2023-2024学年 焦耳定律 分层作业 初中物理人教版九年级全一册

第十八章电功率

第4节焦耳定律

I1■!

基础巩固

【知识点1电流的热效应】

1.“葫芦烙画”是从民间进入课堂的手工技艺.如图是小明同学用电烙铁在葫芦上烙画的情景.

电烙铁温度升高，利用了电流的—效应.

【答案】热

【知识点2探究电流的热效应与哪些因素有关】

2.如图所示是探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置.将四段电阻丝

a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，其中图乙中另取5""。的

电阻在盒外与盒内电阻并联.

Milt1

甲乙

(1)盒内封闭一定量的空气的优点是,在实验中电流

通过电阻产生的热量的多少是通过观察来比较的.

【答案】空气受热容易膨胀，便于实验观察；两个U形管中液面的高度差

(2)图甲可探究电流产生的热量与的关系，图乙可探究电流产生的热量与

__________的关系.

【答案】电阻大小；电流大小

【解析】由题图甲可知，两个盒中的电阻丝串联，通过两电阻丝的电流和通电时间相同，探

究的是电流产生的热量与导体电阻大小的关系；题图乙中，当给电阻d再并联一个电阻时，

通过c、d两电阻的电流不同，从而探究电流产生的热量与电流大小的关系.

(3)图乙中右侧盒外连接的5""Q电阻的作用是.

【答案】使通过电阻c、d的电流不相等

【解析】题图乙中，右侧盒外连接的5Q电阻的作用是改变通过右侧盒内电阻的电流.

(4)物理研究方法有很多，本实验运用了两种方法：一是法，二是转换法.

【答案】控制变量

【知识点3焦耳定律】

3.某电炉丝的电阻为100。，通电10s后产生的热量为4X103"则通过电炉丝的电流是

()

A.2AB.4AC.20AD.40A

【答案】A

【解析】因为Q=〃R3所以电流/=区=I4X103J=2A.

7Rt\100Hxios

4.将两根电阻丝％、治分别插入甲、乙两瓶等量煤油中，串联接入电路，R1：R2=2：5.通

电一段时间后，R〉R2产生的热量之比为()

A.2：5B,5：2C.4：25D.25：4

【答案】6V的蓄电池；0〜0.6A；。〜15V；“15。1.5A”

【解析】七、串联在电路中，通过它们的电流相等，根据焦耳定律，产生的热量Q=I2Rt,

在电流和通电时间相同时，产生的热量Q与电阻值成正比，即猊=,=|.

5周、7?2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，Ri=2R2,电源电压均为U.图甲电路中RI、

R2在相同时间内产生的热量为Qj、Q.2,则Qj：Q/=；图乙电路中a、/?2在相同

时间内产生的热量分别为Q则Q1：Q

甲乙

【答案】2：1；1：2

【解析】本题的考点是焦耳定律公式以及推导式在串、并联电路中的应用.由题图甲可知，闭

合开关后，两只电阻及、R2串联，因为串联电路中电流处处相等，所以根据Q=PRt可得,

在相同时间内产生的热量之比g=鲁=不=善=：；由题图乙可知，两只电阻％、R2并

Q21K21KK1

甲22

联，因为并联电路中各并联支路两端的电压相等，所以根据Q=4t可得，在相同时间内产

R

生的热量之比Q一=—修I=旦=殳=工

Q2匕tR12R22

'R2

【知识点4电热的利用和防止】

6.将规格都是“220V180W”的一台榨汁机、一台电风扇和一条电热毯，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.榨汁机产生的热量最多B.电风扇产生的热量最多

C.电热毯产生的热量最多D.三者产生的热量一样多

【答案】C

【解析】榨汁机和电风扇主要将电能转化为机械能，电热毯将电能全部转化为内能，所以电

热毯产生的热量最多.

7.电流的热效应在日常生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害，下列情况中不属

于防止电热危害的是（）

A.电视机的后盖有许多孔

B.家电长时间停用，隔段时间应通电一次

C.电动机外壳有许多散热片

D.电脑的CPU上有小风扇

【答案】B

【解析】A项电视机后盖上的孔是为了散热；B项家电隔一段时间应通电一次是利用电流产

生的热量来驱散潮气，从而保护用电器；C项电动机的外壳有许多散热片是为了加快散热;

D项电脑的CPU上有小风扇是为了加快空气流动，加快散热.

