第18章 实验突破一 探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关&专题练习四 电功与电热的综合计算-【学海风暴】2026-2027九年级下册物理同步备课（人教版·新教材 安徽专版）

实验突破一 探究电流通过导体产生的热量跟什么因素有关 实验要点回顾 实验器材 实验结论 密闭容器两个、U形管两个、导线若干、不 1.在电流相同、通电时间相同的情况下， 同阻值的电阻丝若干、电源。 电阻越大，导体产生的热量越多。 实验装置 2.在电阻相同、通电时间相同的情况下， 通过导体的电流越大，导体产生的热量越多。 实验拓展 1.被加热材料选用煤油或空气的原因：煤油 的比热容小，升温明显；空气热胀冷缩明显。 2.选用加热材料的要求：质量、初温、材料相同。 实验针对训练 1.探究“电流通过导体时产生的热量与什么因 2.在“探究电流通过导体产生热量的多少与什 素有关”时，两个透明的容器中密封了等量 么因素有关”的实验中，小军利用甲、乙、丙 的空气，U形管中液面高度变化反映了密闭 三个装置进行实验，如下列图片所示，三个 空气的温度变化。 装置的透明容器中各有一段电阻丝，容器中 密封着等量的空气，U形管中液面高度的变 化反映密闭空气温度的变化。 (1)图甲中两根电阻丝的连接方式是 10Q 联。 (2)图甲是探究电流通过导体时产生的热量 (1)要探究电热与电阻的关系，应将 与 的关系。 两个装置串联后接到电源两端进行实验。 (3)当探究的物理量（热量）不易直接测量 (2)将乙、丙两个装置串联后接到电源两端进行 时，我们通过U形管中左右两侧液面高度差 实验，是为了探究电热与 的关系。 大小间接将探究的物理量表示出来。这种 (3)根据探究可知：电热毯的电阻丝断掉后， 探究物理问题的方法叫 （选 如果将两个断头连接后继续使用，连接处往 填“控制变量法”或“转换法”)。 往比别处的温度高，容易产生安全隐患。原 (4)图乙的实验中，在相同的通电时间内左 因是 侧U形管中液面的高度差 (选填 “大”或“小”) 下册第十八章 >》 专题练习四 电功与电热的综合计算 <K■ 类型①简单电路的计算 类型2多挡位电器计算 1.(2026广元)如下图所示，电源电压恒定不 2.(2026合肥蜀山区模拟)某款小型电火锅具 变，定值电阻R,=12Ω，灯泡L标有“6V 有高、中、低三挡控温功能，下图是它的简化 3W”字样（不考虑灯丝电阻变化），灯泡与 电路图。开关S2可接触点1或2，R1、R2为 R2的电阻之比为1：2。闭合S,断开S1、S2 加热电阻且R,=R2(阻值不随温度的变化 时，灯泡正常发光。求： 而变化)。 (1)灯泡的电阻。 (1)请你分析说明当开关 0220V0- (2)电源电压。 S,和S2处于什么状态 (3)开关均闭合时，整个电 时，电路处于中温挡。 S2 路工作1min消耗的电能。 (2)请你求出低温挡和高 温挡的功率之比。 (3)如果R1=R2=882,请你求出电路在高 温挡正常工作5min所消耗的电能。 Λ16 九年级物理RJAH版 类型3极值类计算 动变阻器，分别记录三个电表的示数，并根 3.(2026常德期末)右图所 据示数绘制成图乙所示的关系图像。求： 示的电路中，电源电压恒 ↑IA 为18V,电压表的测量范 1 围为0~15V,电流表的 A 0.3 测量范围为0~0.6A,滑动变阻器R的规 03615UN 格为“501A”,灯L标有“12V6W”字 样（灯L灯丝的电阻不变）。求： (1)灯泡L正常发光时的电流。 (1)灯L灯丝的电阻。 (2)灯泡L正常发光10s消耗的电能。 (2)电路消耗的最大电功率。 (3)电源电压。 (4)滑动变阻器阻值的变化范围。 类型④取值范围的计算 4.为研究调光灯的工作原理，某小组设计了图 甲所示的模拟电路进行探究。已知灯泡L 标有“12V12W”字样，电源电压恒定不 变。