第24讲 焦耳定律 讲义 2026-2027学年人教版九年级物理全一册

（预习）第24讲 焦耳定律 知识点一、电流的热效应 1. 电流的热效应 【想一想】寻找以下用电器的共同特点：电热毯、电水壶、电饭煲、烤箱等。 分析：这些用电器工作时都要消耗电能，都会发热，在工作过程中，电能转化为 能。 【总结】电流通过导体时电能转化成 能，这种现象叫做电流的热效应。 2. 探究影响电流热效应的因素 【提出问题】电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 【猜想及其依据】 ①可能与通过导体的 有关。因为导体在通入电流时才会发热，所以电流通过导体时产生热的多少跟电流有关； ②可能与导体的 有关。导线和电熨斗串联接入电路，电流是相同的，电熨斗热的温度高，而导线几乎不热，电流产生的热可能与电阻有关。 ③可能与通电 有关。由生活经验可知，通电时间越长，电流产生的热量也会越多。 【设计实验】 （1）实验装置介绍（焦耳定律演示器） 两个透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。两个容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝 联在一起接入电路。 （2）实验原理 如图所示，两个透明容器中密封着空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气的体积变化。同时使用两个密闭容器时，哪一侧U型管中液柱出现的高度差大，表明哪一侧的电阻丝产生的 多。图中，因为Δh右＞Δh左，所以电流通过 侧的电阻丝产生的热量多。 （3）研究方法 ①控制变量法：在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。 ②转换法：通过观察U形管液面的 来比较电流产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。 （4）实验器材：学生电源、焦耳定律演示器、电流表、滑动变阻器等。 为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。 （5）实验记录表 实验次数 电流关系 电阻大小/Ω 通电时间 关系 U形管液面 高度差⊿h 左 右 左 右 左 右 左 右 1 相等 5 10 相等 2 大 小 相等 相等 【进行实验】 （1）探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系 如图所示，将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路。闭合开关，通电一段时间后，观察U形管液面高度差的变化。 （2）探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系 在右方密封盒外并联一个5Ω的电阻R3，目的是改变通过盒内电阻的电流大小，由于R3的分流作用，因此通过两个容器中电阻的电流不同，I1= I2。从而研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系。闭合开关，通电一段时间后，观察U形管液面高度差的变化。 （3）探究电流通过导体产生的热量跟时间的关系 闭合开关，通电一段时间后，观察同一个密封盒内U形管液面高度差的变化大小。 【收集证据】 甲 乙 【分析论证】 （1）分析实验步骤（1）发现：在电流和通电时间相等时， 越大，电流产生的热量越多。 （2）分析实验步骤（2）发现：在电阻和通电时间相等时， 越大，电流产生的热量越多。 （3）分析实验步骤（3）发现，在电流和电阻相等时， 越长，电流产生的热量越多。 【实验结论】 （1）在电流相同、通电时间相同时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 （2）在电阻相同、通电时间相同时，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 （3）在电流相同、电阻相同时，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。 【交流讨论】 实验结束后，小红说她在一本书上看到用如图所示的装置也可以探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关。请你对该装置进行评价。 【评价】该装置中，两个相同的烧瓶盛有质量相同、温度相同的同种液体；烧瓶内插有温度计，可以测量液体的温度。 烧瓶内有两个阻值不同的电阻丝，组成串联电路接入电路中。所以通过比较烧瓶内 可以探究影响电流通过导体产生热量的因素。 （1）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此根据 示数的变化可知电流产生热量的多少。 （2）甲图中R1、R2两电阻串联，通过两电阻的电流相等，但两电阻的阻值不同，所以可探究电流产生热量的多少与 的关系。 （3）乙图中R1、R2两电阻并联，甲、乙两装置中，电源电压相同，乙图中电阻R1两端的电压大于甲图中电阻R1两端的电压，则乙实验装置中通过电阻R1的电流大。所以由a、c（或b、d）可以探究电流通过导体产生的热量与 的关系。 课中训练一、电流的热效应 1. 下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）A．电视机 B．电冰箱 C．电熨斗 D．电脑 1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电视机 B．电冰箱 C．电熨斗 D．电脑 2. 相同规格（铭牌上标着220V，100W）的电炉子、电视机、电风扇，在额定电压下工作相同的时间，下列说法正确的是（　　） 2．相同规格（铭牌上标着220V，100W）的电炉子、电视机、电风扇，在额定电压下工作相同的时间，下列说法正确的是（　　） A．它们消耗的电能不同，电风扇产生的热量最多 B．它们消耗的电能相同，电视机产生的热量最多 C．它们消耗的电能相同，电炉子产生的热量最多 D．它们消耗的电能不同，电视机产生的热量最多 3. 如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的煤油，现将阻值为、的电阻丝，分别按如图的四种方式连接放入煤油中，并 3．如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的煤油，现将阻值为、的电阻丝，分别按如图的四种方式连接放入煤油中，并接入相同电源。通电相同时间后，煤油温度最高的是（   ） A． B． C． D． 4. 如图在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（    ）/A．甲实验中将两个电阻串联 4．如图在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（    ） A．甲实验中将两个电阻串联，只是为了保证通过两个电阻的电流相等 B．乙实验是为了探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系 C．甲实验中，通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为2∶1 D．乙实验中，通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为4∶1 5. 如图甲和乙所示，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，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝 5．如图甲和乙所示，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，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。 (1)在该实验中，通过观察U形管中液面的  来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫  法。 (2)在图甲中，通过两电阻丝的电流  ，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的  的关系。 (3)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与  的关系，通电一段时间后，  侧容器 U形管液面高度差较大，这说明  。 (4)英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟  成正比，跟导体的电阻正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。 (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用  装置（选“甲”或“乙”）的实验结论解释。 6. 如图甲所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，两个透明的容器中密封着等量的空气，与透明容器相连的U形管中注入等 6．如图甲所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，两个透明的容器中密封着等量的空气，与透明容器相连的U形管中注入等量的液体。 (1)实验时，通过U形管中  来判断导体产生热量的多少； (2)乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的  不同，电阻R3  （选填“能”或“不能”）换成10； (3)某小组在做图甲实验时，通电一段时间，发现其中左侧管内液面高度发生变化，右侧管内液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是  ； (4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因：  。 知识点二、焦耳定律 1. 焦耳定律 英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，发现了电流通过导体产生的热量跟导体电阻、通过导体的电流及通电时间之间的关系，即焦耳定律。 （1）内容： 电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。 （2）公式： Q = （3）公式中Q = I2Rt 各量及其单位： I表示电流，单位是 （A）；R表示电阻，单位是 （Ω）；t表示时间，单位是 （s）； Q表示热量，单位是 （J）。 1焦耳=1安2×1欧×1秒 2. 推导焦耳定律   若电流做的功全部用来产生热量，即Q = W  因为电功 W = UIt，根据欧姆定律U = ，所以 Q = W = UIt = 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。 3. 电功与电热 （1）电功与电热的区别 电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，或表示有多少电能转化为其他形式的能。电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为 的那一部分。 两者表示的意义不同，是两个不同的概念。 （2）电功与电热的联系 ①纯电阻电路（如电炉、电热器、电熨斗等电路） 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于电流做的功（消耗的电能），即Q=W，所以Q放= W总=Pt=UIt= U2t/R=I2Rt 上述公式适用于 电路。 ②非纯电阻电路 在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能。此时电能=内能+机械能，所以内能 电能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。。 例如，当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，有少部分转化为内能发热。 W总＝UIt =W机械能＋Q热量，电热 电功（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 4. 电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围 电功 电功率 焦耳定律 适用条件 基本公式 普遍适用 推导公式 W=t=I2Rt P==I2R Q=t=UIt Q=W 课中训练二、焦耳定律 7. 小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴，将一金属片接在学生电源上（如图所示），他将火柴放在哪个位置效果 7．小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴，将一金属片接在学生电源上（如图所示），他将火柴放在哪个位置效果最明显（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 8. “天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器，用来切割塑料泡沫，如图所示。下列分析正确的是（　　） 8．“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器，用来切割塑料泡沫，如图所示。下列分析正确的是（　　） A．通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等 B．加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等 C．EF、FG和GH三段铝片的电阻相等 D．用GH段去切割塑料泡沫，效果最好 9. 如图甲所示，是一种测力装置的结构示意图。测量时，把完全相同的柔性（易弯曲）应变电阻片R1和R2沿着横梁的OA方向分别紧贴 9．如图甲所示，是一种测力装置的结构示意图。测量时，把完全相同的柔性（易弯曲）应变电阻片R1和R2沿着横梁的OA方向分别紧贴在横梁的上下表面，并把它们接入如图乙所示的电路中，电源电压恒定。在横梁A端施加向下的压力F，当横梁将向下弯曲，R1沿着OA方向被拉长，R2则被缩短，根据它们两端电压的差值即可测量出压力F的大小。则测压力F时，以下说法正确的是（　　） A．R1中电流大于R2中的电流 B．R1的电阻减小，R2的电阻增大 C．相同时间内R1产生的热量小于R2产生的热 D．A端受到的压力越大，R1和R2两端的电压差越大 10. 如图是某品牌喷雾型蒸汽电熨斗电路图，HL灯和电阻R组成指示装置，EH是发热电阻，其电阻大小不变；ST是温控器，可控制发热 10．如图是某品牌喷雾型蒸汽电熨斗电路图，HL灯和电阻R组成指示装置，EH是发热电阻，其电阻大小不变；ST是温控器，可控制发热电阻EH两端的电压在220V和110V两种状态间转换，从而实现高温挡和低温挡之间的切换。若高温挡的功率为800W，则蒸汽电熨斗以低温挡通电0.5h发热电阻EH产生的热量为  J。 11. 有两根电热丝R1、R2，且R1=3R2，若单独用R2烧开一壶水，所需时间为。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源 11．有两根电热丝R1、R2，且R1=3R2，若单独用R2烧开一壶水， 所需时间为。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源中烧开同一壶水， 则所需的时间分别为（不计热损失）（　　） A．， B．， C．、 D．、 12. 如图电路，电源电压保持12V不变，灯泡上标有“10V，4W”的字样，闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光。求：(1)灯泡 12．如图电路，电源电压保持12V不变，灯泡上标有“10V，4W”的字样，闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光。求： (1)灯泡L的电阻； (2)电路中的电流； (3)通电1min，变阻器R上产生的热量。 知识点三、电热的利用 1. 电热的利用 生活中和许多产业中都要用到电热。家里的电热水器、电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵化器，都是利用电热的例子。电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 2. 电热的防止 电流的热量有时是有害的，应该及时解决。 ①例如我们的电脑在工作时，电路元件发热，温度升高，会影响到电脑的稳定性，甚至烧坏电脑CPU。