13.3 焦耳定律（分层作业）物理新教材沪科版（五四学制）九年级上册

**基本信息** 该同步练习以“焦耳定律”为核心，分A组巩固过关、B组能力进阶、C组思维拔高三层，实现从基础概念到综合应用再到实际问题解决的知识巩固路径，培养物理观念、科学思维与科学探究能力。 **分层设计** |层次|知识覆盖|设计特色| |----|----------|----------| |A组|电流热效应影响因素、焦耳定律公式、常见现象|基础选择/填空，如探究Q与R关系、简单热量计算，强化物理观念| |B组|串联电路热量比较、实验探究多因素影响|综合计算与实验题，如不同用电器热量对比、电路热量计算，提升科学思维| |C组|家电电路分析、远距离输电等实际应用|复杂情境题，如空气炸锅挡位计算、超导材料应用，培养科学探究与社会责任|

13.3 焦耳定律 目 录 A组 巩固过关 知识点1：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 知识点2：焦耳定律 知识点3：与电流热效应有关的常见现象 B组 能力进阶 C组 思维拔高 电流通过导体产生的热量与哪些因素有关知识点1 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 【解析】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 2．在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越_____，这段电阻丝产生的热量越多。 【答案】大 【解析】当电流和通电时间相同时，热量与电阻成正比，因此电阻越大，产生的热量越多。 3．如图所示，英国物理学家________，做了很多实验研究热与功之间的联系以及电流的热效应；研究电流的热效应时，由于有多个因素影响导体的发热，所以探究过程应采用________的科学探究方法。 【答案】焦耳 控制变量法 【解析】[1]英国物理学家焦耳做了很多实验研究热与功之间的联系以及电流的热效应，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即著名的焦耳定律。 [2]研究电流的热效应时，由于电流通过电热器产生的热量与电流、电阻和通电时间有关，即有多个因素影响导体的发热，所以，探究过程应采用控制变量法的科学探究方法。 4．（2026·广东茂名·模拟）如图所示，该装置可探究电流通过导体产生的热量与________的关系，通电一段时间后，通过观察________来比较两电阻产生热量的大小，这是运用了________法。 【答案】电流大小 U形管液面高度差 转换 【解析】该装置中，两个容器内的电阻R1、R2阻值相等，通电时间相同；R2和容器外的R3并联后，再与R1串联，因此通过R1和R2的电流大小不同，所以该实验探究的是电流通过导体产生的热量与电流大小的关系。 电流产生的热量无法直接观察，实验中是通过观察U形管两侧液面的高度差来比较两个电阻产生热量的多少。 把不易直接观测的热量转换为容易观测的液面高度差来研究，这种方法叫做转换法。 焦耳定律知识点2 5．（2025·黑龙江佳木斯·三模）小明家安装了一款电动晾衣架，其内部电动机的工作电压为220V，正常工作电流为2A，内部线圈电阻为5Ω。当其正常工作时，5秒内产生的热量为（　　） A．2200J B．100J C．440J D．50J 【答案】B 【解析】电流通过导体产生的热量为，故选B。 6．（25-26九年级上·云南曲靖·月考）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。 7．电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成______，跟导体的电阻成_____，跟通电时间成_____。这个规律叫作焦耳定律。表达式为_____。 【答案】正比 正比 正比 【解析】[1][2][3][4]英国物理学家焦耳做了大量的实验于1840年最先精确地确定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，这个规律叫做焦耳定律，可用公式表示。 8．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 9．（25-26九年级上·安徽六安·期末）我校某物理兴趣小组设计了一款泡沫切割器，主要由输出电压为3V的电源和阻值为6Ω的电热丝构成。则该切割器在正常工作时，电热丝1min时间内放出的热量是_________J。 【答案】90 【解析】切割器正常工作时，通过电热丝的电流为 电热丝1min内放出的热量  与电流热效应有关的常见现象知识点3 10．