6.3 焦耳定律【分层练】2026-2027学年初中物理教科版九年级上册

第三节 焦耳定律 学科网（北京）股份有限公司 知识点1 电流的热效应 1.家庭电路中，电功率都是100 W的电烙铁、电视机、电吹风，同时正常工作相同的时间，产生热量最多的是( ) A.电烙铁 B.电视机 C.电吹风 D.不能确定 2.在野外取火时，可以将锡箔纸撕成一条中间窄、两头宽的纸带，并将其两端分别与一节电池的正、负极相连，一会儿会发现锡箔纸较窄处先燃起来。接通电路后，通过锡箔纸较窄处的电流_______（填“等于”“大于”或“小于”）通过锡箔纸较宽处的电流，锡箔纸能被点燃是利用了电流的________。 3.某同学想探究电流通过导体产生的热量与电流、电阻、通电时间是否有关。他连接了如图所示的电路进行实验，其中两个完全相同的烧瓶内装有煤油以及阻值为和的电阻丝（，），记录相关数据。闭合开关一段时间后，记录此时两个温度计的示数，根据上述实验，回答下列问题： （1）两个烧瓶中需要装入_________和_________相同的煤油。 （2）该实验中，电流通过导体产生热量的多少用______________来反映，依据是_____________________________________。 4.小强同学用如图甲、乙所示装置做“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”实验，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面初始高度相同。 （1）实验中通过观察_________________的变化来反映电阻产生热量的多少。这种实验方法为_______________，实验中还要用到的另一种实验方法为_________________。 （2）小强实验前检查装置的气密性时，用热毛巾紧握住图甲右侧的透明容器，发现右侧容器连接的管中液面高度没有明显变化，说明装置气密性_______（选填“好”或“差”）。 （3）调整好实验仪器后，将图甲的装置接入电路中，可探究电流通过导体时产生热量的多少与_______的关系。 （4）图乙实验中的作用是_______，由图乙实验现象可以得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的_______越大，这段电阻丝产生的热量越多。 知识点2 焦耳定律 5.物理学家________通过大量的实验，最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，其表达式为________；为了纪念他的贡献，物理学中，用他的名字命名了物理量________的单位。 6.某热熔胶枪电热丝的电阻是，工作时通过的电流是，该电热丝工作产生的热量为_______J。 7.用电热水壶烧水，若不考虑能量损失和电热水壶电阻的变化，当它两端电压为U时，用8 min可烧开一壶水，若它两端电压为0.8U时，烧开同样一壶水所用的时间为( ) A.10 min B.25 min C.15 min D.12.5 min 8.如图为烤火炉的简化电路图，电源电压为220 V，两个发热电阻阻值均为88 Ω，该烤火炉有低温和高温两个挡位，则烤火炉处于高温挡时的功率为________W，处于低温挡工作1 min电流产生的热量为________J。 知识点3 电热的利用与危害 9.下列事例中不属于利用电热的是( ) A.用电饭锅煮饭 B.用电热孵化器孵小鸡 C.用洗衣机洗衣服 D.用电熨斗熨衣服 10.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.用电水壶烧水 B.大型爆破工程中，用电热装置引爆炸药 C.电动机外壳有散热片 D.停用的家用电器，隔一段时间通电一次 【情景结合】11.如图所示是电工师傅常用的导线连接方式，对该连接方式的作用分析错误的是( ) A.防止导线松动脱落 B.增大连接处导线电阻 C.减小连接处导线两端电压 D.减少连接处导线产生的热量 【情景结合】12.如图所示的甲、乙两个电热器，其电源电压相同，电阻丝、的阻值不变，相同的托盘上放有相同的石蜡。当闭合开关S时，下列说法正确的是( ) A.甲中的石蜡比乙中的石蜡熔化快 B.甲中通过的电流等于乙中通过的电流 C.甲中两端的电压小于乙中两端的电压 D.若使两块石蜡均完全熔化，则甲中电路通电时间更长 【情景结合】13.如图1是某品牌多功能的烤涮一体锅，其铭牌如图2所示，图3是简化后的电路图，其中上方虚线框内为涮锅部分电路，下方虚线框内为烤盘部分电路。 （1）求的电阻； （2）当电路达到额定总功率时，求干路中的电流；（结果保留1位小数） （3）当涮锅在额定功率下工作时，在锅中倒入2 L的水，将其从加热到，涮锅产生的热量有75%被水吸收，求所需的加热时间。 