人们常常采用安装散热窗、使用 等方法及时散热。 ②电视机散热方法：在后盖开有很多孔，为了通风散热。 ③投影仪的散热方法：除在侧壁开孔外，内部还装有 ，工作时电风扇转动把热量吹到机器外面，可以降低灯泡、机器内部元件的温度。 课中训练三、电热的利用和防止 13. 下列情况中属于防止电热带来危害的是（　　）A．电熨斗熨衣服 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药C．电动机外壳有散 13．下列情况中属于防止电热带来危害的是（　　） A．电熨斗熨衣服 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药 C．电动机外壳有散热片 D．用电器长时间停用，隔一段时间应通一次电 14. 电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，有时使用不当也会给人们带来危害。下列情况中属于利用电流热效应的是（　　）A 14．电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，有时使用不当也会给人们带来危害。下列情况中属于利用电流热效应的是（　　） A．电脑两侧有散热孔 B．冬天用电暖气取暖 C．电视机的后盖有许多孔 D．“超导体”技术在远距离输电中的应用 15. 科研人员借助短波激光脉冲的帮助，成功制成了室温下的超导体，这一研究成果成熟后可应用于（　　）A．输电导线 B．家用保险 15．科研人员借助短波激光脉冲的帮助，成功制成了室温下的超导体，这一研究成果成熟后可应用于（　　） A．输电导线 B．家用保险丝 C．电炉电热丝 D．白炽灯灯丝 【归纳整理】 ----------------------------基础练习---------------------------- 16. 最先精确地测出电流通过电阻放出热量的科学家是（　　）A．欧姆 B．焦耳 C．法拉第 D．奥斯特 16．最先精确地测出电流通过电阻放出热量的科学家是（　　） A．欧姆 B．焦耳 C．法拉第 D．奥斯特 17. 关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（　　）A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B 17．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（　　） A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 18. 下列利用电流的热效应工作的用电器是（　　）A．电风扇 B．电冰箱 C．电水壶 D．电视机 18．下列利用电流的热效应工作的用电器是（　　） A．电风扇 B．电冰箱 C．电水壶 D．电视机 19. 有一台“3V3W”的迷你小电风扇（如图所示），电动机的线圈电阻为0.1Ω，忽略一切摩擦，下列说法不正确的是（　　） 19．有一台“3V 3W”的迷你小电风扇（如图所示），电动机的线圈电阻为 0.1 Ω，忽略一切摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．小电风扇正常工作 1min消耗的电能为 180 J B．小电风扇正常工作 1min产生的热量为 6J C．若小电风扇的扇叶被卡住，通电1min产生的热量为180J D．小电风扇正常工作 1min产生的机械能为 174J 20. 如图所示，长度相同、横截面积不同的镍铬金属棒AB和BC连接在一起，如果在AC两端加上一定的电压U，通过AB、BC的电流分 20．如图所示，长度相同、横截面积不同的镍铬金属棒AB和BC连接在一起，如果在AC两端加上一定的电压U，通过AB、BC的电流分别为I1、I2；电流通过镍铬合金棒AB、BC产生的电热分别为Q1、Q2，则（　　） A．I1>I2 B．I1<I2 C．Q1>Q2 D．Q1<Q2 21. 如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2 21．如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙 22. 如图所示，的电阻为10Ω，闭合开关后，通过电阻和的电流分别为0.6A和0.3A，电阻工作1min产生的热量是  22．如图所示，的电阻为10Ω，闭合开关后，通过电阻和的电流分别为0.6A和0.3A，电阻工作1min产生的热量是  J。 23. 如图，电源电压恒为6V，灯L标有“6V，3W”字样，定值电阻R＝18Ω，灯丝电阻不随温度变化。求：（1）灯泡正常工作时 23．如图，电源电压恒为6V，灯L标有“6V，3W”字样，定值电阻R＝18Ω，灯丝电阻不随温度变化。求： （1）灯泡正常工作时的电流； （2）断开S2，闭合S1、S3，电阻R在1min内产生的热量； （3）断开S1、S3，闭合S2，电路的总功率。 ----------------------------提升练习---------------------------- 24. 如图所示的电烙铁通电后温度升高，这利用了电流的 效应。电热丝中的电流为I1，连接电热丝的导线中的电流 24．如图所示的电烙铁通电后温度升高，这利用了电流的  效应。电热丝中的电流为I1，连接电热丝的导线中的电流为I2，则I1  I2（填“>”“<”或“=”） 。 25. 甲、乙两个电热器的电阻之比为，电流之比，通电相同时间。则甲、乙两个电热器产生的热量之比为（　　）A． B． C 25．甲、乙两个电热器的电阻之比为，电流之比，通电相同时间。则甲、乙两个电热器产生的热量之比为（　　） A． B． C． D． 26. 图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为，电热丝R的电阻为，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流 26．图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为，电热丝R的电阻为，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的  效应工作的，通电产生的热量为  J。 27. 如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系 27．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中（    ） ①电源电压为6V ②定值电阻R的阻值为5Ω ③滑动变阻器的最大阻值为10Ω ④滑片P在b端时，通电1min电阻R产生的热量为27J A．只有②③正确 B．只有①③正确 C．只有②③④正确 D．只有①②④正确 28. 某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t2。若两根电 28．某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为 t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为 t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为 t，则t为（　　） A． B． C．t1+t2 D． 29. 如图所示，电源电压保持不变，的最大阻值为。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为；将滑动变阻器的滑片 29．如图所示，电源电压保持不变，的最大阻值为。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为；将滑动变阻器的滑片移动到最右端，电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是。此过程中，下列判断正确的是（　　） A．电压表示数为 B．滑片在中点时电流表的示数为 C．在中点时，内产生的热量 D．电路的最小功率为 30. 小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。 30．小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。下列说法正确的是（　　） A．图中的甲是电压表、乙是电流表 B．