（2026·福建漳州·模拟）下图中的家用电器主要利用电流的热效应工作的是（     ） A．洗衣机 B．电暖器 C．笔记本电脑 D．台灯 【答案】B 【解析】A．洗衣机主要将电能转化为机械能，故A不符合题意； B．电暖器工作时主要将电能转化为内能，用来发热取暖，是主要利用电流的热效应工作，故B符合题意； CD． 笔记本电脑主要将电能转化为光能、声能，台灯主要将电能转化为光能，不是主要利用电流热效应工作，故CD不符合题意。 故选B。 11．（25-26九年级上·广西柳州·月考）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。 12．（25-26九年级上·山西临汾·期末）长期使用的电炉丝，其部分位置会变细，变细后容易被烧断。与电炉丝的其他位置相比，变细位置容易被烧断的原因是（     ） A．变细位置的电阻大 B．变细位置的电阻小 C．通过变细位置的电流大 D．通过变细位置的电流小 【答案】A 【解析】AB．根据电阻的影响规律：导体材料、长度不变时，横截面积越小，电阻越大，因此电炉丝变细位置的电阻比其他位置更大，结合焦耳定律：相同时间内电流相同时，电阻越大，产生热量越多，变细位置温度更高，因此更容易烧断，故A正确，B错误； CD．电炉丝的各部分是串联的，串联电路中各处电流相等，因此变细位置的电流和其他位置电流大小相同，故CD错误。 故选A。 13．生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成______，这种现象叫作________。 【答案】内能 电流的热效应 【解析】[1] 电流通过导体时，会将电能转化为内能，使导体温度升高，从而产生发热现象。 [2] 电流通过导体时电能转化为内能的现象，被称为电流的热效应，这是生活中许多用电器（如电暖器、电饭煲）的工作原理。 1．（2026·广西·中考）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。 2．（2026·天津静海·一模）如图，在农村灌溉水泵的供电线路改造中，工人将原来较细的铜芯导线，更换为相同长度但更粗的铜芯导线。这样做的目的是（     ） A．增大导线电阻，减少电能损耗 B．增大导线电阻，增加电能损耗 C．减小导线电阻，减小电能损耗 D．减小导线电阻，增加电能损耗 【答案】C 【解析】在材料和长度相同时，铜芯的横截面积越大，电阻越小；根据焦耳定律，在电流和通电时间相同时，导线电阻越小，产生的热量越少，电能损耗越小。 故选 C。 3．（25-26九年级上·江苏南京·月考）将规格都是“220V  400W”的一台电风扇、一台电视机和一把电熨斗分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　） A．电风扇产生的热量最多 B．电视机产生的热量最多 C．电熨斗产生的热量最多 D．三个用电器产生的热量一样多 【答案】C 【解析】三个用电器的额定功率均为400W，通电时间相同。根据公式 ，三个用电器消耗的电能相等。然而，不同用电器将电能转化为其他形式能量的比例不同：电风扇主要将电能转化为机械能，仅少量转化为热能；电视机将电能主要转化为光能，部分转化为热能；电熨斗是利用电流的热效应工作的，将电能转化为热能。因此，电熨斗产生的热量最多，而电风扇和电视机产生的热量较少。故C正确，ABD错误。 故选C。 4．标有“”和“”的两个定值电阻，串联起来接在的电路上，则它们在相同的时间内产生的热量之比为（     ） A． B． C． D． 【答案】C 【解析】两定值电阻的阻值 两电阻串联时电流相同、通电时间相同，则它们在相同的时间内产生的热量之比 故选C。 5．（25-26九年级上·河南驻马店·期末）如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。则下列说法正确的是（　　） A．如图是探究电流通过导体时产生的热量与电阻的关系 B．如图是探究电流通过导体时产生的热量与电压的关系 C．如图所示装置通电一段时间，左边U形管液面高度差更大 D．若将放入右边密闭容器内，通电一段时间右边U形管液面高度差更大 【答案】C 【解析】AB．该实验中，电阻相同，与并联，再和串联。所以通过的电流等于通过和的电流之和，所以，即电流不同，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系，不是与电阻或电压的关系， 故AB错误； C．根据焦耳定律，电阻相同、通电时间相同，所以，产生的热量更多，左边容器内空气膨胀更明显，左边U形管液面高度差更大，故C正确； D．