一定值时，就会发出报警信号。某次调试中，若R的阻值调整为20Ω，当天然气浓度达到时，气敏电阻为10Ω，燃气报警器报警。下列说法正确的是（　　） A．气敏传感器阻值随燃气浓度升高而增大 B．燃气浓度升高时，电路中的电流减小 C．燃气报警器报警时，通电1min电路产生的热量为288J D．燃气报警器报警时，电路中的电流为0.5A，R两端的电压为9V 19．（25-26九年级上·山东淄博·期末）“探物”小组找来定值电阻、声敏电阻R、电流表、开关、学生电源等器材，设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置。R的阻值随声音强弱变化的关系如图甲所示，该装置电路如图乙所示。在某次测试中，当噪声为时，电流表示数为；当噪声为时，电流表示数为。下列选项正确的是（     ） A．阻值是 B．噪声为时，通电，电流通过声敏电阻R产生的热量为 C．噪声为时，电路消耗的电功率为 D．当电流表示数为时，噪声强度为 20．（2026·安徽合肥·一模）如图是一个玩具汽车上的控制电路，小强对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，电动机正常运转，下列分析正确的是（　　） A．电源电压为8V B．电路中的电流为4A C．1min电动机消耗的电能为1440J D．电动机正常工作的效率为87.5% 21．（2026·四川眉山·中考真题）如图是一种电热水壶工作电路的示意图，其中和是用来加热的电阻器，S1是总开关，S2是挡位开关，相关参数如表格所示。当开关S2接1时，电热水壶工作126s所产生热量被质量为1kg、初温20℃的水吸收（不计热量损失）。。下列说法正确的是（     ） 额定电压 220V 额定加热功率 1000W 额定保温功率 55W A．的阻值是48.4Ω B．水的末温是30℃ C．电热水壶处于保温状态时，消耗的功率为55W D．当开关接2时，在100s内产生的热量是5197.5J 22．（2026·四川南充·中考真题）（多选）中国某新能源车企攻克了“充电慢”的世界性难题。设新能源汽车当前储存电能占充满电状态时的百分比为D，充电桩的充电功率P会随电池D的变化而变化。某电池容量为100 kW·h的车从D为10%开始充电，P与D的关系如图所示，假设全程充电效率η恒定不变，电池电阻不变，不计充电线的电阻。已知D从10%增至20%所需时间为t1，从20%增至60%所需时间为t2，从60%增至100%所需时间为t3，当D达到60%时充电桩显示的部分即时信息如下表。充满后，立即停止充电。下列说法正确的是（　　） 充电电压（V） 1000 充电时长（min） 6 充电度数（kW·h） 62.5 充电费用（元） 75 A．该新能源汽车本次充电效率η为80% B．该新能源汽车电池的电阻为2.5Ω C．当t1∶t3=1∶4时，则本次充电总时长为15 min D．该新能源汽车本次充满电总费用为108元 23．（2026·四川凉山·中考真题）已知某型号电热水壶的额定电压为220V，加热电阻为48.4Ω，接入家庭电路中正常工作。将质量为2kg，初温为15℃的水加热200s，加热效率为84%，电热水壶产生的热量为______J，水上升的温度为______℃。[] 24．（2026·江苏常州·一模）在探究“影响电流热效应的因素”实验中。 (1)小明用如图甲所示电路，将、、的3根电阻丝分别浸没在___________相等的煤油中，并在烧瓶内安装并插入一支温度计，该 实验通过比较液体___________的变化，来比较电阻丝产生的热量多少。 (2)按电路图甲，连接实物图乙__________。开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于________（A/B）端。 (3)只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R0，使电流表的示数为1.5A，记录数据如表1所示。 表1 通电时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃ 20 24 28 32 36 由表1数据得到的结论是________。 (4)为探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，实验操作步骤是： ①___________，调节滑动变阻器R0，使电流表的示数为1A； ② 记录经过不同时间，电阻丝R2、R3所在容器中液体的温度值； ③ 记录数据如表2所示。 表2： 通电时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃ 电阻丝R2 20 22 24 26 28 电阻丝R3 20 21 22 23 24 由表2数据得到的结论是___________。 (5)由表1和表2的数据，你还可以得到结论________， 理由是________。 25．（2026·陕西·中考真题）小明和小华在老师的指导下，开展电路设计实践活动。他们计划设计一个电热器工作电路，电路中只用到两根电热丝、两个单刀单掷开关和若干导线，不考虑温度对电热丝阻值的影响。请规范使用电路元件符号：电热丝用符号“”表示，单刀单掷开关断开时用符号“”表示。 (1)电热器是利用电流的________效应工作的。 (2)小明和小华设计的电路需满足如表1所示的功能。 表1 工作电压U/V 开关状态 工作挡位 电功率P/W 220 （交流电） 闭合S1、S2 挡位1 2200 只闭合S1 挡位2 440 只闭合S2 不工作 ①小明和小华共同完成了两种不同的设计方案，请你在图-1的虚线框内画出他们设计的电路图，并标出两根电热丝的阻值大小________。 ②分析电热器在“挡位2”正常工作时的电流大小为________A。 (3)小明和小华进一步研究，从用电安全和使用功能等方面对电路的设计方案进行了优化，在原有电路元件的基础上，只增加了一个熔断器（接入电路时处于通路状态，电路短路时会自动断开），用符号“”表示，实现了如表2所示的功能。请你在图-2的虚线框内画出新设计的电路图，并计算第3个挡位的工作功率P3为多少？（写出必要的计算过程） 表2 工作电压U/V 开关状态 工作挡位 电功率P/W 220 （交流电） 状态1 挡位1 2200 状态2 挡位2 440 状态3 挡位3 P3 26．（2026·山东东营·一模）清代《理瀹骈文》一书中有这样的记载：“临卧濯足，三阴皆起于足，足寒又从足心入，濯之所以温阴，而却寒也。”小华的奶奶坚持每天泡脚，他家的电热足浴盆内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统内部的电路简化图如图所示，通过将开关S置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，电阻丝R1和R2的阻值分别为555Ω和50Ω。 (1)当开关S接_________（选填“a”或“b”）位置时为加热挡。 (2)足浴盆处于保温挡时的功率。 (3)现将盆内1.1kg的水从20℃加热至42℃，所用时间为150s。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），求足浴盆加热时的热效率。 (4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为3A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中10s所产生的机械能是多少? 🌟思维挑战 27．（2025九年级上·江苏泰州·专题练习）如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．电源电压为4V B．滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1∶1 C．灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J D．为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为0~35Ω 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $ 第17.3节 焦耳定律 目录 01 本节导航·目标清单 02 教材精研·内容全解 考点01 电流的热效应 考点02 焦耳定律 03 避坑指南·解题通法 角度01 电流热效应概念辨析 角度02 焦耳定律公式应用与计算 角度03 电热的利用与危害防控 04 真题闯关·溯源演练 05 课后三阶·精准练习 目标导航 方法指导 1. 通过实验探究，认识电流的热效应，了解电流产生热量的影响因素，夯实核心概念。 2. 理解焦耳定律的内容、公式及单位，能运用焦耳定律进行简单的热量计算，区分纯电阻与非纯电阻电路的电热计算差异。 3. 知道电流热效应的利用与危害，能结合生活实例分析电热的应用场景，树立安全用电意识，规范用电行为。 4. 能运用焦耳定律解释生活中的电热现象，解决实际用电问题，提升知识应用与安全防护能力。 1. 结合生活中电热器工作实例，观察电流热效应现象，通过实验探究归纳热量影响因素，理解概念本质。 2. 牢记焦耳定律公式及适用条件，通过例题演练规范解题步骤，区分不同电路的电热计算方法，规避计算误区。 3. 列举生活中电热利用与危害防控实例，对比分析总结电热的利弊，强化安全用电认知，践行节能与安全理念。 4. 结合真题与习题，巩固焦耳定律应用，提升运用物理知识解决实际问题的能力，培养科学思维。 考点01 电流的热效应 1. 概念 电流通过导体时，电能转化为 内能 ，使导体发热的现象，叫做电流的热效应。生活中常见的电暖器、电水壶、电饭锅等，都是利用电流的热效应工作的用电器。 2. 实验探究 实验采用控制变量法，通过观察密封容器中空气受热膨胀导致温度计示数变化，间接反映电流产生热量的多少，这里采用 转换法 。实验中需规范连接电路，控制变量精准，确保实验结论的可靠性。 3. 电流产生热量的影响因素 通过实验探究可知，电流通过导体产生的热量与三个因素有关：电流大小、导体电阻、通电时间。 （1）当电流和电阻一定时，通电时间越长，导体产生的热量越 多 ； （2）当电阻和通电时间一定时，电流越大，导体产生的热量越 多 ； （3）当电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，产生的热量越 多 。 【深化点拨】 1. 电流的热效应是电流的三大效应之一（另外两种为磁效应、化学效应），所有通电导体都会产生热效应，只是发热程度不同。 2. 电暖器的电热管与导线串联，电流相同，电热管电阻远大于导线，因此电热管发热明显，导线几乎不发热，这是电流热效应影响因素的典型实例。 1．（25-26九年级上·广西柳州·阶段检测）小明在使用电炉子的时候发现，电炉丝已经热得发红了，与之相连的导线却不怎么热，对这个现象描述正确的是（　　） A．导线的电阻比电炉丝的电阻大 B．通过导线的电流比电炉丝的电流小 C．导线的通电时间比电炉丝的通电时间短 D．电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据焦耳定律，电流产生的热量更多 【答案】D 【解析】电炉丝和导线是串联的，根据串联电路的特点，通过它们的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律，在电流I和通电时间t相同的情况下，电阻R越大，电流产生的热量Q就越多；电炉丝热得发红，导线不怎么热，说明电炉丝的电阻远大于导线的电阻，产生的热量更多。故D符合题意，ABC不符合题意。 故选D。 2．（2026·江苏泰州·一模）输电线路大范围覆冰给工业生产和日常生活带来了许多困扰。目前常用大电流通过导线产生的热量融冰，这是利用电流的__________效应使冰__________（填物态变化的名称）。高压输电的导线选用横截面积更大的粗导线，是为了__________导线的电阻，减少电能损耗。 【答案】热 熔化 减小 【解析】电流通过导线时，会产生热量，这是电流的热效应。导线上的冰吸收热量，由固态变为液体，这是熔化。导体的电阻与横截面积有关，在材料、长度相同的条件下，横截面积越大，电阻越小。选用横截面积更大的粗导线，目的是减小导线的电阻，进而减少因电流热效应损耗的电能。 3．（25-26九年级上·安徽阜阳·期末）我们可以用同一套器材探究不同的问题。当选用相同的电阻丝接入电路后： (1)通过调节滑动变阻器，使两根电阻丝中电流________（选填“相同”或“不同”），从而根据温度计示数的变化探究“电流通过导体产生热量的多少与电流的关系”。 (2)在两个容器中装入质量相等的水和食用油，调节滑动变阻器，使两个电阻丝中电流________（选填“相同”或“不同”），从而根据温度计的示数变化比较“不同物质的吸热能力”。 【答案】(1)不同 (2)相同 【解析】（1）探究电流通过导体产生热量的多少与电流的关系时，根据焦耳定律，需要控制电阻大小、通电时间相同，只改变电流，因此两根电阻丝的电流要不同。 （2）比较不同物质的吸热能力时，需要保证相同时间内两种物质吸收的热量相等；已知电阻丝阻值相同，根据，要让相同时间内电阻丝产热（即物质吸热）相等，需要控制两根电阻丝的电流相同。 4．（2026·江苏扬州·一模）如图是探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。两个透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端。 (1)图甲是探究电流通过导体产生的热量与导体___________的关系。 (2)图乙中，的作用是___________。 (3)电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过___________来显示容器内空气温度的变化，这里采用的物理研究方法是___________。 (4)英国物理学家___________通过大量实验，最先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟各因素的关系。 【答案】(1)电阻 (2)使和的电流不相等 (3)U形管两侧液面高度差 转换法 (4)焦耳 【解析】（1）甲图中两个电阻丝串联，流过两电阻的电流、通电时间都相同，只有电阻阻值不同，因此探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系。 （2）乙图中两个容器内电阻阻值相同，与并联后再与串联，的作用是分流，使通过和的电流不同，从而满足探究热量与电流关系的实验条件。 （3）电流产生的热量无法直接观测，容器内空气受热膨胀会使U形管液面产生高度差，实验通过U形管液面高度差反映容器内空气温度的变化，这种将不易测量的物理量转换为易观测物理量的方法叫做转换法。 （4）英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确确定了电流通过导体产生热量的关系，得出了焦耳定律。 考点02 焦耳定律 1. 内容：英国物理学家焦耳通过大量实验发现，电流通过导体产生的热量，与 电流的二次方 成正比，与 导体的电阻 成正比，与 通电时间 成正比。这一规律被称为焦耳定律。 2.公式： ，其中Q表示热量，单位为焦耳（J）；I表示电流，单位为安培（A）；R表示导体电阻，单位为欧姆（Ω）；t表示通电时间，单位为秒（s）。 3. 适用范围：焦耳定律适用于所有电路，无论是 纯电阻 电路还是 非纯电阻 电路，都可用于计算电流产生的热量。 4.公式推导：在纯电阻电路中，电能全部转化为 内能 ，此时电功等于电热，即 W=Q。结合电功公式 W=UIt 和欧姆定律，可推导出或 Q=UIt，这两个公式仅适用于 纯电阻 电路。 5. 