将滑片P向左移时R的功率增大 C．一次实验就能精确测出R的阻值 D．电流0.4A时，R一分钟发热0.8J 31. 如图所示电路中，电源电压恒定不变，的阻值为。闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为，求：/(1)的阻 31．如图所示电路中，电源电压恒定不变，的阻值为。闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为，求： (1)的阻值。 (2)通电，产生的热量。 第1页/（共13页） 学科网（北京）股份有限公司 $ （预习）第24讲 焦耳定律 知识点一、电流的热效应 1. 电流的热效应 【想一想】寻找以下用电器的共同特点：电热毯、电水壶、电饭煲、烤箱等。 分析：这些用电器工作时都要消耗电能，都会发热，在工作过程中，电能转化为内能。 【总结】电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 2. 探究影响电流热效应的因素 【提出问题】电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 【猜想及其依据】 ①可能与通过导体的电流有关。因为导体在通入电流时才会发热，所以电流通过导体时产生热的多少跟电流有关； ②可能与导体的电阻有关。导线和电熨斗串联接入电路，电流是相同的，电熨斗热的温度高，而导线几乎不热，电流产生的热可能与电阻有关。 ③可能与通电时间有关。由生活经验可知，通电时间越长，电流产生的热量也会越多。 【设计实验】 （1）实验装置介绍（焦耳定律演示器） 两个透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。两个容器中各有一段电阻丝，两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。 （2）实验原理 如图所示，两个透明容器中密封着空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气的体积变化。同时使用两个密闭容器时，哪一侧U型管中液柱出现的高度差大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。图中，因为Δh右＞Δh左，所以电流通过右侧的电阻丝产生的热量多。 （3）研究方法 ①控制变量法：在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制两个物理量不变。 ②转换法：通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。 （4）实验器材：学生电源、焦耳定律演示器、电流表、滑动变阻器等。 为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。 （5）实验记录表 实验次数 电流关系 电阻大小/Ω 通电时间 关系 U形管液面 高度差⊿h 左 右 左 右 左 右 左 右 1 相等 5 10 相等 2 大 小 相等 相等 【进行实验】 （1）探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系 如图所示，将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路。闭合开关，通电一段时间后，观察U形管液面高度差的变化。 （2）探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系 在右方密封盒外并联一个5Ω的电阻R3，目的是改变通过盒内电阻的电流大小，由于R3的分流作用，因此通过两个容器中电阻的电流不同，I1=2I2。从而研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系。闭合开关，通电一段时间后，观察U形管液面高度差的变化。 （3）探究电流通过导体产生的热量跟时间的关系 闭合开关，通电一段时间后，观察同一个密封盒内U形管液面高度差的变化大小。 【收集证据】 甲 乙 【分析论证】 （1）分析实验步骤（1）发现：在电流和通电时间相等时，电阻越大，电流产生的热量越多。 （2）分析实验步骤（2）发现：在电阻和通电时间相等时，电流越大，电流产生的热量越多。 （3）分析实验步骤（3）发现，在电流和电阻相等时，通电时间越长，电流产生的热量越多。 【实验结论】 （1）在电流相同、通电时间相同时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 （2）在电阻相同、通电时间相同时，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 （3）在电流相同、电阻相同时，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。 【交流讨论】 实验结束后，小红说她在一本书上看到用如图所示的装置也可以探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关。请你对该装置进行评价。 【评价】该装置中，两个相同的烧瓶盛有质量相同、温度相同的同种液体；烧瓶内插有温度计，可以测量液体的温度。 烧瓶内有两个阻值不同的电阻丝，组成串联电路接入电路中。所以通过比较烧瓶内液体的温度可以探究影响电流通过导体产生热量的因素。 （1）当电阻丝通电后，电流产生热量使煤油温度升高，从而使温度计示数上升，因此根据温度计示数的变化可知电流产生热量的多少。 （2）甲图中R1、R2两电阻串联，通过两电阻的电流相等，但两电阻的阻值不同，所以可探究电流产生热量的多少与电阻的关系。 （3）乙图中R1、R2两电阻并联，甲、乙两装置中，电源电压相同，乙图中电阻R1两端的电压大于甲图中电阻R1两端的电压，则乙实验装置中通过电阻R1的电流大。所以由a、c（或b、d）可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系。 课中训练一、电流的热效应 1. 下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　）A．电视机 B．电冰箱 C．电熨斗 D．电脑 1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（　　） A．电视机 B．电冰箱 C．电熨斗 D．电脑 【答案】C 【解答】A．电视机工作时，主要将电能转化为光能、声能等，不是利用电流的热效应，故A不符合题意； B．电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能，用于压缩制冷，不是利用电流的热效应，故B不符合题意； C．电熨斗工作时，电能主要转化为内能，通过发热来熨烫衣物，是利用电流的热效应，故C符合题意； D．电脑工作时，主要将电能转化为光能、声能和机械能等，不是利用电流的热效应，故D不符合题意。 故选C。daanortimuend 2. 相同规格（铭牌上标着220V，100W）的电炉子、电视机、电风扇，在额定电压下工作相同的时间，下列说法正确的是（　　） 2．相同规格（铭牌上标着220V，100W）的电炉子、电视机、电风扇，在额定电压下工作相同的时间，下列说法正确的是（　　） A．它们消耗的电能不同，电风扇产生的热量最多 B．它们消耗的电能相同，电视机产生的热量最多 C．它们消耗的电能相同，电炉子产生的热量最多 D．它们消耗的电能不同，电视机产生的热量最多 【答案】C 【解答】各用电器的额定功率相同，在额定电压下工作时它们的实际功率与额定功率相等。工作相同时间，由W=Pt可知，消耗的电能相同。电视机工作时主要是把电能转化为声能、光能和内能，产生的热量较少；电风扇工作时消耗电能大部分转化为机械能，产生很少的热量；电炉子工作时消耗的电能全部转化为内能，因此电流通过电炉子产生的热量最多。故C正确，ABD错误。 故选C。daanortimuend 3. 如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的煤油，现将阻值为、的电阻丝，分别按如图的四种方式连接放入煤油中，并 3．如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的煤油，现将阻值为、的电阻丝，分别按如图的四种方式连接放入煤油中，并接入相同电源。通电相同时间后，煤油温度最高的是（   ） A． B． C． D． 