第二章2.3电能——焦耳定律和多档位电热易错点培优（4）-2026-2027学年浙教版九年级科学上册

九年级科学上册 第二章2.3电能——焦耳定律和多档位电热易错点培优（4）

易错点六、常用电热器和焦耳定律

(1)焦耳定律的内容：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。焦耳定律是由英国科学家焦耳最先发现的。

(2)公式：Q=I2Rt。

例1：电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是（　　）

A.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流

B．导线的绝热皮隔热

C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻

D．导线散热比电阻丝快

例2：如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明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。下列说法正确的是（　　）

A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 

B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多 

C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系 

D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小

例3：在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”时，某同学设计了两种实验装置，分别如图A和图B所示，图A中在两个完全相同的玻璃瓶甲、乙内插入温度计a、b，图B中在左右两个U形管中装入有色液体，甲、乙两个塑料盒密闭。

（1）为了让实验效果更显著，应在图A的甲、乙两个玻璃瓶中加入质量、初温相同的　煤油　 （填“煤油”或“水”）。

（2）图A实验中，通过观察　                　 来比较电流通过电阻产生热量的多少。

（3）图B实验中，一段时间后，观察到左侧U形管液面高度差比右侧大，则可以得出的结论是　                      　 。

（4）焦耳定律可以用公式Q＝I2Rt表示，通过本实验的探究　    　 （填“能”或“不能”）直接得出焦耳定律的公式。

变式训练

1．将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（　　）

A．电冰箱产生的热量最多 B．电脑产生的热量最多 

C．电热毯消耗的电能最多 D．三者电流做功一样多

2．电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热。由

焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是（　　）

A．电炉丝的电阻比导线的电阻小得多 

B．电炉丝的电阻比导线的电阻大得多 

C．通过电炉丝的电流比导线的电流小得多 

D．通过电炉丝的电流比导线的电流大得多

3．如图所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R1＜R2＜R3）分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是（　　）

A．a   B．b  C．c    D．三个相同

4．已知两个电阻的阻值之比为R1：R2＝9：1，在相同时间内产生的热量之比Q1：Q2＝9：4，通过两个电阻的电流之比为（　　）

A．9：1 B．1：2 C．1：6 D．6：1

5．有两根电热丝R1和R2，且R1＝2R2，若单独用R2烧开一壶水，所用时间为t0。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．、t0  B．4t0、 C．  D．、t0

6．（2024九下·杭州月考）小乐猜想：“电流通过导体产生的热量的多少可能跟电流、电阻和通电时间有关”，于是设计了如图所示的装置①和②，先将电阻丝（R1＜R2）分别装入规格相同的烧瓶中，然后将带有相同的玻璃管的塞子塞紧烧瓶，玻璃管在外侧的一端与相同的瘪气球相连；实验过程中电源电压保持不变。下列叙述中，正确的是（　　） 

A．探究电流产生的热量与电流大小的关系，可比较气球甲、乙的体积变化

B．探究电流产生的热量与电阻大小的关系，可比较气球丙、丁的体积变化

C．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是丙气球

D．装置①和②同时实验，通电相同时间后，体积变化最大的气球是甲气球

7．如图甲最适合“探究电流通过导体产生热量与电阻关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，则闭合开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过　        　 反映出来的；采用这种连接方式的目的是　                       　 。小明家有一个“220V  1500W”的电热水器，将其单独连接在电路中，发现电能表（如图乙所示）上的铝盘121s内转了125转，电热水器消耗了　         　 J的电能（电热水器内电阻丝的阻值不变）
（6）     （7）

7．（2025九上·嘉兴期末）如图是研究电热与哪些因素有关的装置，两只烧瓶内装有煤油，瓶塞上各插一根玻璃管，瓶内各装一根阻值不同的电阻丝R甲和有R乙，将两根电阻丝串联在电路中。 （1）烧瓶内装的是比热小的煤油而不是水，优点是　                              　。

（2）闭合开关，一段时间后甲烧瓶内玻璃管中的液面要升得更高，则两电阻丝的大小关系R甲　     　

R乙（选填“>”，“<”或“=”）。

易错点七、多档位电热器的计算

         在学习焦耳定律以后，会遇到运用焦耳定律解决电热毯、电热水器、电饭锅、电暖气等发热体的档位问题，也会遇到电吹风、豆浆机等既发热又做功的用电器的档位问题。

多档位的实质是在电压不变时，利用多开关控制接入电路中电阻的大小，从而改变用电器电功率来实现对档位的控制。

常见的档位：（1）高温档、中温档、低温档；（2）加热档、保温档。

家庭电路中电源电压U＝220V，根据知R总 越大，P实越小，档位越低；R总越小，P实越大，档位越高。

高温档：在相同时间内放出的热量最多，热功率最大，电阻最小；

中温档：在相同时间内放出的热量低于高温档，热功率低于高温档，电阻高于高温档；

低温档：在相同时间内放出的热量最少，热功率最小，电阻最大。

电路图如下：

电路图	（短路式）	（并联式）	（单刀双掷开关）
低温档	闭合S，两电阻串联，	闭合S，只有R2接入电路，	S1断开，S2接b，R1、R2串联，
中温档			只闭合S1，断开S2，只有R1接入电路，
高温档	闭合S、S0，只有R1接入电路，	S、S0均闭合，R1、R2并联，	S1闭合，S2接a，R1、R2并联，
原理	利用开关控制局部短路的方式改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。	利用串并联电路电阻关系改变接入电路的电阻阻值大小，从而实现不同档位的切换。	利用单刀双掷开关控制电路的通断，改变接入电路的电阻大小，从而实现不同档位的切换。

注意：并联电路中求解总功率时，可以采用两种方法：

方法一：求出总电阻，然后再求解总功率（此方法计算量大，不推荐）；

方法二：根据公式求解较为方便。

技巧点拨

1.电阻的求解由单独接入一个电阻的档位对应的功率进行求解；

2.串并联电路中，，。

题型一、串联电路中的高、低温挡分析

例1：:严寒冬季，我国北方哨兵脚上穿有电热靴。一只靴内加热电路如图所示，电源电压恒定，S2为三挡旋钮开关（金属片M可分别拨至a、b、c处），电阻丝R1、R2规格相同且阻值不变，b为电阻丝R1的中点。这只电热靴的低温挡为6W，则其中温挡和高温挡分别为（　　）