能力提升

1.用如图所示的实验装置探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”.以下说法中

不正确的是（）

A.观察温度计的示数比较电流产生的热量

B.该实验装置可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系

C.该实验装置还可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系

D.甲、乙两瓶中可以装质量相同的不同液体

【答案】D

【解析】电流做功产生热量，使液体的温度升高，因此观察温度计的示数可以比较电流产生

的热量，故A正确，不符合题意；该实验装置中两金属丝材料不同，即电阻不同，串联接入

电路时通过二者的电流相同，因此可以探究通电时间一定时，导体产生的热量与电阻的关系，

故B正确，不符合题意；通过移动滑动变阻器滑片，改变接入电路中的电阻，从而改变电路

中的电流，通过观察温度计示数的变化可以比较电流产生的热量，因此该实验装置还可以探

究通电时间一定时，导体产生的热量与电流的关系，故C正确，不符合题意；不同液体的比

热容一般不同，无法通过温度计示数的变化比较产生热量的多少，故D不正确，符合题意.

故选D.

2.如图所示，从甲地通过两条输电线向乙地用户供电，若甲地电压恒为U,输出电线的总电

阻为r,当乙地用户用电时，下列说法正确的是（）

甲地乙地

A.用户使用的用电器两端的电压为U

B.输电线上消耗的电功率为日

r

C.当用户使用的用电器增多时，用户两端的电压升高

D.当用户使用的用电器增多时，输电线上因发热而损失的功率增大

【答案】D

【解析】甲地电压为U,输电线与用户串联，由于输电线分担一部分电压，用户两端的电压

TJ2

小于甲地电压，故A错误；输电线消耗的电功率为P=」，而U.HU,故B错误；当用电

输r

器使用数量增多时，用户部分的总电阻会变小，电路的总电流会变大，输电线分得的电压就

会变大，而用户部分分得的电压就会变小，故C错误；当用电器使用数量增多时，干路中电

流增大，因为P=Pr,所以输电线因发热而损失的功率增大，故D正确.

3.小明同学在进行电学知识复习时，针对电阻甲和乙的I-U图像，作出了如下判断，正确的

是（）

A.甲、乙串联在电路中，相同时间内甲、乙产生的热量之比为2：1

B.甲、乙并联在电路中，相同时间内甲、乙消耗的电能之比为1：2

C.将甲和乙并联，当甲两端电压为2V时，则它们的干路电流为0.6A

D.将甲和乙串联，当它们两端电压为3V时，通过甲的电流为0.6A

【答案】C

【解析】甲、乙串联在电路中时，电流是相同的，由题图可知，当电流都为0.2A时，甲两端

的电压为IV,乙两端的电压为2V,即甲两端的电压是乙两端电压的取其他电流值仍然存

在这样的关系），根据Q=l2Rt=UIt可知，相同时间内甲、乙产生的热量之比为1：2,故A

错误；甲、乙并联在电路中，甲、乙两端的电压是相同的，由题图可知，当电压为2V时，通

过甲的电流是0.4A,通过乙的电流是0.2A,即通过甲的电流是通过乙的电流的2倍，根据

W=UIt可知，相同时间内甲、乙消耗的电能之比为2：1,故B错误；将甲和乙并联，并联

电路各支路两端的4.某实验小组的同学用图甲所示器材测量小灯泡电功率，待测小灯泡L的

额定电压为3.8V,额定功率小于1W,电源电压恒为6V,滑动变阻器R的规格为“20。1A”，

图甲所示是该实验小组没有连接完整的电路.电压相等，当甲两端电压为2V时，由题图可知，

通过甲的电流为0.4A,通过乙的电流为0.2A,根据并联电路的电流关系可知，干路电流为

0.4A+0.2A=0.6A,故C正确；将甲和乙串联，电流相同，由题图可知，当电路中的电流

为0.2A时，甲两端的电压为IV,乙两端的电压为2V,满足它们两端电压（总电压）为3V,

由串联电路的电流特点可知，通过甲的电流为0.2A,故D错误.

4.如图是2022年“3•15”晚会上曝光的劣质导线.不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根

数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小.对于长度相等的标准导线和劣质

导线，劣质导线的电阻（填“较大”或“较小”），若在通有相同电流的情况下，相同时间

内劣质导线产生的热量（填“较多”或“较少”）.

【答案】较大；较多

【解析】劣质导线横截面积较小，长度相等时，劣质导线的电阻较大；由Q=PRt可知，在

通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量较多.

5.某电饭锅内有品=44。和R=2156。两根电热丝，将它们接入电路，如图所示，当S接—

时是保温状态，当S接2时，电路中的电流大小是—A,通电100s电路产生的热量是

J.

-----j----1©22T0Voj-----T-—-|1

R。

_1_0I

【答案】1:5；1.1xIO5S2

【解析】电源电压保持不变，当I开关接1时，两电阻串联，电路电阻很大，电流很小，电功

率较小，为保温状态；当开关接2时，电阻R被短路，R。的阻值较小，则电路中电流较大,

实际功率较大，为加热状态，此时，电路中电流的大小1=9=含=5人，电路中产生的

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热量Q=i2R0t=(5A)x44x100s=1.1x10J.

6.利用