电热的利用与危害防控 （1）利用：生活中各类电热器（电水壶、电饭锅、电熨斗、电热水器等）都是利用电流热效应工作的，将电能转化为内能，为生活生产提供便利。 （2）危害：电流的热效应也会带来危害，如计算机、电视机工作时发热过多会影响使用寿命，甚至损坏设备；家庭电路中同时使用大功率用电器，电流过大，导线发热过多可能导致绝缘层损坏，引发火灾。因此，需采取散热措施（如电器后盖留孔、安装风扇），同时规范用电，避免电路过载。 【深化点拨】 1. 纯电阻电路中，电热等于电功，即 Q=W；非纯电阻电路中，电能除转化为内能外，还转化为其他形式的能（如机械能），此时电热小于电功，即 Q＜W。 2. 计算电热时，需根据电路类型选择合适的公式，非纯电阻电路只能用计算，纯电阻电路可灵活选用多个推导公式。 3. 家庭电路中，导线电阻越小、散热越好，越能减少电热危害，因此大功率用电器需使用粗导线，且避免同时使用多个大功率用电器。 1．（25-26九年级下·吉林长春·期中）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（     ） A．电熨斗 B．电冰箱 C．电风扇 D．笔记本电脑 【答案】A 【解析】A．电熨斗工作的核心目的是发热熨烫衣物，工作时主要将电能转化为内能，是利用电流热效应工作，故A符合题意； BC．电冰箱、电风扇工作时，主要将电能转化为机械能，不是利用电流热效应，故BC不符合题意； D．笔记本电脑主要是把电能转化为声能和光能，不是利用的电流的热效应工作，故D不符合题意。 故选A。 2．（2026·安徽淮南·一模）为保障行车安全，某款汽车后视镜安装了除雾、除霜装置，简化电路如图所示。电源电压恒为12V，加热电阻、，电路低温挡除雾，高温挡除霜。将旋转开关调至“2”时，电阻工作1min产生的热量为______J。 【答案】384 【解析】将旋转开关调至“2”时，加热电阻、串联，此时电路中的电流 电阻工作1min产生的热量 3．（25-26九年级下·全国·课后作业）大数据服务器会产生大量电热，从而导致服务器温度升高，干扰服务器的正常运行，为此需要____（选填“利用”或“防止”）电热。 【答案】防止 【解析】服务器产生的电热会使服务器温度升高，干扰其正常工作，这种电热是有害的，因此需要防止电热。 4．（25-26九年级上·山东济南·阶段检测）如图，某电烙铁的额定电压为220V，正常工作时的电阻是 。求：该电烙铁正常工作10min产生的热量。 【答案】 【解析】工作时间 电烙铁正常工作10min产生的热量 角度01 电流热效应概念辨析 1. 高频易错点：混淆电流的热效应与其他效应，认为只有电热器才会产生热效应；忽略电流热效应的普遍性，误以为通电导体不一定发热。 2. 解题技巧：明确所有通电导体都会产生电流热效应，只是发热程度不同；区分电流的热效应、磁效应、化学效应，结合实例理解热效应的本质是电能转化为内能。 1．（25-26九年级上·甘肃天水·期末）功率相同的下列用电器，相同时间产生热量最多的是（     ） A．电风扇 B．洗衣机 C．电饭锅 D．电视机 【答案】C 【解析】四种用电器的功率相同，工作时间相等，由可知它们消耗的电能相等。 A．电风扇、洗衣机工作时，主要将电能转化为机械能，只有少部分电能转化为内能，故AB不符合题意； C．电饭锅是纯电阻用电器，工作时将消耗的电能全部转化为内能，故C符合题意； D．电视机工作时，主要将电能转化为光能和声能，只有一部分电能转化为内能，故D不符合题意。 故选C。 2．（2026·河北唐山·二模）如图所示，擦窗机器人底部装有真空泵和吸盘，当真空泵将吸盘内的空气抽出时，在________的作用下，它吸附在竖直玻璃上；擦窗机器人通电工作一段时间后，机身发热，这属于电流的________效应。 【答案】大气压 热 【解析】真空泵抽出吸盘内的空气后，吸盘内部气压远小于外界大气压强，在外界大气压的压力作用下，擦窗机器人被吸附在玻璃上； 用电器通电时，电流流过导体将电能转化为内能，导致导体发热，这种现象叫做电流的热效应，因此机器人工作后机身发热属于电流的热效应。 3．（2026·河南周口·三模）冬季使用电热暖手宝取暖，是利用电流的____效应；暖手宝的加热过程中，电能主要转化为_____能；使用时通过____的方式改变了人手的内能。 【答案】热 内 热传递 【解析】电流通过内部电热元件时会产生热量，电热暖手宝发热取暖正是利用了电流的热效应。 暖手宝在通电加热过程中消耗电能，使内部材料温度升高，将电能主要转化为内能储存起来。 使用时，温度较高的暖手宝将热量转移给人手，这种通过热量转移来增加手部内能的方式属于热传递。 角度02 焦耳定律公式应用与计算 1. 高频易错点：公式应用时单位不统一，导致计算错误；混淆纯电阻与非纯电阻电路的电热计算公式，误用推导公式；忽略通电时间的单位换算（如分钟换算为秒）。 2. 解题技巧：计算前统一单位，电流用安培、电阻用欧姆、时间用秒；先判断电路类型，纯电阻电路可灵活选用公式，非纯电阻电路只能用；注意题目中时间的单位换算，避免因单位错误导致结果偏差。 4．（25-26九年级下·全国·课后作业）如图是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压恒为6V，电阻为2Ω。闭合开关S，电阻丝温度升高，3s内产生的热量为___ J。 【答案】54 【解析】闭合开关S，通过电阻的电流 3s内电阻丝产生的热量为 5．（2026·广东深圳·二模）无人机的电动机在长时间飞行后会发热，这是因为电流的_____________效应。若电动机的线圈电阻为，正常工作时通过线圈的电流为，则线圈在内产生的热量为_____________J。 【答案】热 3000 【解析】电流通过导体时会产生热量，这种现象是电流的热效应，电动机发热是电流热效应的体现。 ，则线圈在内产生的热量为 6．（2026·西藏日喀则·三模）如图所示，电源电压恒定，，，滑动变阻器的规格是“  ”，电流表、的量程都是，电压表的量程是。只闭合开关，移动滑片，当电流表的示数为时，电压表示数为，求： (1)电源电压； (2)将滑片移到最右端，闭合所有开关，、的示数之比； (3)闭合所有开关，内产生的热量。 【答案】(1)12V (2)5︰8 (3)720J 【解析】（1）由图可知，当只闭合开关S，开关、断开时，与 串联，电流表测量整个串联电路的电流，电压表 V 并联在两端，测量两端的电压。由题可知，此时电流表的示数即电路电流，电压表示数即两端电压 根据欧姆定律，可得两端电压 在串联电路中，电源电压等于各部分电压之和，即 （2）将滑片移到最右端，闭合所有开关时，定值电阻被短路，与 全部阻值并联，电流表测量的电流，电流表测量总电流，电压表测电源电压。根据欧姆定律可得，通过的电流即电流表电流表的示数 通过的电流 所以干路电流，即电流表的示数 所以、的示数之比为 （3）由（2）可知，闭合所有开关，通过的电流为1A，根据焦耳定律可得，内产生的热量 角度03 电热的利用与危害防控 1. 高频易错点：混淆电热的利用与危害实例，无法准确判断生活中用电行为是否安全；忽略电热危害的防控措施，对安全用电常识掌握不牢固。 2. 解题技巧：牢记常见电热利用实例（各类电热器）和危害防控措施（散热、避免过载）；结合焦耳定律分析用电安全问题，如大功率用电器需用粗导线、不同时使用多个大功率用电器的原因。 7．（25-26九年级下·全国·课后作业）下列实例中，是利用电热的是（  ） A．电车行驶 B．电脑CPU附近的风扇 C．夏天潮湿的天气隔一段时间对电视通电 D．电视机后面的散热孔 【答案】C 【解析】A．电车行驶主要将电能转化为机械能，产生的电热是额外的无用能量，不属于利用电热，故A不符合题意； B．CPU工作产生的热量会损坏元件，风扇用于散热，属于防止电热危害，故B不符合题意； C．夏季空气潮湿，通电后利用产生的电热烘干电视机内的潮气，避免受潮损坏元件，属于利用电热，故C符合题意； D．电视机散热孔用于散出工作产生的多余热量，防止温度过高损坏电视，属于防止电热危害，故D不符合题意。 故选C。 8．