物理同步导与练 九年级 全一册-第3节　电流的热效应

第十三章电功和电功率第三节电流的热效应

1.

电流通过导体时会产生

热量

，将

电

能转化

为

内

能，这种现象叫作

电流的热效应

。热量电内电流的热效应2.

电流通过导体时产生的热量，跟电流的平方成

正

比

，跟导体的电阻成

正比

，跟通电时间成

正

比

。这个规律叫作

焦耳定律

，用公式表示为

Q＝

I2Rt。

。正

比正比正

比焦耳定律Q＝

I2Rt。【生活现象】常见的家用电器如电风扇、电视机、笔记

本电脑等，连续使用较长时间后会发热（尤其是夏天），

特别是笔记本电脑，在高性能状态下使用时，还需配备外

置散热器。【现象解释】这是电流的热效应在起作用。各种用电器

里都有导体，电流只要通过导体就会发热。连续使用较长

时间后会产生很多热量，导致用电器零件温度升高，影响

用电器性能。

探究点一电流的热效应【例1】下列说法中，属于利用电流的热效应工作的是

（C）。CA.

电视机的后盖有很多孔B.

电烤箱上禁止覆盖物体C.

电饭锅里装有发热板D.

电脑的主机中安装微型风扇【思路点拨】利用电流的热效应，即电流通过导体产生

的热量有益，比如生活中用到的加热类电器等。

电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫作电流

的热效应。一般通过电阻发热来工作的用电器是利用了

电流的热效应，而用电器上的散热装置则是防止电流的

热效应带来的危害。探究点二焦耳定律【例2】电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连

的导线却不怎么发热，原因是（A）。A.

电炉丝的电阻大B.

导线的电阻大C.

通过导体的电流小D.

通过电炉丝的电流小【思路点拨】导线与电炉丝串联，通过导线和电炉丝的

电流相同，可根据公式Q＝I2Rt进行分析。A

由焦耳定律可知，电流通过导体产生的热量与导体

的电阻、通电时间和电流的平方成正比。在串联电路

中，电阻大的部分相对于电阻小的部分，发热会更明

显。探究点三纯电阻电路和非纯电阻电路【例3】如图所示是电动机M与电阻R组成的“非纯电阻

电路”，其中电阻R的大小为10

Ω，AB之间的电压为10

V，当开关S闭合时，电流表的读数为3

A。（1）证明纯电阻电路中电能全部转化为内能。

（2）求当开关S闭合时，电阻R发热的电功率。

（3）求电动机工作2

min消耗的电能。解：（3）由并联电路干路电流等于各支路电流之和可知，通过电动机的电流：IM＝I总－I＝3

A－1

A＝2

A，电动机消耗的电能：W＝UIt＝10

V×2

A×2×60

s＝2.4×103

J。

电流通过导体做功，对于纯电阻电路而言，电能全部转化为内能产生电热；而在非纯电阻电路中，电能根据用途，一部分转化为其他形式的能，一部分转化为内能。为了提高用电器的效率，在纯电阻电路中，需要提高电流的热效应，而在非纯电阻电路中，需要降低电流的热效应。

1.

下列常见电器中，不是利用电流热效应工作的是

（

B

）。A.

电炉B.

电动机C.

电饭锅D.

电熨斗B2.

电熨斗通电一段时间后，熨斗面很烫，而连接电熨斗

的导线却不怎么热，这是因为（

A

）。A.

导线的电阻远小于电熨斗的电阻B.

通过导线的电流小于通过电熨斗的电流C.

导线散热比电熨斗快D.

导线外的绝缘皮隔热A3.

在如图所示的电路中，定值电阻R0的阻值为10

Ω，电

动机线圈的电阻为2

Ω，闭合开关，电流表A1的示数为0.6

A，A2的示数为1

A，则下列说法正确的是（

A

）。A.1

min内电动机产生的热量为19.2

JB.1

min内电动机消耗的电能为19.2

JC.1

min内定值电阻R0产生的热量为21.6

JD.

电动机的功率为3

WA第3题图4.

如图所示，甲、乙装置中的透明容器内密封有等量的空气，所连接的U形管内的液柱可以显示空气温度的变化。小华将两套装置分别接到电压相同的电源上，下列说法正确的是（

A

）。AA.

甲装置主要探究的是电流产生的热量与电阻的大小关系B.

甲装置左右两个容器内电阻丝的发热功率之比为4∶1C.

相同时间后，甲装置左右两个容器内电流通过电阻产生的热量之比为2∶1D.

相同时间后，乙装置左右两个容器内电流通过电阻产生的热量之比为2∶1第4题图5.

小明用如图所示的装置探究电流产生的热量与电阻

的关系。已知R甲＞R乙，烧瓶及配属装置的材料、规格

相同。第5题图（1）甲、乙两烧瓶中装入质量

相等

的煤油。考虑到

热效率尽可能相等的问题，甲、乙两烧瓶中液体的初温应

该

相同

（填“相同”或“不同”）。（2）实验过程中通过比较

温度计示数的变化

（填

“温度计示数的变化”或“加热时间”）来反映电流产生

热量的多少。相等相同温度计示数的变化第5题图（3）电阻丝R甲与R乙采用串联接入电路的方法，保证

了

电流

的大小及通电时间相同。闭合开关，通电一段

时间后，观察发现

甲

瓶中煤油吸收的热量更多。电流甲第5题图（4）小华提议，利用该装置改做“探究水和煤油吸热升

温快慢”的实验。为此，他们对装置及实验条件进行变

换，一是甲、乙两烧瓶中安装的电阻丝的阻值

相等

（填“相等”或“不相等”）；二是将其中一烧瓶中的煤

油换成

质量

和初温相等的水。相等质量第5题图

6.

如图所示，甲、乙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。用该装置探究电热与电流的关系，则乙容器中的电阻丝R2＝

5

Ω，通电一定时间，观察到甲容器U形管的液面高度差较大，R1与R2产生的热量之比为

4∶1

；不改变电路的连接方式，将R3也放入乙容器中，通电一定时间，

甲

（填“甲”或“乙”）容器U形管的液面高度差较大。54∶1甲7.

小明探究“电流通过导体产生的热量与电流、电阻的

关系”。实验装置如图甲所示，相同烧瓶内装满了煤油。

已知有电阻为R1的电热丝1条，电阻为R2的电热丝2条，且

R1＝2R2。第7题图（1）图甲探究的是电流通过导体产生的热量与

电阻

的关系。电阻（2）闭合开关，通电一段时间后，A烧瓶中温度计示数

变化较大。这说明：在通电时间和电流相同的情况

下，

电阻越大

，这个电阻产生的热量越多。电阻越大第7题图（3）为了完成探究目标，他按图乙所示电路图（R0是添

加的电阻）组装实验装置，操作正确。A瓶外并联一个电

阻R0的目的是

使通过两条电阻丝的电流不同

。通电一

段时间后，发现B烧瓶中温度计示数变化较大。这说明：

在通电时间和电阻相同的情况下，

通过电阻的电流越

大

，这个电阻产生的热量越多。使通过两条电阻丝的电流不同通过电阻的电流越

大第7题图8.

图甲是一电热饮水机，通过机内温控开关S进行自动

控制，电路原理如图乙所示，电源电压恒为220

V。当

开关S接a时，电路处于加热状态，电路中电流为5

A；

当开关S接b时，电路处于保温状态，电路消耗的功率

为55