【答案】A 【解答】、均为电阻丝，消耗的电能与产生的电热相同，根据可知，当电压和通电时间相同时，电路中电阻越小，产生的电热越多，图中四种连接方式中，并联电阻最小，产生的电热越多，煤油吸收的热量越多，升高的温度越多，故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。daanortimuend 4. 如图在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（    ）/A．甲实验中将两个电阻串联 4．如图在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（    ） A．甲实验中将两个电阻串联，只是为了保证通过两个电阻的电流相等 B．乙实验是为了探究电流通过导体产生的热量与导体电阻的关系 C．甲实验中，通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为2∶1 D．乙实验中，通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为4∶1 【答案】D 【解答】AC．甲实验中将两个不同的电阻串联，根据串联电路特点和串联电路的电流规律，可以保证通过两个电阻的电流和通电时间相等，则探究的是电流通过导体产生的热量与电阻的关系，左右两容器内电阻丝阻值之比为，根据，电流和通电时间相等时，产生的热量与电阻成正比，所以通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为1∶2，故AC错误； BD．乙实验中，两个的电阻并联后再与另一个的电阻串联，根据并联电流规律，通过左右两容器内电阻丝的电流之比为2∶1，左右两容器内电阻丝阻值相同，所以探究的是电流通过导体产生的热量与电流的关系。根据，电阻和通电时间相等时，产生的热量与电流的平方成正比，所以通电一段时间后，左右两容器内电阻丝产生的热量之比为4∶1，故B错误，D正确。 故选D。daanortimuend 5. 如图甲和乙所示，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，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝 5．如图甲和乙所示，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，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。 (1)在该实验中，通过观察U形管中液面的  来反映电阻丝产生热量的多少，这种研究方法叫  法。 (2)在图甲中，通过两电阻丝的电流  ，该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的  的关系。 (3)在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与  的关系，通电一段时间后，  侧容器 U形管液面高度差较大，这说明  。 (4)英国物理学家焦耳通过大量实验，首先精确地确定了电流通过导体时产生的热量跟  成正比，跟导体的电阻正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。 (5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与其相连的导线却不怎么热”，这一现象可用  装置（选“甲”或“乙”）的实验结论解释。 【答案】(1) 高度差 转换 (2) 相等 电阻 (3) 电流 左 在其它情况相同时，电流越大，电流产生的热量越多 (4)电流的平方 (5)甲 【解答】（1）[1][2]实验中，电流通过电阻丝产生热量，容器内空气吸收热量温度升高，体积变大，U形管内液面产生高度差；电热越多，U形管内液面高度差越大；实验中通过U形管液面高度差来间接反映电热多少，这种研究方法是转换法。 （2）[1][2]图甲中，两电阻丝串联，通过它们电流相等；两容器电阻丝中电流相等，通电时间相等，只是两个电阻丝电阻不同，通电一段时间后，右侧U形管液面高度差较大，实验可以探究电热与电阻关系。 （3）[1][2][3]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并联后再与左侧容器中的电阻串联，由于右侧容器外电阻丝的分流作用，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，左侧U形管内液面高度差大，这说明，在电阻与通电时间都相同时，电流越大，电热越大。 （4）最先准确研究影响电热多少因素的科学家是焦耳，该结论被称为焦耳定律，内容为：电流通过导体产生热量的多少与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比，数学表达式为。 （5）导线与电炉丝串联，通过的电流相等，通电时间相等，只是电炉丝电阻大于导线电阻，所以电流通过电炉丝产生的电热大，这可以用甲装置的实验结论来解释。daanortimuend 6. 如图甲所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，两个透明的容器中密封着等量的空气，与透明容器相连的U形管中注入等 6．如图甲所示是探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验，两个透明的容器中密封着等量的空气，与透明容器相连的U形管中注入等量的液体。 (1)实验时，通过U形管中  来判断导体产生热量的多少； (2)乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的  不同，电阻R3  （选填“能”或“不能”）换成10； (3)某小组在做图甲实验时，通电一段时间，发现其中左侧管内液面高度发生变化，右侧管内液面高度几乎不变，则出现该现象的原因可能是  ； (4)某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因：  。 【答案】(1)两侧液面高度差 (2) 电流 能 (3)右侧装置漏气/右侧容器内电阻短路 (4)R3断路 【解答】（1）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，电流通过导体时产生的热量被封闭容器中的空气吸收，U形管两侧液面高度会发生变化，根据转换法，实验中通过观察U形管液面高度差的变化来反映电阻产生热量的多少。 （2）[1]图乙装置中，其中R3与R2并联后与R1串联，并联电路中干路电流等于各支路电流之和，根据并联电路的电流关系可知，通过容器内两个电阻的电流是不同的，故目的是使通过R1与R2的电流不相等。 [2]电阻R3的阻值只要不是0Ω，都可以使R1与R2的电流不相等，因此电阻R3可以换成10Ω。 （3）甲图中两电阻丝串联，通电一段时间后左侧管内液面高度发生变化，左侧电阻丝正常产热，说明电路是通路，且左侧电阻丝正常，右侧管内液面高度几乎不变，则可能是右侧装置漏气或右侧容器内电阻短路，不能产生电热，因此右侧管内液面高度几乎不变。 （4）实验发现左右两侧U形管液面上升高度相同，说明左右两侧产生的热量相同，因为R1=R2，且R1和R2产生的热量相同，则通过R1、R2的电流相同，说明R3中没有电流，故可能电阻R3断路了。daanortimuend 知识点二、焦耳定律 1. 焦耳定律 英国物理学家焦耳用近40年的时间做了400多次实验，发现了电流通过导体产生的热量跟导体电阻、通过导体的电流及通电时间之间的关系，即焦耳定律。 （1）内容： 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。 （2）公式： Q = I2Rt  （3）公式中Q = I2Rt 各量及其单位： I表示电流，单位是安培（A）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）；t表示时间，单位是秒（s）； Q表示热量，单位是焦耳（J）。 1焦耳=1安2×1欧×1秒 2. 推导焦耳定律   若电流做的功全部用来产生热量，即Q = W  因为电功 W = UIt，根据欧姆定律U = IR，所以 Q = W = UIt = I2Rt 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。 3. 电功与电热 （1）电功与电热的区别 电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，或表示有多少电能转化为其他形式的能。