若将放入右边密闭容器内，与并联，此时右边容器内的总电阻小于左边的，电流相同、时间相同，由可知，左边产生的热量更多，左边U形管液面高度差更大，故D错误。 故选C。 6．小朋友在玩电动玩具车时，如果用手将其按住，不让车轮转动，很容易烧坏电动机，这是因为电动机线圈的电阻很小，此时通过电动机线圈的电流会______（选填“很大”或“很小”），根据______定律知，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏。 【答案】很大 焦耳 【解析】电动机车轮被按住不转动时，处于纯电阻工作状态，电源电压不变，线圈电阻很小，根据欧姆定律可知，电压恒定，电阻越小，电流越大，因此通过线圈的电流很大。 根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量与电流的平方、电阻和通电时间成正比，线圈电阻不变，通过线圈的电流很大，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏 7．（25-26九年级上·陕西西安·月考）取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）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。正常情况下，______（选填“AB”或“CD”）先着火，因为AB和CD段电流______（选填“相等”或“不相等”），相同时间内电阻______（选填“大”或“小”）的产生热量更多。 【答案】AB 相等 大 【解析】因AB与CD串联，故两段电流相等。AB段横截面积更小，电阻更大。由可知，电流、通电时间相同时，电阻大的产生热量更多，温度更高，故AB段先着火。 8．（25-26九年级上·陕西宝鸡·月考）如图甲所示是电阻R和灯泡的U一I图像。若将电阻R和小灯泡L串联在电压是3V的电路中（如图乙）。则电阻在1min产生的热量是____________J。 【答案】48 【解析】因R与L串联，故电路电流处处相等，总电压等于各部分电压之和，即 由U-I图像可知，当电流时，，，满足总电压要求，因此电路电流为0.4A。电阻R在1min产生的热量为 9．图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V  0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，此时流过电动机的电流是___________A，1min内电动机产生的热量是___________J。 【答案】0.4 4.8 【解析】由图乙可知，电动机和指示灯串联，串联电路中处处电流相等；“0.5V 0.2W”的指示灯正常发光，由可知，指示灯的电流 所以流过电动机的电流是0.4A。 线圈电阻为0.5Ω的电动机，1min内产生的热量为 10．（25-26九年级上·山东·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，设计的实验电路如图甲所示，将两段电阻丝R1和R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，将温度计A、B分别插入两个烧瓶中。 (1)甲装置在探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，在两烧瓶内加入质量、初温都相同的煤油，让R1和R2的阻值___________（选填“相同”或“不同”）； (2)实验中，通过观察温度计示数变化的大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，应用的研究方法的是___________； (3)利用甲装置比较不同物质的吸热能力，在两烧瓶内换用质量、初温都相等的___________（选填“相同”或“不同”）液体，且换用两根阻值___________（选填“相同”或“不同”）的电阻丝，闭合开关，一段时间后，若温度计A比温度计B的示数变化大，则左烧瓶中液体的比热容___________（选填“大于”“小于”或“等于”）右烧瓶中液体的比热容； (4)换用图乙所示装置探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，实验中，给乙装置通电，相同时间内___________（选填“左边”或“右边”）U形管内的液面高度差较大。若通过右侧容器中电阻丝的电流是1A，则左侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是___________J。 