（2026·山东济宁·二模）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．用电烙铁焊接 B．铺设发热电缆 C．打开电取暖器 D．电动机外壳安装散热片 【答案】D 【解析】A．电烙铁焊接是利用电流产生的热量熔化焊锡，完成焊接，属于利用电热，故A不符合题意； B．铺设发热电缆是利用电流产生的热量取暖，属于利用电热，故B不符合题意； C．打开电取暖器是利用电流产生的热量取暖，属于利用电热，故C不符合题意； D．电动机工作时，电流通过线圈会产生多余的热量，温度过高会损坏电动机，安装散热片是为了加快散热，防止电热带来危害，故D符合题意。 故选D。 9．（25-26九年级下·全国·课后作业）如图所示，在利用鸡苗孵化器孵化鸡蛋时，通过导体放出的电热对鸡蛋进行加热，该过程_____（选填“利用”或“防止”）电热。 【答案】利用 【解析】鸡苗孵化器需要导体放出的热量提供合适的温度来孵化鸡蛋，正是对电热的利用。 【例1】（2026·广西·中考真题）如图，导体a和b串联接在电路中，通电一段时间后，若a产生的热量比b的多，则（     ） A．a的电流比b的大 B．a的电流比b的小 C．a的电阻比b的大 D．a的电阻比b的小 【答案】C 【解析】导体和串联接在电路中，则通过导体和的电流相等，通电时间相同，由可知，产生的热量比的多，则的电阻比的大，故选C。 【变式1-1】（2026·四川广元·中考真题）研究表明，不同材料导电性能不同，应用的场景也不相同。下列情景中所选材料合理的是（     ） A．电烤火炉的发热丝用超导材料更好 B．手机芯片主要是半导体材料 C．高压输电线应选用电阻大的导体材料 D．保险丝用绝缘体材料 【答案】B 【解析】A．电烤火炉的发热丝依靠电流的热效应工作，而超导材料电阻为0，通电不会产生热量，不能用来制作发热丝，故A不符合题意； B．半导体的导电性介于导体和绝缘体之间，是制造芯片、集成电路的核心材料，手机芯片主要由半导体材料制成，故B符合题意； C．高压输电线需要减少输电过程中的电能损耗，根据焦耳定律，相同条件下导体电阻越小，发热损耗越少，因此高压输电线应选用电阻小的材料，故C不符合题意； D．保险丝需要导通电流，并且在电流过大时发热熔断，因此必须用电阻率大、熔点低的导体制作，故D不符合题意。 故选B。 【变式1-2】（2026·黑龙江·中考真题）如图，“全液冷超级充电桩”的最大输出功率可以达到600 kW，15 min就可充满一辆电车。如果用输出功率是30 kW的普通充电桩，充满该电车则需要________h。超级充电桩最大输出电流为600 A，你认为该充电桩的输电线缆应该比普通充电桩的输电线缆要更________（选填“粗”或“细”）一些。 【答案】 粗 【解析】全液冷超级充电桩的充电时间 充电量 由于充电量相同，根据，可得 超级充电桩输出电流远大于普通充电桩，根据焦耳定律，相同时间内，电流越大，导线产生的热量越多；为了减少导线发热，需要降低导线电阻。又因为在材料和长度一定时，横截面积越大，导线的电阻越小，所以该充电桩的输电线缆应该比普通充电桩的输电线缆更粗一些，以减小电阻。 【例2】（2026·安徽·中考真题）一款便携式加热坐垫的简化电路如图所示，、均为发热电阻，通过控制开关、的通断，实现“速热”和“保温”两挡加热功能。查阅该坐垫的说明书得知：电源电压为，“速热”挡功率为，“保温”挡功率为。在该坐垫正常工作的状态下，求： + (1)的电阻； (2)选择“保温”挡工作时，通过电阻的电流； (3)选择“速热”挡通电1 min，电阻产生的热量。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）分析电路可知，只闭合开关时，单独工作，此时总电阻较大，根据，总功率较小，为保温挡； 开关、均闭合时，、并联，此时总电阻较小，根据，总功率较大，为速热挡。 所以的电阻为 （2）选择“保温”挡工作时，通过电阻的电流为 （3）选择“速热”挡时，电阻的功率为 则通电1 min，电阻产生的热量为 【变式2-1】（2026·四川南充·中考真题）如图是某学校科技小组设计的一个可照明、可加热多功能仪器简化电路图。已知小灯泡L标有“12V  12W”字样，发热电阻R1的阻值恒为27Ω，电源电压恒定不变，闭合开关S。当开关S1接a点时，调节滑动变阻器R2，使小灯泡L正常发光，此时R2的电压为3V，则电源电压为___________V；当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，R1工作10min产生的热量为___________J。 【答案】15 4050 【解析】当开关S1接a点时，L 与 R2 ​串联，此时小灯泡L正常发光，小灯泡正常发光时的电流 根据串联电路电压特点，可知电源电压 此时滑动变阻器R2接入电路中的阻值 当开关S1接b点时，保持滑动变阻器滑片P位置不变，电路中的电流 R1工作10min产生的热量 【变式2-2】（2026·新疆·中考真题）如图所示的电路，，。闭合开关S，电阻两端的电压。求： (1)电路中电流的大小； (2)电源两端的电压； (3)电路工作2 min产生的热量。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1） 由电路图可知，与串联，电流表测电路电流，根据串联电路电流处处相等可得，电路中的电流 （2）两端电压 则电源电压 （3）电路工作2 min产生的热量 【变式2-3】（2026·内蒙古·中考真题）内蒙古某机场为防止积雪压损航站楼，在面积为4000m2的航站楼顶部（可视为平面），均匀铺设多段规格相同的电热丝用于融雪。各段电热丝并联连接，正常工作电压为，每段电热丝电阻为，融雪过程中电热丝产生热量的70%被周围的雪吸收。某次雪后，航站楼顶部雪的厚度均为2cm，电热丝开始正常工作，10min将周围的雪的温度从-10℃升至-5℃。雪的密度取，雪的比热容取。求 (1)通过每段电热丝的电流； (2)10 min内每段电热丝周围的雪吸收的热量； (3)为使覆盖航站楼顶部的雪在10 min内均从-10℃升至-5℃，至少需要铺设多少段电热丝。 【答案】(1)1A (2) (3)1000段 【解析】（1）各段电热丝并联连接，所以各支路电压相等，都等于电源电压，则通过每段电热丝的电流 （2）工作时间 10min内每段电热丝产生的热量 则雪吸收的热量 （3）雪的厚度 雪的体积 雪的总质量 雪的温度变化 雪吸收的总热量 电热丝段数 【例3】（2026·江苏扬州·中考真题）石墨烯发热膜可看作电阻。如图是某款石墨烯智能发热护具，其发热膜电阻R为5Ω。该发热护具有保暖和理疗两种工作模式。 保暖：供电电压U1为2.5V，低功率运行； 理疗：供电电压U2为5V，高功率运行。 求： (1)保暖模式下，电路中的电流大小和发热膜功率大小。 (2)在保暖和理疗模式下各工作5min，发热膜产生的热量之比。 【答案】(1)， (2) 【解析】（1）保暖模式的电流 发热膜功率： （2）已知两种模式工作时间相同，电阻不变，因此热量之比为 即保暖和理疗模式下发热膜产生的热量之比为。 【变式3-1】（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。 【解析】（1）只闭合开关S1时，只有R1接入电路，根据得低温挡的电流 （2）根据得产生的热量 （3）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。 【变式3-2】（2026·重庆·中考真题）家用电饭煲的“低糖饭”功能越来越受到人们的青睐，其工作过程包含“煮沸—沥汤—蒸熟—保温”四个阶段，其中沥汤阶段靠重力完成，不消耗电能。某电饭煲内部简化电路如图甲所示，R1、R2为加热电阻丝（R1＞R2），S为总开关，S1、S2为挡位自动切换开关，正常工作时煮“低糖饭”过程中加热电功率随时间变化关系如图乙所示。求： (1)蒸熟阶段的电流； (2)煮沸阶段产生的热量； (3)电阻丝R1的阻值。