答案以及解析 1.答案：A 解析：由可知，三个用电器在相同时间内消耗的电能相同；电吹风工作时，电能转化为内能和机械能；电视机工作时，电能转化为内能、光能和声能；电烙铁工作时，电能全部转化为内能，因此正常工作相同的时间，电烙铁产生的热量最多。故选A。 2.答案：等于；热效应 解析：接通电路后，锡箔纸较宽、较窄处串联，串联电路电流处处相等，所以通过锡箔纸较窄处的电流等于通过锡箔纸较宽处的电流。锡箔纸能被点燃是利用了电流的热效应。 3.答案：（1）质量；初温 （2）温度计示数的变化；当电阻丝通电后，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量，温度升高 解析：（1）两个烧瓶中需要装入质量和初温相同的煤油，依据控制变量法，只有煤油的质量和初温都相同，才能通过温度计示数的变化量来准确反映电阻丝产生热量的多少。 （2）电流通过导体产生热量的多少用温度计示数的变化量来反映，温度计示数的变化量越大，说明电流通过导体产生热量越多。 当电阻丝通电后，产生的热量被煤油吸收，煤油吸收热量，温度升高，所以本实验是通过温度计的示数变化反映电流产生的热量多少。 4.答案：（1）U形管液面高度差；转换法；控制变量法 （2）差 （3）电阻 （4）使通过和的电流不同；电流 解析：（1）电流产生的热量无法直接观察，实验中利用气体热胀冷缩，通过U形管液面高度差的变化反映电阻产热的多少，这种将不易观察的物理量转换为易观察的物理量的方法是转换法。 本实验探究产热和多个因素的关系，需要控制部分变量不变，探究单一变量的影响，因此还用到控制变量法。 （2）若装置气密性差，容器漏气，用热毛巾热敷容器时，容器内压强不会明显变化，因此液面无明显变化，说明装置气密性差。 （3）图甲中两个电阻丝串联，通电电流和通电时间相同，只有电阻大小不同，因此探究产热多少与电阻的关系。 （4）图乙中，左右两容器中电阻丝电阻相等，通电时间相等，因为右侧容器内外两个电阻丝并联后再与左侧容器中的电阻丝串联，右侧容器外电阻丝的分流作用，使通过和的电流不同。右侧容器中电阻丝中电流小于左侧，是探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。 一段时间后，可观察到左侧U形管内液面高度差较大，故可得出结论：电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。 5.答案：焦耳；；能量 解析：物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，其表达式为。为了纪念他做出的贡献，物理学中，用他的名字命名了物理量能量的单位。 6.答案： 解析：该电热丝工作10s产生的热量为 7.答案：D 解析：烧开同样一壶水消耗的电能相等，设电热水壶的电阻为R，由可得，解得。故选D。 8.答案：1100； 解析：由电路图可知，只闭合开关时，电路为的简单电路；开关、都闭合时，与并联，并联时电路总电阻较小，根据可知总功率较大，为高温挡，根据并联电路的电压特点可知，每个发热电阻两端的电压都是220V，总功率为；低温挡只有发热电阻工作，则工作1 min电流产生的热量。 9.答案：C 解析：用电饭锅煮饭、用电热孵化器解小鸡、用电熨斗熨衣服，都属于利用电流的热效应，故A、B、D不符合题意。洗衣机的主要部件是电动机，电动机工作时主要是将电能转化为机械能，没有利用电热，C符合题意。 10.答案：C 解析：用电水壶烧水时，电能转化为内能，属于利用电热；大型爆破工程中，电热装置引爆炸药是利用电热；电动机工作时会产生电热，过多的热量会影响电动机的正常运行，因此电动机外壳的散热片是为了将电热散出，防止电热带来的危害；停用的家用电器隔一段时间通电一次，是利用电热来驱除用电器内部的潮气。故ABD不符合题意，C符合题意，故选C。 11.答案：B 解析： 12.答案：A 解析：由题图知，甲中、并联，乙中、串联；由题知，电源电压相同，相同的托盘上放有相同的石蜡。由串联和并联电路的电阻特点知，甲中电路的总电阻小于乙中电路的总电阻，由可知，在相等时间内，甲中电路产生的热量较多，所以甲中的石蜡熔化较快，故A正确；由串联和并联电路的电压规律知，甲中两端电压大于乙中两端电压，由知，甲中通过的电流大于乙中通过的电流，故B、C错误；若使两块石蜡均完全熔化，则它们吸收的热量相等，甲中电路的总电阻小于乙中电路的总电阻，由可知，产生相同热量，甲中电路通电时间短一些，故D错误。故选A。 13.答案：（1）（2）（3） 解析：（1）根据可知，； （2）由题意及可得，当电路达到额定总功率时，干路中的电流； （3），2 L水的质量为，将2 kg水从加热到，水吸收的热量，涮锅产生的热量有被水吸收，则涮锅产生的热量，所需的加热时间。 $