在保证电路安全的情况下，通过调节滑 下册第十八章差Aw=wk-W.=m(95C-2+cnX20℃ 90% 84% cm(80℃-t) cmX20℃ cmX15℃ 90% 84% 90% 4,2×103J/kg·℃)×2kgX15℃=1.4×10J= 90% 140kJ。故A、B、C不符合题意，D符合题意。 第4节焦耳定律 课内基础闯关 1.电阻大小乙 2.C 3.200【解析】电阻丝20s内产生的热量Q=I2Rt= (1A)2×10×20s=200J. 4.C5.大热6.B >课外拓展提高 7.小火880110【解析】由图可知，当开关S接a、 S闭合时，R,、R2并联，根据并联电路的电阻特点可 J户 知，此时电路中的总电阻最小，由P=尺可知，电路的 总功率最大，电烤炉处于大火挡；当开关S,接b、S2断 开时，R,、R,串联，根据串联电路的电阻特点可知，此 时电路中的总电阻最大，总功率最小，电烤炉处于小 火挡：当开关S接b、S2闭合时，只有R,工作，电烤炉 处于中火挡。当开关S2闭合、S拨到b时，电路消耗 的电功率P,= U_(220V)=80w;若P:=3P R1552 则P,= P-80W-80w,由P=R可知，R、R: 3 3 3 串联时电路中的总电阻R=g-（220V少=1650， P1880 W 3 根据串联电路的电阻特点可知，R,的阻值R2=R一 R,=165-55=1102。 8.电阻时间③250【解析】分析表格中①②两组 数据，通过导体的电流和导体的电阻相等，通电时间 不同，煤油升高的温度不同，可知导体产生的热量与 通电时间有关；分析表格中②③两组数据，电阻和通 电时间相同，通过导体的电流不同，煤油升高的温度 不同，即电阻产生的热量不同，可知导体产生的热量 与电流大小有关；电阻R:产生的热量Q=IR,t时= (0.5A)2×52×200s=250J。 少核心素养专练 9.解：(1)S拨到1处时，煮茶器处于加热状态，此时R, 单独工作；S拨到2处时，煮茶器处于保温状态，此时 R和R2串联。由图乙可知，加热状态下，R,的功率 P 为880W,则加热过程中电路中的电流为1，= 880W 220V=4A (2)加热10min煮茶器消耗的电能为W=Pmt=880 W×10×60s=5.28×105J U2(220V)2 (3)R,的阻值为R,=P.=880W =550 由图乙可知，保温状态下，R,的功率为8.8W,根据P 8.8W =2R可知，电路中的电流为1，=√R=550 0.4A则煮茶器保温状态的电功率为P保=U12=220 V×0.4A=88W 实验突破一探究电流通过导体产生的 热量跟什么因素有关 乡实验针对训练 1.(1)串(2)电阻(3)转换法(4)大 2.(1)甲、乙(2)电流(3)断头连接处电阻变大，根据 Q=IRt可知，在电流和通电时间相同时，连接处产 生的热量多 专题练习四电功与电热的综合计算 ==6V)2 1.解：1)灯泡的电阻R。=P-3W=120 (2)闭合S,断开S、S2时，灯泡与R2串联，此时灯泡 正常发光，则电路中的电流等于灯泡的额定电流。 P_3W 1=1a==6V=0.5A 由题意知R,:R2=1:2,因此R2=2R=2×122= 242 根据串联电路的电阻规律可知，总电阻R=R,.十R =122+242=362 根据欧姆定律可得电源电压U=IR。=0.5A×362 =18V (3)所有开关均闭合时，灯泡L被短路，R,与R2并 联，电源电压U=18V,工作时间t=1min=60s 并联电路中各支路两端电压等于电源电压，由W= U U=R可知，电阻R,消耗的电能 W,= Ut_18V)×60s-=1620J R 122 电阻R。消耗的电能W2= Ut_(18V)2×60s= R, 240 810J 整个电路消耗的电能W=W,+W2=1620J+810J= 2430J 2.解：(1)根据P=尺可知，电路总电阻越大，总功率越 下册详解详析 5△ 小，挡位温度越低。