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）根据电功率公式 ，可得蒸熟阶段的电流 （2）煮沸阶段产生的热量 （3）因为 ，电源电压 一定，根据 可知， 的电功率 小于 的电功率 ；又因为并联电路总功率等于各支路功率之和，所以煮沸时 、 同时工作，蒸熟时只有 工作，则 的电功率 根据 ，电阻丝 的阻值 【变式3-3】（2026·甘肃武威·中考真题）小新的父亲患有“老寒腿”，膝盖遇冷常常感到酸痛不适。小新利用所学电学知识，为父亲设计了一款智能发热护膝，如图甲所示，其电路原理图如图乙所示。其中，电源电压恒为，定值电阻、均为发热电阻，的阻值为。通过开关、可实现低温、中温、高温三挡调节。低温挡时，护膝的发热功率为。请根据以上信息，解答下列问题： (1)调至低温挡时，开关应________（选填“断开”或“闭合”），开关应与触点_____（选填“”或“”）连接； (2)定值电阻的阻值是多少？ (3)护膝在高温挡持续正常工作0.5 h后，调至中温挡继续工作1.5 h，2 h内共产生多少热量? 【答案】(1)断开 (2) (3) 【解析】（1）根据公式 ，电源电压恒定，低温挡功率最小，对应总电阻最大。 当断开、接时，与串联，总电阻最大，功率最小，处于低温挡。 （2）低温挡工作时，电路中的总电阻为 定值电阻的阻值为   （3）当闭合、接时，与并联，总电阻最小，功率最大，处于高温挡。 此时的功率为    当闭合、断开时，电路中只有，处于中温挡。 此时的功率为    则内产生的热量为 ⚡基础速刷 1．（24-25九年级上·四川宜宾·阶段检测）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电热水壶 B．洗衣机 C．电冰箱 D．电视机 【答案】A 【解析】利用电流热效应工作的用电器主要将电能转化为内能； A．电热水壶主要是把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故A符合题意； B．洗衣机是利用电动机带动工作的，主要将电能转化为机械能，故B不符合题意； C．电冰箱利用电动机带动工作，主要将电能转化为机械能，故C不符合题意； D．电视机主要是把电能转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。 故选A。 2．（25-26九年级上·云南曲靖·阶段检测）两个电阻和，且，将它们串联在电路中，相同时间内产生的热量之比为（     ） A．1∶2 B．2∶1 C．1∶4 D．4∶1 【答案】B 【解析】在串联电路中，通过各个用电器的电流是相等的，即，同一电路通电时间相同，根据焦耳定律可得，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。 3．（2026·湖北荆州·二模）超导材料不能用来制作的是（     ） A．远距离输电线 B．磁悬浮列车线圈 C．电饭锅发热丝 D．超导储能装置 【答案】C 【解析】超导材料电阻为0，通电不会发热，电热类器件不能用超导制作，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。 4．（25-26九年级上·安徽宿州·阶段检测）央视节目《是真的吗》中，主持人做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中、和段等长。戴好防护手套，将锡纸条两端连接电池正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列说法正确的是（     ） A．最先着火的是段，因为这里的电流最大 B．通过、、段的电流相等，但是段电阻最大，相同时间内产生的热量最多 C．电流通过、、段相同时间产生的热量相同 D．通过段的电流最小，但是段电阻最大，相同时间内产生的热量最多 【答案】B 【解析】锡纸条各段串联，通过ab、bc、cd段的电流相等。ab段横截面积最小，材料和长度相同，故ab段电阻最大。由 可知，在电流和通电时间相同时，ab段产生的热量最多，故B正确。 故选B。 5．（2025九年级上·江苏泰州·专题练习）电动机将电能转化为机械能和内能，一台电动机额定电压为220V，额定电流为5A，线圈电阻为1Ω，它正常工作10s，则电流产生的热量和转化成的机械能分别为（     ） A．250J  10950J B．11000J  10950J C．250J  10750J D．48400J  1100J 【答案】C 【解析】由焦耳定律得，电流产生的热量为 电动机消耗的总电能为 转化的机械能为 故选C。 6．（2026·湖北武汉·三模）图甲为某品牌家用空气炸锅，空气炸锅在工作时通过电动机向内部吹风，借助空气的循环达到迅速升温的目的，电动机上标有“220 V，11 W”字样。空气炸锅内部部分简化电路如图乙所示，其额定电压为220 V。发热元件为和两个定值电阻，阻值分别为和。S为定时开关，通过调节开关和（是单刀双掷开关），可实现高温档、中温档和低温档三个挡位的切换。下列说法正确的是（     ） A．电动机正常工作时的电阻是 B．闭合定时开关S，断开开关，接a端时为高温挡 C．闭合定时开关S，闭合开关，接a端时，电路1 min内产生的热量为27720 J D．空气炸锅在正常工作时，电路中的总功率最大为1331 W 【答案】D 【解析】A．若电动机是纯电阻，正常工作时的电阻是，但电动机是非纯电阻，电能转化为机械能和内能，欧姆定律不使用，则，因此电阻不是，故A错误； BC．闭合定时开关，断开开关，接端时，和串联，总电阻最大；闭合定时开关，断开开关，接端时，和都没有接入电路；闭合定时开关，闭合开关，接端时，被短路，只有接入电路；闭合定时开关，闭合开关，接端时，和并联，总电阻最小，电源电压不变，由可知，总电阻越大，功率越小，闭合定时开关，断开开关，接端时为低温挡； 闭合定时开关，闭合开关，接端时，与电动机并联，产生的热量 电动机消耗的电能 电路消耗的电能 由于电动机为非纯电阻，电路产生的热量小于，故BC错误； D．由前面分析可知，闭合定时开关，闭合开关，接端时，和并联，电路的总电阻最小，由可知，总功率最大，电路中的总功率最大为，故D正确。 故选D。 7．（2026·江苏南通·二模）如图，相同容器中装有相同质量的水，用不同电加热器在相同电压下工作，忽略散热损失，若将甲、乙容器中的水均从20℃升温至40℃，所需时间分别为2min和3min，则下列说法正确的是（     ） A．加热器的电阻之比为 B．升高相同温度，水吸热之比为 C．吸收相同热量，水的末温之比为 D．加热相同时间，水吸收的热量之比为 【答案】A 【解析】A．忽略散热损失，两容器中水的质量相同，升高相同温度，水吸热相等，根据焦耳定律可得 故A正确； B．两容器中水的质量相同，升高相同温度，由可知，水吸收的热量相等，即水吸热之比为，故B错误； C．两容器中水的质量相同，由可得，吸收相同热量，水温的升高值相同，水的初温相同，则末温也相同，即水的末温之比为，故C错误； D．甲中水加热2min吸收的热量Q，则1min吸收的热量，乙中水加热3min吸收的热量Q，则1min吸收的热量，加热相同时间，水吸收的热量之比，故D错误。 故选A。 8．（2026·广东广州·二模）如图是某电加热器的简化电路，有高温挡和低温挡两种挡位。电源电压恒为，和为发热电阻，。闭合开关后，通过开关置于1或2可以选择不同挡位，当置于2时，电路总功率为44W。下列说法中正确的是（     ） A．和可以由超导材料制成 B．闭合后，当置于2时，与串联 C．闭合后，当置于1时，处于低温挡位 D． 【答案】D 【解析】A.  超导材料的电阻为，根据焦耳定律公式，电阻为时不会产生热量，无法作为发热电阻，故A错误； BD.  ​置于时，​被短路，电路中只有​接入，此时电路总功率，且电源电压，则的阻值 故B错误、D正确； C.  ​置于时，和​并联接入电路，电路总电阻较小（并联电路的总电阻小于电路中任意一个支路的电阻），根据电功率推导公式，电源电压保持恒定时，电路总电阻越小，电路总功率就越大，则此时电加热器处于高温挡位，故C错误。 