【答案】(1)不同 (2)转换法 (3)不同 相同 小于 (4)左边 1200 【解析】（1）探究电流产生的热量与电阻大小的关系，根据控制变量法，要控制通过电阻的电流和通电时间相同，电阻不同。 （2）实验中将不易直接测量的热量转换为容易测量的温度变化，使用了转换法。 （3）比较不同物质的吸热能力，根据控制变量法，要控制液体质量、初温都相同，液体种类不同，为了保证相同时间内产生的热量相同，需要控制电阻相同；温度计A比B示数变化大。说明左瓶液体升温快，根据可知，相同时间内吸收相同的热量，升温快的比热容小，所以左瓶中液体的比热容小于右瓶液体的比热容。 （4）乙装置中一个阻值为5Ω的电阻与两个5Ω电阻并联后的整体串联，则由串、并联电路的电流规律可知，通过右容器中的电阻的电流是通过左容器中电阻的电流的一半，根据焦耳定律可知，相同时间内左容器中的电阻产生的热量更多，其中的气体受热膨胀得更快，则与之相连的左边的U形管内的液面高度变化较快，液面高度差较大；右侧两个电阻的阻值相等，并联接入电路，两个电阻两端的电压相等，通过右侧电阻丝R3的电流，则通过R2的电流也为，干路电流等于各支路电流之和，因此干路电流为 R1在干路，因此通过R1的电流为，左侧容器中电阻丝R1在1min内产生的热量是 11．（25-26九年级上·河北石家庄·期末）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，定值电阻R1的阻值为5Ω，闭合开关S后，电压表的示数为1.5V。求： (1)通过 R1的电流； (2)定值电阻R2的阻值； (3)整个电路1min产生的热量。 【答案】(1)0.3A (2)15Ω (3)108J 【解析】（1）由电路图可知，定值电阻与串联，电压表测两端的电压。根据欧姆定律，通过的电流为： （2）串联电路两端的总电压等于各部分电路两端电压之和，因此两端的电压为： 串联电路中电流处处相等，所以通过的电流为： 根据欧姆定律，的阻值为： （3）先将时间换算为秒： 整个电路产生的热量等于电流所做的功： 12．（25-26九年级上·福建厦门·期中）如图所示电路，电源电压保持3V不变。只闭合开关，电流表示数为0.3A。闭合开关、，电流表示数为0.6A。求： (1)通过的电流； (2)的阻值； (3)通电10s，电流通过产生的热量？ 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）并联电路中，干路电流等于各支路电流之和，已知​的电流，干路电流，因此通过的电流 （2）两端电压等于电源电压，根据欧姆定律​得： （3）纯电阻电路中，电流通过产生的热量 1．（25-26九年级上·四川巴中·月考）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定功率为，电压表量程为，电流表量程为，滑动变阻器允许通过的最大电流为，在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关和，将滑片从最右端向左最大范围移动到点，再断开开关，闭合开关，将滑片从点向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数和电流表示数I的关系图像，下列说法正确的是（    ） A．小灯泡的额定电压为9V，电源电压为 B．只闭合开关和，滑动变阻器的阻值变化范围为 C．只闭合开关和，小灯泡的功率变化范围为1.5W~5W D．只闭合开关和，滑片在点时，定值电阻在内产生的热量为 【答案】D 【解析】A．只闭合开关S、S1，滑动变阻器R1与灯泡L串联，电压表测滑动变阻器两端电压，电流表测电路中的电流。滑片从最右端b向左最大范围移动到a点，保证电路各元件安全，当变阻器连入电路的阻值最小，电路的总电阻最小，电路中电流最大。由图乙知，此时电路的最大电流0.5A等于灯泡的额定电流，灯泡正常发光，功率等于额定功率5W，由可知，灯泡的额定电压 由此图像知，此时滑动变阻器两端电压，由串联电路电压的特点可得电源电压 故A错误； B．灯泡正常发光时变阻器连入电路的最小电阻 滑片P在b端时，电路的总电阻最大，电路的电流最小，由图像可知最小电流为0.25A，滑动变阻器两端的电压为8V，所以滑动变阻器的最大电阻为 所以滑动变阻器R1的阻值变化范围为，故B错误； C．滑片在b端时灯泡的功率 所以小灯泡L的功率变化范围为1W~5W，故C错误； D．只闭合开关S、S2，滑片P在a点时， R1的最大阻值与R2串联，电路中的电流恒为0.3A，此时R1两端的电压 此时R2两端的电压 则定值电阻R2在10s内产生的热量 故D正确。 故选D。 2．【日常生活】（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。 3．【工程实践】远距离输电采取高压输电的方式可减少电能的损失，如图所示。