当S断开、S2接1时，R1与R2 串联，总电阻最大，总功率最小，为低温挡；当S,闭合、 S2接1时，R:被短路，只有R,接人电路，总电阻居 中，总功率居中，为中温挡；当S闭合、S2接2时，R 与R2并联，总电阻最小，总功率最大，为高温挡。因 此电路处于中温挡的开关状态为S闭合，S2接触 点1。 (2)设R,=R2=R,电源电压为U,低温挡串联总电阻 为R低=R1十R2=2R UU 低温挡功率P:一R层一2R RR2R·RR 高温挡并联总电阻R有一R,十R,R+R乙 U U2 2U2 高温挡功率P海一RRR 所以低温挡和高温挡的功率之比为P:P海一R 2 R=1:4 (3)若R=R,=R2=882,高温挡功率为 2U22×(220V)2 P高= =1100W R 882 高温挡工作5min消耗的电能为W=P商t=1100W ×5×60s=3.3×105J 3.解：(1)根据灯L上的字样“12V6W”可知，灯L的 额定电压U颜=12V,额定功率P颜=6W。根据电功 ==2v 摩公式P代可得，灯丝的电阻R二P。6西 =242 (2)电路为灯L与滑动变阻器R的串联电路。为保证 电路安全，电路中的电流不能超过各元件的限值。电 流表的测量范围为0~0.6A,滑动变阻器允许通过的 P额-6W 最大电流为1A,灯L的额定电流为I==12V =0.5A 为保护所有元件，电路中的最大电流应取三者中的最 小值，即Imx=0.5A 当电路中电流为Imx=0.5A时，滑动变阻器两端的 电压为 UR=U-Im*R=18V-0.5A×242=18V-12V =6V 因为6V<15V,所以电压表示数未超过其测量范围。 因此，电路消耗的最大电功率为P=U1=18VX 0.5A=9W PL 12 W 4.解：1)灯泡L正常发光时的电流1==12V 1A 九年级物理RJAH版 (2)灯泡L正常发光10s消耗的电能W=Pt=12W ×10s=120J (3)由电路图可知，灯泡L和滑动变阻器R串联，电流 表测量电路中的电流，电压表V,测量R两端的电压， 电压表V2测量灯泡L两端的电压。 由图乙知，当电路中的电流为0.3A时，灯泡和滑动变 阻器两端的电压分别为3V和15V,则电源电压U= 3V+15V=18V (4)当滑动变阻器接入电路的阻值最大时，电路总电 阻最大，根据欧姆定律可知，此时电路中的电流最小， Imin =0.3 A 根据串联电路的分压规律可知，此时滑动变阻器两端 的电压最大，根据图乙可知，滑动变阻器两端的最大 电压URmx=15V UR胶一 则滑动变阻器接入电路的最大阻值R=二 15V 0.3A=50n 同理，当滑动变阻器接入电路的电阻最小时，电路中 的电流最大，Ix=1A,滑动变阻器两端的电压最小， 根据图乙可知，滑动变阻器两端的最小电压URn= 6V _Uxmb_6V 则滑动变阻器接入电路的最小阻值R一=T二1A =62 故滑动变阻器阻值的变化范围是6~50。 阶段训练一 1.热大2.750.051000 3.36 4.D5.A6.D7.D 8.A【解析】由题意知，电阻丝a、b、c、d由同种材料制 成，横截面积相同。图甲中b的圈数比a的圈数多， 即b比a长，所以b的电阻大于a的电阻。由图甲知， 电阻丝a、b并联在6V的电路中，由并联电路的电压 特点知，两段电阻丝两端的电压相等，通电时间相同， 因是纯电阻电路，根据Q=w=P1=B1可知，a产生 的热量大于b产生的热量。图乙中d的圈数比c的圈 数多，即d比c长，所以d的电阻大于c的电阻。由图 乙知，c、d串联在6V的电路中，通过它们的电流相 同，通电时间相同，由Q=W=Pt=I2Rt可知，d产生 的热量大于c产生的热量。b、d圈数相同，则电阻大 小相同，根据串联电路电压的规律可知，d两端的电 压小于电源电压，b两端的电压等于电源电压，即d 两端的电压小于b两端的电压，通电时间相同，根据Q