故选D。 9．（2026·安徽合肥·二模）小明同学设计了如图所示的电路，验证电阻消耗的电能与水吸收的热量是守恒的。实验中电源电压不变，装置气密性良好。以下说法合理的是（     ） A．实验中使用搅拌器是为了使内筒中水温上升得慢些 B．温度计玻璃泡内的液体利用比热容较大的液体显示温度变化更明显 C．相同时间内要使电阻丝产生的热量更多，应在内筒再串联一个相同阻值的电阻丝 D．实验中改变水的内能是利用了热传递的方式 【答案】D 【解析】A．实验中搅拌器的作用是使内筒中的水受热均匀，使水温一致，不是让水温上升变慢，故A错误； B．相同质量的液体吸收相同热量时，比热容越小的液体温度变化更明显，更方便显示温度变化，因此温度计玻璃泡内的液体需要比热容较小的液体，故B错误； C．电源电压不变、通电时间相同时，根据焦耳定律推导公式，串联电阻后总电阻变大，总产生的热量会更少，故C错误； D．电阻丝通电将电能转化为内能发热，热量从电阻丝传递给水，因此是通过热传递的方式改变水的内能，故D正确。 故选D。 10．（2026·陕西宝鸡·二模）如图所示为一款利用高温水蒸气熨烫衣服的便携式挂烫机，它的正常工作电压为220 V，有高、低两个加热挡位。设计师最初设计的内部电路有如图所示的甲、乙两种接法，其中电热丝，，熔断器的电阻忽略不计。下列说法正确的是（     ） A．图甲中开关旋转至“1、2”触点之间时，电路处于低挡位 B．图甲电路中高挡位加热1 min可产生48400 J的热量 C．图甲和图乙中低挡位电功率之比为26∶15 D．若熔断器允许通过的最大电流为8A，则设计师应选择图甲电路 【答案】D 【解析】A．图甲中开关旋转至1、2触点之间时，被短路，只有接入电路，总电阻，电阻最小，根据，功率最大，为高挡位，故A错误； B．图甲高挡位只有工作， 产生的热量，故B错误； C．图甲低挡位、串联，总电阻 图乙低挡位只有大电阻接入，功率比 故C错误； D．图甲最大电流（高挡位）：，符合要求； 图乙最大电流（、并联）： 超过熔断器允许电流，不符合要求； 因此应选择图甲电路，故D正确。 故选D。 11．（24-25九年级上·北京海淀·期中）实验发现，灯泡两端电压越大，电流越大，灯泡越亮。该过程是通过电流做功将电能转化为___________能。当电压超过一定限值，灯泡就烧坏了。灯泡被烧坏本质上是电流的___________效应使灯丝（钨）熔化，电路断路。 【答案】内能和光 热 【解析】白炽灯工作时，电流做功，电能转化为内能和光能，灯丝发热发光；电流通过导体产生热量，属于电流的热效应；电压过高，产生热量过多，达到钨丝熔点，钨丝熔化，造成断路。 12．（2026·河南周口·三模）家用立式电暖器额定功率2200W，正常工作1h消耗电能___________kW·h；电暖器工作时电源线明显发热，依据焦耳定律，在电流、通电时间相同时，导线___________越大产热越多。 【答案】2.2 电阻 【解析】 电暖器正常工作时功率等于额定功率即 根据可得，其工作1h消耗的电能 根据可知， 当电流、通电时间相同时，产生的热量与电阻成正比，因此导线电阻越大，产热越多。 13．（24-25九年级上·广东汕头·阶段检测）一台电动机正常工作时，两端的电压为，通过线圈的电流为，若此线圈的电阻为，则这台电动机内产生的热量是___________，这台电动机的功率是_________，内电流做的功是______________ 。 【答案】12000 2200 132000 【解析】[1]时间 根据焦耳定律，这台电动机内产生的热量 [2]电动机的总功率： [3]1min内电流做的功 14．（25-26九年级上·山东济宁·期末）小明在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，用甲、乙两个完全相同的烧瓶装入质量相等的煤油，且分别插入两只相同的温度计，组装成如图所示的电路。已知两个烧瓶中电热丝A、B的电阻分别为、。 (1)利用如图所示的装置及电路图进行探究，目的是为了控制______相同；甲、乙两瓶装有质量相同的煤油，其目的是可以用______反映电热丝放出的热量。 (2)闭合开关一段时间后，小明发现甲、乙两瓶中温度计示数均无变化。为了排除电路故障，他用量程为0~3V的电压表进行检查判断。他将电压表的正接线柱与a接线柱连接，当电压表的负接线柱分别与b、c、d、e、f连接时都无示数，与g、h、i连接时示数都达到了最大值，若电路中只有一处故障，根据以上信息可判断出哪处发生了什么故障：______。 (3)某实验小组利用如图所示的五个阻值均为5Ω的电阻（其中乙容器中两个5Ω的电阻首尾相连）和三个封闭有等量空气的透明容器，探究“电流通过导体产生热量的影响因素”实验，若不计热量损失，通电后三个容器中的空气吸收的热量，最多的是最少的______倍。 【答案】(1)电流和通电时间 温度计升高的示数 (2)电热丝B断路 (3)8 【解析】（1）由图可知，两电热丝串联，根据串联电路的特点，电流和通电时间处处相等，本实验探究电流产生热量与电阻的关系，因此控制电流和通电时间相同。 实验采用转换法，煤油质量相同，根据，吸收热量越多，温度升高越多，因此用温度计升高的示数反映电热丝放出的热量。 （2）电压表正接线柱接电源正极，若负接线柱接某点后无示数，说明该点与电源负极间断路；若示数等于电源电压（最大值），说明该点与负极通路。 题目中，负接线柱接都无示数，接都为电源电压，说明断路在最后一个无示数点和第一个有示数点之间，是B电热丝的两个接线柱，因此故障是B电热丝断路。 （3）通过甲、乙容器中电阻的电流相等，且大于通过丙中容器中电阻的电流，而10Ω大于5Ω，根据可知，不计热量损失，通电后比较三个容器，在相同时间内乙容器中空气吸收的热量最多； 设通过甲、乙容器中电阻的电流都为I，根据并联电路电压的规律及欧姆定律可知，通过丙中两电阻的电流相等，由串联和并联电路电流的规律可知，通过丙中容器电阻的电流为，根据可知，丙容器中电阻丝产生的热量最小，根据可知，乙容器空气吸收的热量与丙容器吸收的热量之比为 15．（2026·新疆乌鲁木齐·二模）如图所示的电路，定值电阻R1的阻值为15，定值电阻R2的阻值为30，闭合开关S后，电流表A的示数为0.20A求： (1)电阻R1两端的电压； (2)电源电压： (3)整个电路在1min内产生的热量。 【答案】(1)3V (2)9V (3)108J 【解析】（1）电阻两端的电压 （2）电源电压 （3）整个电路在1min内产生的热量 16．（25-26九年级上·江苏宿迁·阶段检测）“围炉煮茶”火遍全网，是现下最流行的休闲方式之一。图甲为某品牌家用电茶炉，其内部简化电路如图乙所示，R1和R2是电热丝，该电茶炉可以实现“保温”“小火”和“大火”三个挡位的切换。已知“保温”挡功率为242W，“小火”挡功率为484W。 (1)小火挡时电流； (2)R1的阻值为多大？ (3)该电茶炉在“大火”挡工作产生的热量是多少？ (4)某次煮茶时“大火”挡烧开同样一壶水的时间和正常工作用时之比为121:100，则实际电压为多少？ 【答案】(1)2.2A (2)100Ω (3) (4)200V 【解析】（1）家庭电路电源电压，根据，电压U不变时，总电阻越大，总功率越小：当断开、接b时，与串联，总电阻最大，总功率最小，为保温挡；当闭合、接b时，被短路，只有接入电路，总电阻居中，总功率居中，为小火挡；当闭合、接a时，与并联，总电阻最小，总功率最大，为大火挡； 根据电功率公式，可得小火挡电流 （2）小火挡只有接入电路，根据，的阻值 （3）保温挡时、串联，总电阻 根据串联电阻规律，得的阻值 大火挡时、并联，并联电路总功率等于各支路功率之和，因此大火挡总功率 电茶炉是纯电阻电路，产生的热量等于消耗的电能，因此该电茶炉在“大火”挡工作产生的热量 （4）烧开同一壶水，需要的热量相同，不计热量损失，则电茶炉产生热量相等，即，整理得，已知，代入得 因此，已知，所以实际电压为 🚀能力跃升 17．（2026·河南洛阳·一模）如图甲所示的电热加湿器，其内部结构及电路简图如图乙所示，通电后，发热电阻使加热仓中的水沸腾变成水蒸气喷出，增加环境湿度。