电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。 两者表示的意义不同，是两个不同的概念。 （2）电功与电热的联系 ①纯电阻电路（如电炉、电热器、电熨斗等电路） 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于电流做的功（消耗的电能），即Q=W，所以Q放= W总=Pt=UIt= U2t/R=I2Rt 上述公式适用于纯电阻电路。 ②非纯电阻电路 在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能。此时电能=内能+机械能，所以内能小于电能（选填“大于”、“小于”或“等于”）。。 例如，当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，有少部分转化为内能发热。 W总＝UIt =W机械能＋Q热量，电热小于电功（选填“大于”、“小于”或“等于”）。 4. 电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围 电功 电功率 焦耳定律 适用条件 基本公式 W=UIt P=UI Q=I2Rt 普遍适用 推导公式 W=t=I2Rt P==I2R Q=t=UIt 纯电阻电路 Q=W 课中训练二、焦耳定律 7. 小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴，将一金属片接在学生电源上（如图所示），他将火柴放在哪个位置效果 7．小明同学在班会活动课上表演了一个小魔术：用金属片点燃火柴，将一金属片接在学生电源上（如图所示），他将火柴放在哪个位置效果最明显（　　） A．a点 B．b点 C．c点 D．都一样 【答案】A 【解答】影响电阻大小的因素是材料、长度、横截面积，由题图可知，a点横截面积最小，故a的电阻最大，abc是串联的，电流相同，根据Q=I2Rt可知，在相同时间内a产生的热量多，故放在a点效果明显。故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。daanortimuend 8. “天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器，用来切割塑料泡沫，如图所示。下列分析正确的是（　　） 8．“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器，用来切割塑料泡沫，如图所示。下列分析正确的是（　　） A．通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等 B．加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等 C．EF、FG和GH三段铝片的电阻相等 D．用GH段去切割塑料泡沫，效果最好 【答案】A 【解答】A．由图可知，EF、FG和GH三段铝片是串联在电路中的，根据串联电路的电流特点：串联电路中各处的电流相等，所以通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等，故A正确； BC．电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关（本题中温度、材料相同）。由图可知，三段铝片长度均为，但宽度不同（即横截面积不同），根据“在材料和长度相同时，横截面积越小，电阻越大”,可知三段铝片的电阻关系为；根据欧姆定律（相同，不同），所以加在GH、EF、FG三段铝片两端的电压关系为,故BC错误； D．根据焦耳定律（、相同），电阻越大，产生的热量越多。因为，所以FG段电阻最大，产生热量最多，用FG段去切割塑料泡沫，效果最好，故D错误。 故选A。daanortimuend 9. 如图甲所示，是一种测力装置的结构示意图。测量时，把完全相同的柔性（易弯曲）应变电阻片R1和R2沿着横梁的OA方向分别紧贴 9．如图甲所示，是一种测力装置的结构示意图。测量时，把完全相同的柔性（易弯曲）应变电阻片R1和R2沿着横梁的OA方向分别紧贴在横梁的上下表面，并把它们接入如图乙所示的电路中，电源电压恒定。在横梁A端施加向下的压力F，当横梁将向下弯曲，R1沿着OA方向被拉长，R2则被缩短，根据它们两端电压的差值即可测量出压力F的大小。则测压力F时，以下说法正确的是（　　） A．R1中电流大于R2中的电流 B．R1的电阻减小，R2的电阻增大 C．相同时间内R1产生的热量小于R2产生的热 D．A端受到的压力越大，R1和R2两端的电压差越大 【答案】D 【解答】A．由图乙知，两个电阻串联在电路中，通过两个电阻的电流相等，故A错误； B．横梁向下弯曲时，R1被拉长，则长度变长、横截面积变小，电阻变大，R2被压缩，长度变短、横截面积变大，电阻变小，故B错误； C．横梁变弯前，R1=R2，横梁变弯后，R1的阻值变大，R2阻值变小，则此时R1的阻值大于R2的阻值，据Q=I2Rt知，在相同时间内，R1产生的热量大于R2产生的热量，故C错误； D．A端受到的压力越大，R1被拉得越长，其阻值越大，R2被压缩得越短，其阻值越小，据串联电路的分压特点知，R1两端的电压越大，R2两端的电压越小，所以两者两端的电压差越大，故D正确。 故选D。daanortimuend 10. 如图是某品牌喷雾型蒸汽电熨斗电路图，HL灯和电阻R组成指示装置，EH是发热电阻，其电阻大小不变；ST是温控器，可控制发热 10．如图是某品牌喷雾型蒸汽电熨斗电路图，HL灯和电阻R组成指示装置，EH是发热电阻，其电阻大小不变；ST是温控器，可控制发热电阻EH两端的电压在220V和110V两种状态间转换，从而实现高温挡和低温挡之间的切换。若高温挡的功率为800W，则蒸汽电熨斗以低温挡通电0.5h发热电阻EH产生的热量为  J。 【答案】3.6×105 【解答】发热电阻的阻值不变，由可知，当电压是220V时，电阻的功率最大，是高温挡，发热电阻EH的阻值 当电压是110V时，电阻的功率最小，是低温挡，低温挡通电0.5h发热电阻EH产生的热量为daanortimuend 11. 有两根电热丝R1、R2，且R1=3R2，若单独用R2烧开一壶水，所需时间为。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源 11．有两根电热丝R1、R2，且R1=3R2，若单独用R2烧开一壶水， 所需时间为。若将这两根电热丝分别串联和并联在同一电源中烧开同一壶水， 则所需的时间分别为（不计热损失）（　　） A．， B．， C．、 D．、 【答案】D 【解答】烧开同一壶水所需热量相同，设为Q吸，不计热损失，单独用R2烧开一壶水时 若将这两根电热丝串联接入电路，由串联电阻的规律，电路总电阻 由可得，电热丝串联烧开同一壶水所用的时间 若将这两根电热丝并联接入电路，则电路总电阻 电热丝并联在同一电源中烧开同一壶水所用的时间 故选D。daanortimuend 12. 如图电路，电源电压保持12V不变，灯泡上标有“10V，4W”的字样，闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光。求：(1)灯泡 12．如图电路，电源电压保持12V不变，灯泡上标有“10V，4W”的字样，闭合S，调节滑片P使灯泡L正常发光。求： (1)灯泡L的电阻； (2)电路中的电流； (3)通电1min，变阻器R上产生的热量。 【答案】(1)25Ω (2)0.4A (3)48J 【解答】（1）灯泡L的电阻 （2）串联电路电流处处相等，此时灯泡正常发光，故电路中的电流为 （3）因为电阻与灯泡串联，故R的电压为 故通电1min变阻器R上产生的热量为 daanortimuend 知识点三、电热的利用 1. 电热的利用 生活中和许多产业中都要用到电热。家里的电热水器、电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵化器，都是利用电热的例子。电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 2. 电热的防止 电流的热量有时是有害的，应该及时解决。 ①例如我们的电脑在工作时，电路元件发热，温度升高，会影响到电脑的稳定性，甚至烧坏电脑CPU。人们常常采用安装散热窗、使用微型风扇等方法及时散热。 ②电视机散热方法：在后盖开有很多孔，为了通风散热。 ③投影仪的散热方法：除在侧壁开孔外，内部还装有电风扇，工作时电风扇转动把热量吹到机器外面，可以降低灯泡、机器内部元件的温度。 课中训练三、电热的利用和防止 13. 下列情况中属于防止电热带来危害的是（　　）A．电熨斗熨衣服 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药C．电动机外壳有散 13．下列情况中属于防止电热带来危害的是（　　） A．电熨斗熨衣服 B．大型爆破工程，利用电热装置引爆炸药 C．电动机外壳有散热片 D．用电器长时间停用，隔一段时间应通一次电 【答案】C 【解答】A．电熨斗熨衣服利用电流的热效应工作，故A不符合题意； B．利用电热装置引爆炸药，是利用了电热，故B不符合题意； C．散热片工作时主要把电能转化为机械能，散热片不是利用电流热效应工作的，是为了把各电器元件产生的热量及时散失掉，故C符合题意； D．用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次，是利用电热来驱潮，故D不符合题意。 故选C。daanortimuend 14. 电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，有时使用不当也会给人们带来危害。下列情况中属于利用电流热效应的是（　　）A 14．电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，有时使用不当也会给人们带来危害。下列情况中属于利用电流热效应的是（　　） A．电脑两侧有散热孔 B．冬天用电暖气取暖 C．电视机的后盖有许多孔 D．“超导体”技术在远距离输电中的应用 【答案】B 【解答】AC．电脑两侧的散热孔和电视机后盖上的孔，都是为了使用电器工作时产生的热量及时散发，避免用电器过热，故AC不符合题意； B．冬天用电暖气取暖是利用电流热效应产生的热量，故B符合题意； D．“超导体”电阻为0，所以在输电的过程中，不会产生热量，故D不符合题意。 故选B。daanortimuend 15. 科研人员借助短波激光脉冲的帮助，成功制成了室温下的超导体，这一研究成果成熟后可应用于（　　）A．输电导线 B．家用保险 15．科研人员借助短波激光脉冲的帮助，成功制成了室温下的超导体，这一研究成果成熟后可应用于（　　） A．输电导线 B．家用保险丝 C．电炉电热丝 D．白炽灯灯丝 【答案】A 【解答】室温下的超导体的电阻为0，不适合做利用电流热效应的电器； A.．输电导线可以用超导体，输电线的电阻越小，导线产生的热量越小，越有利于减小电损，故A符合题意； BCD．家用保险丝、电炉电热丝、白炽灯灯丝都是利用电流的热效应的，故BCD不符合题意。 故选A。daanortimuend 【归纳整理】 ----------------------------基础练习---------------------------- 16. 最先精确地测出电流通过电阻放出热量的科学家是（　　）A．欧姆 B．焦耳 C．法拉第 D．奥斯特 16．最先精确地测出电流通过电阻放出热量的科学家是（　　） A．欧姆 B．焦耳 C．法拉第 D．奥斯特 【答案】B 【解答】英国物理学家焦耳通过大量实验，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，即焦耳定律。其内容为：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，公式为，故ACD不符合题意，B符合题意。 故选B。daanortimuend 17. 关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（　　）A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B 17．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（　　） A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C．根据Q=UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D．根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 【答案】D 【解答】A．没有说明控制电流一定，故缺少条件，结论不一定正确，故A错误； B．没有说明控制电压一定，故缺少条件，结论不一定正确，故B错误； C．此公式是导出式，只能说明电热在数值上等于电流、电压、时间的乘积，与电阻是否有关要看定义式，故C错误； D．电流、时间一定时，电热与电阻成正比，故D正确。 故选D。daanortimuend 18. 下列利用电流的热效应工作的用电器是（　　）A．电风扇 B．电冰箱 C．电水壶 D．电视机 18．下列利用电流的热效应工作的用电器是（　　） A．电风扇 B．电冰箱 C．电水壶 D．电视机 【答案】C 【解答】AB．电冰箱、电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故AB不符合题意； C．电水壶工作时将电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故C符合题意； D．电视机在工作时，主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。 故选C。daanortimuend 19. 有一台“3V3W”的迷你小电风扇（如图所示），电动机的线圈电阻为0.1Ω，忽略一切摩擦，下列说法不正确的是（　　） 19．有一台“3V 3W”的迷你小电风扇（如图所示），电动机的线圈电阻为 0.1 Ω，忽略一切摩擦，下列说法不正确的是（　　） A．小电风扇正常工作 1min消耗的电能为 180 J B．小电风扇正常工作 1min产生的热量为 6J C．若小电风扇的扇叶被卡住，通电1min产生的热量为180J D．小电风扇正常工作 1min产生的机械能为 174J 【答案】C 【解答】A．小电风扇正常工作1min消耗的电能 故A正确，不符合题意； B．正常工作时，通过小电风扇的电流 1min产生的热量 故B正确，不符合题意； C．若小电风扇被卡住，此时通过电动机的电流 通电1min产生的热量 故C错误，符合题意； D．小电风扇正常工作1min产生的机械能 W机械=W-Q=180J-6J=174J 故D正确，不符合题意。 故选C。daanortimuend 20. 如图所示，长度相同、横截面积不同的镍铬金属棒AB和BC连接在一起，如果在AC两端加上一定的电压U，通过AB、BC的电流分 20．如图所示，长度相同、横截面积不同的镍铬金属棒AB和BC连接在一起，如果在AC两端加上一定的电压U，通过AB、BC的电流分别为I1、I2；电流通过镍铬合金棒AB、BC产生的电热分别为Q1、Q2，则（　　） A．I1>I2 B．I1<I2 C．Q1>Q2 D．Q1<Q2 【答案】C 【解答】AB．镍铬金属棒AB和BC的长度、材料相同，AB的横截面积较小，AB的电阻较大。AB和BC串联，由串联电路电流特点得 故AB不符合题意； CD．AB和BC电流与通电时间相同，AB的电阻较大，由得 故C符合题意，D不符合题意。 故选C。daanortimuend 21. 如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2 21．如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（　　） A．甲、乙、丙、丁 B．丁、丙、乙、甲 C．丙、丁、乙、甲 D．甲、乙、丁、丙 【答案】C 【解答】根据题干知，R2＝2R1＝2R3＝R4 左图中，R1与R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的导电线圈产生的热量多。因为R2＝2R1，所以Q2＞Q1……① 右图中，R3与R4并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的导电线圈产生的热量多。因为R4＝2R3，所以Q3＞Q4……② 在右图中，由可知， 在左图中，因R2＝2R1，由分压原理和串联电路电压的规律可知，，由可知， 所以Q4＞Q2……③ 由①②③，我们可得出了这四个电阻产生的热量关系是：Q3＞Q4＞Q2＞Q1；因甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，根据可知，这四个容器中的水温从高到低的顺序是即丙、丁、乙、甲。