假设核电站发电的输出电功率恒为W，若输电电压为200kV，输电线的总电阻为22Ω，则输电线路中的电流为____________A，每秒产生的热量为____________J。 【答案】100 【解析】由电功率公式可知，输电线路中的电流为 每秒产生的热量为 4．【科学探究】（25-26九年级上·山西太原·月考）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，两个相同的透明容器中密封着等质量的空气。 (1)实验中通过观察________来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。 (2)由甲图所示的实验现象可以得到的结论是：____________________。 (3)乙图探究的是电流通过导体时产生的热量与________的关系，R3的作用是为了使R1和R2的________不同，在相同时间内，电流在左侧容器中通过电阻产生的热量与电流在右侧容器中通过电阻产生的热量之比是________________________。 (4)按照甲图的实验装置进行实验，发现随着通电时间的延长，玻璃管A、B中液面均逐渐上升，这表明在电阻和电流相同时，____________越长，电阻产生的热量越多。 (5)容器内电阻丝热得发红时，而与之连接的导线却不怎么热，这个问题可以用____________（选填“甲”或“乙”）图的结论来解释。 (6)生活中有很多用电器是根据电流的热效应制成的，请举一例：____________。 (7)科学家们称超导现象是当代科学的“明珠”，我国已研制出常温下的超导体，在电炉丝、输电导线、保险丝中，适合用超导材料制作的是____________。 (8)另一小组的小华利用如下图所示装置来探究该实验，已知A、B两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为和的电阻丝（），瓶中插入温度计。 ①在A、B两玻璃瓶中加入质量和初温都相同的煤油。实验中煤油吸热的多少是通过____________（填“加热时间”或“温度升高的多少”）来反映的。采取串联的目的是为了控制____________相同； ②闭合开关，通电一段时间后，小华发现____________烧瓶中温度计的示数大。 【答案】(1)U形管两侧液面高度差 (2)在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多 (3)电流 电流 4:1 (4)通电时间 (5)甲 (6)电热水壶 (7)输电导线 (8)温度升高的多少 电流和通电时间 A 【解析】（1）电流通过导体会产生热量，密封容器内空气吸收热量后膨胀，会推动U形管液面出现高度差，产生的热量越多液面高度差越大，所以通过U形管两侧液面高度差来反映电流通过电阻产生热量的多少。 （2）甲图中两个不同阻值的电阻丝串联，通过的电流、通电时间均相等；右侧较大的电阻对应的U形管液面高度差更大，说明电流通过该电阻产生的热量更多，由此得出结论：在电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。 （3）乙图中两个容器内电阻阻值相同、通电时间相同，右侧容器外并联了，由串联和并联电流特点可知，通过R1的电流等于通过R2和R3的电流之和，通过和的电流不同，因此是探究产生的热量与电流的关系。 与并联后，会有一部分电流通过，起到分流的作用，使得通过和的电流不同。 根据并联电路电流规律，左侧的电流是干路电流；右侧和的阻值相同，所以通过右侧的电流为；由焦耳定律，、相同时，热量之比为 （4）在电流、电阻都相同时，通电时间越长，液面上升越明显，说明产生的热量随通电时间延长而增多。 （5）电阻丝和导线串联，电流、通电时间相同，但电阻丝电阻远大于导线，电阻丝产生的热量远多于导线，对应甲图“电流、通电时间相同时，电阻越大产热越多”的结论。 （6）电热水壶在工作时利用电流热效应，将电能主要转化为内能，用来加热水。 （7）超导体电阻为零，电流通过时不会产生热量，电炉丝需要靠电流热效应发热、保险丝靠电流热效应熔断，都不能用超导体；用超导体做输电导线，可以避免输电线上的电能损耗，适合使用。 （8）质量、初温相同的煤油，吸收热量越多，升高的温度越大，因此用温度升高的多少反映吸热多少。 根据串联电路电流规律可知，串联电路中电流处处相等，且两个电阻丝同时通断电，串联可以控制通过两个电阻的电流和通电时间相同。 由题意可知，A瓶中电阻更大，在电流和通电时间均相同时，电阻越大产生的热量越多，因此A瓶内煤油温度升高得更多，温度计示数更大。 5．（2026·江苏南通·三模）一款智能电饭锅具有加热和保温两挡，额定电压为220V，其内部简化电路如图甲所示，开关S0为温控自动开关，R1、R2为阻值不变的电热丝，已知。