已知水的比热容为，密度为，沸点为则下列说法错误的是（     ） A．电热加湿器的工作原理是电流的热效应 B．加热仓中的水吸热汽化变成水蒸气 C．加热仓内的水从加热至沸腾，吸收的热量为 D．电热加湿器产生的热量全部被水吸收 【答案】D 【解析】A．电热加湿器依靠发热电阻将电能转化为内能加热水，工作原理是电流的热效应，故A正确； B．液态水吸热变为气态水蒸气，这个过程属于汽化，故B正确; C．水的质量 吸收热量 故C正确； D．实际工作中，电热产生的热量会被加热仓吸收、还有部分散失到空气中，不可能全部被水吸收，故D错误。 本题选说法错误的，故选D。 18．（2026·山东德州·二模）如图所示是公司设计的“家用燃气报警器”检测原理电路图，电源电压为12V，R是阻值可以调节的变阻器，是气敏传感器（即气敏电阻），当燃气浓度升高到一定数值时，与B、C两点相接的报警装置的电压就会升高，当其电压升高到一定值时，就会发出报警信号。某次调试中，若R的阻值调整为20Ω，当天然气浓度达到时，气敏电阻为10Ω，燃气报警器报警。下列说法正确的是（　　） A．气敏传感器阻值随燃气浓度升高而增大 B．燃气浓度升高时，电路中的电流减小 C．燃气报警器报警时，通电1min电路产生的热量为288J D．燃气报警器报警时，电路中的电流为0.5A，R两端的电压为9V 【答案】C 【解析】由图可知，气敏电阻R1与变阻器R串联，报警装置并联在R两端。 AB．由题意可知，当燃气浓度升高时，R两端电压（报警装置电压）升高，R阻值不变，由可知，电路电流变大。电源电压不变，由可知，总电阻减小，因此气敏电阻R1的阻值随燃气浓度升高而减小，故AB错误； C．报警时，总电阻 电路产生的热量，故C正确； D．报警时电路电流，R两端电压，故D错误。 故选C。 19．（25-26九年级上·山东淄博·期末）“探物”小组找来定值电阻、声敏电阻R、电流表、开关、学生电源等器材，设计了可用电流表的示数来反映噪声强弱的装置。R的阻值随声音强弱变化的关系如图甲所示，该装置电路如图乙所示。在某次测试中，当噪声为时，电流表示数为；当噪声为时，电流表示数为。下列选项正确的是（     ） A．阻值是 B．噪声为时，通电，电流通过声敏电阻R产生的热量为 C．噪声为时，电路消耗的电功率为 D．当电流表示数为时，噪声强度为 【答案】C 【解析】A．由图乙可知，与声敏电阻串联，电流表测量电路电流，结合图甲可知，噪声为时，，电流；噪声为时，，电流。 根据串联电路特点和欧姆定律，电源电压满足 联立两式解得，。故A错误； B．噪声为时，由图甲得，总电阻 电路电流 通电，产生的热量 ，故B错误； C．噪声为时，电流，电路总功率 ，故C正确； D．电流表示数为时，总电阻 声敏电阻阻值 由图甲可知，对应噪声强度为，故D错误。 故选 C。 20．（2026·安徽合肥·一模）如图是一个玩具汽车上的控制电路，小强对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，电动机正常运转，下列分析正确的是（　　） A．电源电压为8V B．电路中的电流为4A C．1min电动机消耗的电能为1440J D．电动机正常工作的效率为87.5% 【答案】D 【解析】A．由电路图可知，电动机与保护电阻R串联，电压表V1测电源电压，示数为6V，故A错误； B．电压表V2测R两端的电压，示数为2V，那么通过它的电流 串联电路中电流处处相等，故电路中的电流为0.5A，故B错误； C．电动机两端的电压为 1min电动机消耗的电能为 故C错误； D．电动机线圈产生的热量为 输出的机械能为 电动机正常工作的效率为 故D正确。 故选D。 21．（2026·四川眉山·中考真题）如图是一种电热水壶工作电路的示意图，其中和是用来加热的电阻器，S1是总开关，S2是挡位开关，相关参数如表格所示。当开关S2接1时，电热水壶工作126s所产生热量被质量为1kg、初温20℃的水吸收（不计热量损失）。。下列说法正确的是（     ） 额定电压 220V 额定加热功率 1000W 额定保温功率 55W A．的阻值是48.4Ω B．水的末温是30℃ C．电热水壶处于保温状态时，消耗的功率为55W D．当开关接2时，在100s内产生的热量是5197.5J 【答案】D 【解析】由题意知，当开关接1时，只有接入电路，总电阻最小，电源电压不变，根据，此时功率最大，为加热挡；当接2时，与串联，总电阻最大，功率最小，为保温挡。 A．加热挡只有接入，由得，的阻值为 当处于保温挡时，与串联，电路总电阻 的阻值为，故A错误； B．接1时，电热水壶产生的热量 不计热量损失 由得，水温变化 水的末温，故B错误； C．保温挡电路电流 消耗功率，故C错误； D．接2时，处于保温挡，电流，，内产生的热量，故D正确。 故选 D。 22．（2026·四川南充·中考真题）（多选）中国某新能源车企攻克了“充电慢”的世界性难题。设新能源汽车当前储存电能占充满电状态时的百分比为D，充电桩的充电功率P会随电池D的变化而变化。某电池容量为100 kW·h的车从D为10%开始充电，P与D的关系如图所示，假设全程充电效率η恒定不变，电池电阻不变，不计充电线的电阻。已知D从10%增至20%所需时间为t1，从20%增至60%所需时间为t2，从60%增至100%所需时间为t3，当D达到60%时充电桩显示的部分即时信息如下表。充满后，立即停止充电。下列说法正确的是（　　） 充电电压（V） 1000 充电时长（min） 6 充电度数（kW·h） 62.5 充电费用（元） 75 A．该新能源汽车本次充电效率η为80% B．该新能源汽车电池的电阻为2.5Ω C．当t1∶t3=1∶4时，则本次充电总时长为15 min D．该新能源汽车本次充满电总费用为108元 【答案】AC 【解析】A．从到，电池需要储存的有用电能为 充电桩输入总电能 充电效率 故A正确； B．时充电功率 由得充电电流 发热功率 得 故B错误； C．从到，有用电能 输入电能 这段功率恒定，故时间 由题意，到总充电时长为，得 已知，则 总时长 故C正确； D．电价为 充满电总输入电能 总费用 故D错误。 故选AC。 23．（2026·四川凉山·中考真题）已知某型号电热水壶的额定电压为220V，加热电阻为48.4Ω，接入家庭电路中正常工作。将质量为2kg，初温为15℃的水加热200s，加热效率为84%，电热水壶产生的热量为______J，水上升的温度为______℃。[] 【答案】 20 【解析】 电热水壶为纯电阻用电器，产生的热量等于消耗的电能 水吸收的热量 水上升的温度 24．（2026·江苏常州·一模）在探究“影响电流热效应的因素”实验中。 (1)小明用如图甲所示电路，将、、的3根电阻丝分别浸没在___________相等的煤油中，并在烧瓶内安装并插入一支温度计，该 实验通过比较液体___________的变化，来比较电阻丝产生的热量多少。 (2)按电路图甲，连接实物图乙__________。开关闭合前，滑动变阻器的滑片P应置于________（A/B）端。 (3)只闭合开关S、S1，调节滑动变阻器R0，使电流表的示数为1.5A，记录数据如表1所示。 表1 通电时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃ 20 24 28 32 36 由表1数据得到的结论是________。 (4)为探究电流通过电阻产生的热量与电阻的关系，实验操作步骤是： ①___________，调节滑动变阻器R0，使电流表的示数为1A； ② 记录经过不同时间，电阻丝R2、R3所在容器中液体的温度值； ③ 记录数据如表2所示。 表2： 通电时间/min 0 1 2 3 4 温度/℃ 电阻丝R2 20 22 24 26 28 电阻丝R3 20 21 22 23 24 由表2数据得到的结论是___________。 (5)由表1和表2的数据，你还可以得到结论________， 理由是________。 