故ABD不符合题意，C符合题意。 故选C。daanortimuend 22. 如图所示，的电阻为10Ω，闭合开关后，通过电阻和的电流分别为0.6A和0.3A，电阻工作1min产生的热量是  22．如图所示，的电阻为10Ω，闭合开关后，通过电阻和的电流分别为0.6A和0.3A，电阻工作1min产生的热量是  J。 【答案】108 【解答】电阻两端的电压为 两个电阻并联，故电阻R2两端的电压为6V，电阻工作1min产生的热量是daanortimuend 23. 如图，电源电压恒为6V，灯L标有“6V，3W”字样，定值电阻R＝18Ω，灯丝电阻不随温度变化。求：（1）灯泡正常工作时 23．如图，电源电压恒为6V，灯L标有“6V，3W”字样，定值电阻R＝18Ω，灯丝电阻不随温度变化。求： （1）灯泡正常工作时的电流； （2）断开S2，闭合S1、S3，电阻R在1min内产生的热量； （3）断开S1、S3，闭合S2，电路的总功率。 【答案】（1）0.5A；（2）120J；（3）1.2W 【解答】解：（1）由P＝UI可得，灯泡正常工作时的电流 （2）断开S2，闭合S1、S3，L与R并联，因并联电路中各支路两端的电压相等，所以，电阻R在1min内产生的热量 （3）由可得，灯泡的阻值 断开S1、S3，闭合S2，L与R串联；因为串联电路的总电阻等于各部分电阻之和，所以 R总＝RL+R＝12Ω+18Ω＝30Ω 此时电路的总功率 daanortimuend ----------------------------提升练习---------------------------- 24. 如图所示的电烙铁通电后温度升高，这利用了电流的 效应。电热丝中的电流为I1，连接电热丝的导线中的电流 24．如图所示的电烙铁通电后温度升高，这利用了电流的  效应。电热丝中的电流为I1，连接电热丝的导线中的电流为I2，则I1  I2（填“>”“<”或“=”） 。 【答案】 热 = 【解答】[1]电流通过导体时产生热量的现象较电流的热效应，电烙铁通电后温度升高，消耗了电路中的电能，产生热量，将电能转化为内能，即利用了电流的热效应。 [2]电热丝与导线串联，由于串联电路的电流处处相等，则通过电热丝的电流与导线的电流相等，即。daanortimuend 25. 甲、乙两个电热器的电阻之比为，电流之比，通电相同时间。则甲、乙两个电热器产生的热量之比为（　　）A． B． C 25．甲、乙两个电热器的电阻之比为，电流之比，通电相同时间。则甲、乙两个电热器产生的热量之比为（　　） A． B． C． D． 【答案】B 【解答】由Q=I2Rt可得，甲、乙两个电热器产生的热量之比为 故选B。daanortimuend 26. 图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为，电热丝R的电阻为，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流 26．图甲是一只便携塑料封口机，电路原理图如图乙所示，电源电压为，电热丝R的电阻为，开关闭合，电热丝温度升高，这是利用电流的  效应工作的，通电产生的热量为  J。 【答案】 热 540 【解答】[1]电流通过电热丝，电热丝温度升高，说明电热丝产生电热，是利用电流的热效应工作的。 [2]电热丝产生的热量为daanortimuend 27. 如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系 27．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器的滑片P从b端移到a端的过程中，电流表示数I与电压表示数U的关系如图乙所示。下列说法中（    ） ①电源电压为6V ②定值电阻R的阻值为5Ω ③滑动变阻器的最大阻值为10Ω ④滑片P在b端时，通电1min电阻R产生的热量为27J A．只有②③正确 B．只有①③正确 C．只有②③④正确 D．只有①②④正确 【答案】C 【解答】①②由图甲可知，定值电阻R与滑动变阻器RP串联，电流表测电路中的电流，电压表测定值电阻R两端的电压。当滑片P在a端时，RP连入电路的电阻为0，电路中只有R工作，则电压表示数最大且等于电源电压，由图乙可知，电源电压 此时电路中的电流，根据欧姆定律可得，定值电阻R的阻值 故①错误，②正确； ③④当滑片P在b端时，由图乙可知，R两端的电压，此时电路中的电流，根据串联电路的电压规律，RP两端电压 根据欧姆定律可得，滑动变阻器的最大阻值 通电1min电阻R产生的热量 故③④正确。综上，故C符合题意，ABD不符合题意。 故选C。daanortimuend 28. 某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t2。若两根电 28．某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的时间为 t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为 t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为 t，则t为（　　） A． B． C．t1+t2 D． 【答案】A 【解答】只给一根通电，电阻消耗的电功率为，煮沸一壶水用的时间为 t1，产生的热量为 同理，另一根电阻丝产生的热量 则，两根电阻丝并联接到原来的电源上，产生的热量 则有 解得 故A符合题意，BCD不符合题意。 故选A。daanortimuend 29. 如图所示，电源电压保持不变，的最大阻值为。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为；将滑动变阻器的滑片 29．如图所示，电源电压保持不变，的最大阻值为。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为；将滑动变阻器的滑片移动到最右端，电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是。此过程中，下列判断正确的是（　　） A．电压表示数为 B．滑片在中点时电流表的示数为 C．在中点时，内产生的热量 D．电路的最小功率为 【答案】D 【解答】A． 的最大阻值为，滑动变阻器的滑片在中点时，的阻值为，设电源电压为，电流表的示数与滑片在中点时的示数之比是，则有 解得。闭合开关，当滑动变阻器的滑片在中点时，的功率为，由得 又由于并联电路，则电源电压等于两端电压，即 故A错误； B．由电路图可知测所在支路的电流，则滑片在中点时电流表的示数为 故B错误； C．在中点时，内产生的热量 故C错误； D．由可知，电压一定，电阻最大时，功率最小，滑动变阻器的滑片移动到最右端时，电阻最大。最小功率为 故选D。 daanortimuend 30. 小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。 30．小刘同学利用如图所示的电路测量电阻R的阻值。闭合开关S，将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A。下列说法正确的是（　　） A．图中的甲是电压表、乙是电流表 B．将滑片P向左移时R的功率增大 C．一次实验就能精确测出R的阻值 D．电流0.4A时，R一分钟发热0.8J 【答案】B 【解答】A．由于使用电流表时，电流表应与被测电路串联，所以甲表为电流表；使用电压表时，电压表应与被测电路并联，所以乙表为电压表，故A错误； B．分析电路图可知，滑动变阻器与电阻R串联，将滑片P向左移时，滑动变阻器接入电路中阻值减小，由可知，电路中电流增大，由P=I2R可知，R的功率增大，故B正确； C．为了减小测量误差，应多次测量R的电阻，求平均值，故C错误； D．将滑片P移至某一位置时，电压表示数为2V，电流表示数为0.4A，R一分钟发热 Q=W=UIt=2V×0.4A×60s=48J 故D错误。 故选B。daanortimuend 31. 如图所示电路中，电源电压恒定不变，的阻值为。闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为，求：/(1)的阻 31．如图所示电路中，电源电压恒定不变，的阻值为。闭合开关S，电压表的示数为4V，电流表的示数为，求： (1)的阻值。 (2)通电，产生的热量。 【答案】(1) (2)48J 【解答】（1）由图可知，与串联，电流处处相等，电压表测两端电压，的阻值 （2）通电，产生的热量为daanortimuend 学科网（北京）股份有限公司 $