某次电饭锅在额定电压下工作的电功率与时间的关系图像如图乙所示，求∶ (1)电饭锅工作时，通过R2的电流和R1的电阻 (2)当电饭锅正常工作45min，产生的热量是多少？ 【答案】(1)1A，55Ω (2) 【解析】（1）当S闭合、断开时，只有接入电路，电阻较大，根据，功率较小，为保温挡； S、都闭合时，与并联，电阻较小，根据，总功率较大，为加热挡，由图乙得加热总功率。 根据欧姆定律，通过的电流 的功率，即保温功率 并联电路总功率等于各支路功率之和，则的功率 的电阻 （2）由图乙可知：加热时间，保温时间 电饭锅消耗的电能 6．【传统文化】（25-26九年级上·江苏宿迁·月考）“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 7．【日常生活】（2026·广东深圳·三模）图甲是小深家的电暖器，图乙为其简化的电路原理图，和均为阻值不变的加热电阻，且。电暖器有“高、中、低”三个挡位，电源电压恒为，中温挡功率为，高温挡功率为。求： (1)电暖器中温挡工作时，电路中的电流； (2)电暖器高温挡工作，电路产生的热量； (3)的阻值。 【答案】(1) (2) (3) 【解析】（1）电暖器中温挡工作时，电路中的电流 （2）电暖器高温挡工作，电路产生的热量 （3）由图可知，当只闭合时，只有连入电路；当只闭合时，只有连入电路；当同时闭合和时，与并联。已知，并联电路的总电阻小于并联的电阻，由可知，当只闭合时，为低温挡，当只闭合时，为中温挡，当同时闭合和时，为高温挡。 低温挡的功率 的阻值 8．【科学思维】（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 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $ 13.3 焦耳定律 目 录 A组 巩固过关 知识点1：电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 知识点2：焦耳定律 知识点3：与电流热效应有关的常见现象 B组 能力进阶 C组 思维拔高 电流通过导体产生的热量与哪些因素有关知识点1 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 2．在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越_____，这段电阻丝产生的热量越多。 3．如图所示，英国物理学家________，做了很多实验研究热与功之间的联系以及电流的热效应；研究电流的热效应时，由于有多个因素影响导体的发热，所以探究过程应采用________的科学探究方法。 4．（2026·广东茂名·模拟）如图所示，该装置可探究电流通过导体产生的热量与________的关系，通电一段时间后，通过观察________来比较两电阻产生热量的大小，这是运用了________法。 焦耳定律知识点2 5．（2025·黑龙江佳木斯·三模）小明家安装了一款电动晾衣架，其内部电动机的工作电压为220V，正常工作电流为2A，内部线圈电阻为5Ω。当其正常工作时，5秒内产生的热量为（　　） A．2200J B．100J C．440J D．50J 6．（25-26九年级上·云南曲靖·月考）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 7．电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成______，跟导体的电阻成_____，跟通电时间成_____。这个规律叫作焦耳定律。表达式为_____。 8．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。 9．（25-26九年级上·安徽六安·期末）我校某物理兴趣小组设计了一款泡沫切割器，主要由输出电压为3V的电源和阻值为6Ω的电热丝构成。则该切割器在正常工作时，电热丝1min时间内放出的热量是_________J。 与电流热效应有关的常见现象知识点3 10．（2026·福建漳州·模拟）下图中的家用电器主要利用电流的热效应工作的是（     ） A．洗衣机 B．电暖器 C．笔记本电脑 D．台灯 11．（25-26九年级上·广西柳州·月考）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 12．（25-26九年级上·山西临汾·期末）长期使用的电炉丝，其部分位置会变细，变细后容易被烧断。与电炉丝的其他位置相比，变细位置容易被烧断的原因是（     ） A．