【答案】(1)质量 温度 (2) B (3)在电流和电阻一定时，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多 (4)只闭合开关S、，断开 在电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多 (5)在电阻和通电时间一定时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多 与电阻相等，相同通电时间下，电流越大，煤油温度升高越多，说明产生热量越多 【解析】（1）本实验用到控制变量法，需要控制煤油的初始质量相等；用到转换法，通过煤油温度的变化来间接反映电阻丝产生热量的多少。 （2）由图甲可知，开关S、滑动变阻器和电流表在干路上，开关与在同一条支路上，开关与和在同一条支路上，滑动变阻器左边部分接入电路，由后面小问中的数据可知电流表接的是0~3A的量程；开关闭合前，滑动变阻器需要调至最大阻值处保护电路，滑动变阻器接左下接线柱，滑片移到B端时接入电阻最大，因此滑片置于B端。 （3）本实验中电阻不变、电流不变，由数据可知通电时间越长，煤油温度升高越多，因此可得结论在电流和电阻一定时，通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。 （4）探究热量与电阻的关系，需要控制电流和通电时间相同，因此将和串联接入电路，操作是只闭合S、，断开；由表格数据可得，电流和通电时间相同时，电阻越大温度升高越多，因此可得结论在电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。 （5）对比表1和表2，和电阻相同、通电时间相同，电流更大的电阻丝让煤油升温更高，因此可得出结论电阻和通电时间一定时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。 25．（2026·陕西·中考真题）小明和小华在老师的指导下，开展电路设计实践活动。他们计划设计一个电热器工作电路，电路中只用到两根电热丝、两个单刀单掷开关和若干导线，不考虑温度对电热丝阻值的影响。请规范使用电路元件符号：电热丝用符号“”表示，单刀单掷开关断开时用符号“”表示。 (1)电热器是利用电流的________效应工作的。 (2)小明和小华设计的电路需满足如表1所示的功能。 表1 工作电压U/V 开关状态 工作挡位 电功率P/W 220 （交流电） 闭合S1、S2 挡位1 2200 只闭合S1 挡位2 440 只闭合S2 不工作 ①小明和小华共同完成了两种不同的设计方案，请你在图-1的虚线框内画出他们设计的电路图，并标出两根电热丝的阻值大小________。 ②分析电热器在“挡位2”正常工作时的电流大小为________A。 (3)小明和小华进一步研究，从用电安全和使用功能等方面对电路的设计方案进行了优化，在原有电路元件的基础上，只增加了一个熔断器（接入电路时处于通路状态，电路短路时会自动断开），用符号“”表示，实现了如表2所示的功能。请你在图-2的虚线框内画出新设计的电路图，并计算第3个挡位的工作功率P3为多少？（写出必要的计算过程） 表2 工作电压U/V 开关状态 工作挡位 电功率P/W 220 （交流电） 状态1 挡位1 2200 状态2 挡位2 440 状态3 挡位3 P3 【答案】(1)热 (2) 2 (3)； 【解析】（1）电热器是将电能转化为内能的仪器，其工作原理是电流的热效应。 （2）根据 ，可得挡位1的电阻 挡位2的电阻 方案一，若两电阻串联，作为总开关，用于短路其中一个串联的电阻。 当只闭合时，两个电阻（和 ）串联，对应挡位2。所以 ① 当和都闭合时，将电阻短路，只有工作，对应挡位1，所以 ② 根据①②两式，可得。 方案二，若两电阻并联，根据题意，作为总开关，控制其中一个并联支路。 当只闭合时，只有一个电阻（）工作，功率较小，对应挡位2。所以 当和都闭合时，两个电阻（和）并联，功率较大，对应挡位1。并联电路的总功率等于各支路功率之和，即 就是挡位2的功率，为440W。所以 电阻。 在“挡位2”时，电热器的工作电压 ，功率 根据，可得电流。 （3）根据题意，为了用电安全及电路元件不变的情况下，熔断器必须串联在干路的火线上，选择两电阻并联，即方案二，由表2及（2）问，当只闭合时，只有工作，对应挡位2，功率为440W；当两个开关都闭合时，两电热丝并联，对应挡位1，功率为2200W；当只闭合时，只有工作，对应挡位3，所以 26．（2026·山东东营·一模）清代《理瀹骈文》一书中有这样的记载：“临卧濯足，三阴皆起于足，足寒又从足心入，濯之所以温阴，而却寒也。”小华的奶奶坚持每天泡脚，他家的电热足浴盆内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统内部的电路简化图如图所示，通过将开关S置于不同的位置，可以实现“加热”和“保温”两种状态的变换，电阻丝R1和R2的阻值分别为555Ω和50Ω。 (1)当开关S接_________（选填“a”或“b”）位置时为加热挡。 (2)足浴盆处于保温挡时的功率。 (3)现将盆内1.1kg的水从20℃加热至42℃，所用时间为150s。已知水的比热容为4.2×103J/（kg·℃），求足浴盆加热时的热效率。 (4)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为3A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中10s所产生的机械能是多少? 【答案】(1)b (2) (3) (4) 【解析】（1）电源电压保持不变，根据电功率公式电路总电阻越小，功率越大，对应加热挡。当开关S接a时，与串联，当开关S接b时，只有接入电路，总电阻更小，功率更大，因此开关S接b时为加热挡。 （2）保温挡为开关S接a，与串联， 足浴盆处于保温挡时的功率 （3）加热挡功率 水吸收的热量 加热150s消耗的总电能 热效率 （4）电动机10s消耗的总电能 电动机线圈产生的热量 电动机产生的机械能 🌟思维挑战 27．（2025九年级上·江苏泰州·专题练习）如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2（电压表V2未画出）示数变化关系图像如图乙所示。下列说法正确的是（     ） A．电源电压为4V B．滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1∶1 C．灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J D．为使灯泡能正常发光且安全，滑动变阻器接入电路的阻值范围为0~35Ω 【答案】B 【分析】先根据滑片移动过程中各用电器两端电压的变化判断图像①、②对应的电压表，再选取图像中的两组数据，利用串联电路电压关系求出电源电压和定值电阻R1，最后分别利用电功率、焦耳定律及欧姆定律判断各选项。 【解析】由电路图可知，灯泡L、定值电阻R1、滑动变阻器R2串联，电压表V1测灯泡L两端电压，电压表V2测滑动变阻器R2两端电压。滑片向左移动时，R2接入电路的阻值减小，电路电流增大，灯泡L两端电压增大，故图乙中①为灯泡L的I-U图像，即电压表V1的示数变化图像；②为滑动变阻器R2的I-U图像，即电压表V2的示数变化图像。 A．由图像可读出两组数据以及由电源电压恒定，分别有 联立解得电源电压不是4V，故A错误。 B．滑片在最右端时，根据和可得定值电阻R1的电功率 灯泡的电功率 因此故B正确。 C．灯泡正常发光时，由图像可知定值电阻R1在1min内产生的热量 不是11.25J，故C错误。 D．灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，由图像可知根据串联电路电压关系可得 滑片在最右端时，滑动变阻器接入电路的阻值最大 因此R2的阻值范围为3Ω~35Ω，不是0~35Ω，故D错误。 故选B。 2 / 14 学科网（北京）股份有限公司 $