变细位置的电阻大 B．变细位置的电阻小 C．通过变细位置的电流大 D．通过变细位置的电流小 13．生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成______，这种现象叫作________。 1．（2026·广西·中考）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 2．（2026·天津静海·一模）如图，在农村灌溉水泵的供电线路改造中，工人将原来较细的铜芯导线，更换为相同长度但更粗的铜芯导线。这样做的目的是（     ） A．增大导线电阻，减少电能损耗 B．增大导线电阻，增加电能损耗 C．减小导线电阻，减小电能损耗 D．减小导线电阻，增加电能损耗 3．（25-26九年级上·江苏南京·月考）将规格都是“220V  400W”的一台电风扇、一台电视机和一把电熨斗分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（　　） A．电风扇产生的热量最多 B．电视机产生的热量最多 C．电熨斗产生的热量最多 D．三个用电器产生的热量一样多 4．标有“”和“”的两个定值电阻，串联起来接在的电路上，则它们在相同的时间内产生的热量之比为（     ） A． B． C． D． 5．（25-26九年级上·河南驻马店·期末）如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。则下列说法正确的是（　　） A．如图是探究电流通过导体时产生的热量与电阻的关系 B．如图是探究电流通过导体时产生的热量与电压的关系 C．如图所示装置通电一段时间，左边U形管液面高度差更大 D．若将放入右边密闭容器内，通电一段时间右边U形管液面高度差更大 6．小朋友在玩电动玩具车时，如果用手将其按住，不让车轮转动，很容易烧坏电动机，这是因为电动机线圈的电阻很小，此时通过电动机线圈的电流会______（选填“很大”或“很小”），根据______定律知，短时间内会在线圈中产生大量的热，从而将线圈烧坏。 7．（25-26九年级上·陕西西安·月考）取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）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。正常情况下，______（选填“AB”或“CD”）先着火，因为AB和CD段电流______（选填“相等”或“不相等”），相同时间内电阻______（选填“大”或“小”）的产生热量更多。 8．（25-26九年级上·陕西宝鸡·月考）如图甲所示是电阻R和灯泡的U一I图像。若将电阻R和小灯泡L串联在电压是3V的电路中（如图乙）。则电阻在1min产生的热量是____________J。 9．图甲是一款能自动变形、万向行走的坦克玩具，其简化电路如图乙所示。该玩具的电源电压为4.5V，闭合开关后，“0.5V  0.2W”的指示灯正常发光，线圈电阻为0.5Ω的电动机正常工作，此时流过电动机的电流是___________A，1min内电动机产生的热量是___________J。 10．（25-26九年级上·山东·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，设计的实验电路如图甲所示，将两段电阻丝R1和R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，将温度计A、B分别插入两个烧瓶中。 (1)甲装置在探究电流产生的热量与电阻大小的关系时，在两烧瓶内加入质量、初温都相同的煤油，让R1和R2的阻值___________（选填“相同”或“不同”）； (2)实验中，通过观察温度计示数变化的大小来比较电流通过电阻产生热量的多少，应用的研究方法的是___________； (3)利用甲装置比较不同物质的吸热能力，在两烧瓶内换用质量、初温都相等的___________（选填“相同”或“不同”）液体，且换用两根阻值___________（选填“相同”或“不同”）的电阻丝，闭合开关，一段时间后，若温度计A比温度计B的示数变化大，则左烧瓶中液体的比热容___________（选填“大于”“小于”或“等于”）右烧瓶中液体的比热容； (4)换用图乙所示装置探究电流通过导体产生的热量与电流大小的关系，实验中，给乙装置通电，相同时间内___________（选填“左边”或“右边”）U形管内的液面高度差较大。若通过右侧容器中电阻丝的电流是1A，则左侧容器中电阻丝在1min内产生的热量是___________J。 11．（25-26九年级上·河北石家庄·期末）如图所示的电路中，电源电压恒为6V，定值电阻R1的阻值为5Ω，闭合开关S后，电压表的示数为1.5V。求： (1)通过 R1的电流； (2)定值电阻R2的阻值； (3)整个电路1min产生的热量。 12．（25-26九年级上·福建厦门·期中）如图所示电路，电源电压保持3V不变。只闭合开关，电流表示数为0.3A。闭合开关、，电流表示数为0.6A。求： (1)通过的电流； (2)的阻值； (3)通电10s，电流通过产生的热量？ 1．（25-26九年级上·四川巴中·月考）如图甲所示，电源电压保持不变，小灯泡的额定功率为，电压表量程为，电流表量程为，滑动变阻器允许通过的最大电流为，在保证电路各元件安全的前提下，先只闭合开关和，将滑片从最右端向左最大范围移动到点，再断开开关，闭合开关，将滑片从点向右移动到最右端。图乙是这两次实验过程中绘制的电压表示数和电流表示数I的关系图像，下列说法正确的是（    ） A．小灯泡的额定电压为9V，电源电压为 B．只闭合开关和，滑动变阻器的阻值变化范围为 C．只闭合开关和，小灯泡的功率变化范围为1.5W~5W D．只闭合开关和，滑片在点时，定值电阻在内产生的热量为 2．【日常生活】（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 3．【工程实践】远距离输电采取高压输电的方式可减少电能的损失，如图所示。假设核电站发电的输出电功率恒为W，若输电电压为200kV，输电线的总电阻为22Ω，则输电线路中的电流为____________A，每秒产生的热量为____________J。 4．【科学探究】（25-26九年级上·山西太原·月考）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，两个相同的透明容器中密封着等质量的空气。 (1)实验中通过观察________来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。 (2)由甲图所示的实验现象可以得到的结论是：____________________。 (3)乙图探究的是电流通过导体时产生的热量与________的关系，R3的作用是为了使R1和R2的________不同，在相同时间内，电流在左侧容器中通过电阻产生的热量与电流在右侧容器中通过电阻产生的热量之比是________________________。 (4)按照甲图的实验装置进行实验，发现随着通电时间的延长，玻璃管A、B中液面均逐渐上升，这表明在电阻和电流相同时，____________越长，电阻产生的热量越多。 (5)容器内电阻丝热得发红时，而与之连接的导线却不怎么热，这个问题可以用____________（选填“甲”或“乙”）图的结论来解释。 (6)生活中有很多用电器是根据电流的热效应制成的，请举一例：____________。 (7)科学家们称超导现象是当代科学的“明珠”，我国已研制出常温下的超导体，在电炉丝、输电导线、保险丝中，适合用超导材料制作的是____________。 (8)另一小组的小华利用如下图所示装置来探究该实验，已知A、B两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为和的电阻丝（），瓶中插入温度计。 ①在A、B两玻璃瓶中加入质量和初温都相同的煤油。实验中煤油吸热的多少是通过____________（填“加热时间”或“温度升高的多少”）来反映的。采取串联的目的是为了控制____________相同； ②闭合开关，通电一段时间后，小华发现____________烧瓶中温度计的示数大。 5．（2026·江苏南通·三模）一款智能电饭锅具有加热和保温两挡，额定电压为220V，其内部简化电路如图甲所示，开关S0为温控自动开关，R1、R2为阻值不变的电热丝，已知。某次电饭锅在额定电压下工作的电功率与时间的关系图像如图乙所示，求∶ (1)电饭锅工作时，通过R2的电流和R1的电阻 (2)当电饭锅正常工作45min，产生的热量是多少？ 6．【传统文化】（25-26九年级上·江苏宿迁·月考）“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？ 7．【日常生活】（2026·广东深圳·三模）图甲是小深家的电暖器，图乙为其简化的电路原理图，和均为阻值不变的加热电阻，且。电暖器有“高、中、低”三个挡位，电源电压恒为，中温挡功率为，高温挡功率为。求： (1)电暖器中温挡工作时，电路中的电流； (2)电暖器高温挡工作，电路产生的热量； (3)的阻值。 8．【科学思维】（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。 1 / 2 学科网（北京）股份有限公司 学科网（北京）股份有限公司 $