焦耳定律（学案）-2025-2026学年人教版九年级物理全一册

18.4焦耳定律学案

蛹预习单

知识梳理

1、电流的热效应

(1)定义：电流通过导休时电能转化成,这种现象叫作电流的热效应。

(2)探究电流产生的热量与电阻的关系

①实验思路：控制、不变，改变O

②实验装置：如图18—4—1所示，两个透明容器中密封等量的空气，两个容器中都有一段电阻丝,

两电阻丝串联，且右边容器中的电阻比较大。

图18-4-1

③实验现象：通电一段时间后，发现与边容器相通的U形管液面高度差较大。

④实验结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电阻产生的热量越—0

(3)探究电流产生的热量与电流的关系

①实验思路：控制、不变，改变。

②实验装置：如图18—4—2所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在右边容器的外部，将一个电阻

和这个容器内的电阻并联。

图18-4-2

③实验现象：通电一段时间后，发现与一边容器相通的U形管液面高度差较大。

④实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，电阻产生的热量越—o

(3)影响因素：电流通过导体产生的热量跟导体的,通过导体的和有关。

2、焦耳定律

(I)内容：电流通过导体产生的热量跟,跟导体的,跟

(2)公式：o

3、电热的利用和防止

(1)家里的电热水器、电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵化器等，都是利用电能转化成热来工作的,

都是利用的例子。

(2)电视机的后盖有很多孔，是为了o过多的电热如果不能及时散失，会产生许多o

思考讨论

I、额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是

按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？

uU

2、将/=—代入Q=FRt后得出——t,将U=IR代入Q=I?Rt得到Q=UIt,二者与Q=「Rt在

RR

使用时有无区别？

难点剖析：

1、如图所示，在“探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置中，两个透明

容器中分别接入了电阻丝R1和R2,且密封着等量的空气。将导线a和b接入电路进行实验，下列说

法不正确的是（）

A.在相同时间内右侧容器中空气内能增加的更大

B.若Ri和R2阻值等于10。，则可以探究电流通过导体产生的热量与电流的关系

C.去掉5Q的电阻，若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，则Ri和R2电阻不同

D.该实验装置可以探究电流通过导体产生的热量与通电时间的关系

【解析】

由图可知：R?与容器外5。电阻并联，然后与Ri串联。

A、根据并联电路的电流关系可知，通过K的电流大于通过R2的电流，通电时间相同，电阻相同，

所以R产生的热量多，左侧容器中空气内能增加的更大，故A错误；

B、若Ri和R2阻值等于10。，通电时间相同，通过两个电阻的电流不同，所以能探究电流通过导体

产生的热量与电流的关系，故B正确；

C、去掉5c的电阻，R和R2串联，通电时间相同，通过两个电阻的电流相同，若要探究电流通过导

体产生的热量与电阻的关系，则Ri和R?电阻必须不同，故C正确；

D、在实验过程中，通过开关的闭合和断开可以改变电流通过电阻Ri和R2的时间，能探究电流通过

导体产生的热量与通电时间的关系，故D正确。

故选：A.,

2、家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一台洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A,

电动机线圈电阻为2Q,则每分钟电流通过线圈产生的热量为（）

A.480JB.1.452X106JC.2.64X104JD.880J

【解析】

每分钟（t=lmin=60s）电流通过线圈产生的热量为：Q=I2R（=（2A）?X2。X60s=480J。

故BCD错误；A正确。

故选：Ao

3、下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是（）

A.电热孵化器孵小鸡B.电热水壶烧水

C.电熨斗熨衣服D.电脑防热风扇

【解析】

A、用电热孵化器孵小鸡，将旦能转化为内能，属于利用电流的热效应，故A不符合题意;

B、使用电热水壶烧水，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故B不符合题意；

C、用电熨斗熨衣服，将电能转化为内能，属于利用电流的热效应，故C不符合题意：

D、启动电脑防热风扇可给电脑降温，是为了防止电热产生危害，故D符合题意。

故选：Do

对应训练：

1，如图是探究焦耳定律的实验装置，两个烧瓶中装着等质量、等温度的煤油，电阻阻值区下母。闭

合开关一段时间后，记录两支温度计的示数。下列说法中正饰的是（）

A.闭合开关，电阻两端的电压关系为UiVU2

B.通电Imin后R?所在的烧瓶温度计示数更高

C.温度计示数的变化可反映电阻产生热量的多少

D.该装置只能探究电流产生的热量与电阻大小的关系

2、将阻值为40C的电阻丝接在电源两端,通电lOmin,电流产生的热量是l.SXIO3；,若将阻值20

Q的电阻丝接入同一电源的两端，通电20min,电流产生的热量是（）

A.6X104JB.3X103JC.6X105JD.12X104J

3、在生产和生活中许多地方要利用电热，有的时候乂要尽量避免电热的产生。以下电器或者设备中

是为了避免电热产生的是（）

A.养鸡场采用电热孵化器，使孵化雏鸡规模化

B.输电线常采用铜线或者铝线作为芯线

C.利用电流进行金属冶炼

D.利用电烙铁焊接线路板

课后练习单

练习题:

一、填空题（共5题）

1.家庭使用的电饭煲是利用电流的—工作的，电饭煲通过导线接到电路里，通电后电饭煲内的

电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，这是因为电炉丝的—（选填“电流〃或“电阻”）

比导线大得多。

2.如图所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置，已知R中-R7-10在探究电

流通过导体产生的热晶与电阻大小的关系时，应将两电阻丝在电路C该实验用到检研究方法

（写出一种方法即可）

3•一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210。它的额定功率是

S,在额定电压下通电10mtn产生____］热量。

4.小明用毛皮摩擦过的橡胶棒与悬挂着的泡沫小球靠近时，它们相互排斥，则该泡沫小球带

电；小明发现空调与台灯的电源线虽然都是铜线，但规格明显不同，这主要是因为—（填"长

度”或“横截面积〃）对导线电阻的影响；小明家的空调电辅热系统的电阻丝阻值为40a工作时

的电流为5A,则通电10s电阻丝产生的热量为.

5.一台电动机正常工作时的电压为380V,线圈的电阻2a通过线圈的电流10A这台电动机

工作1min，线圈产生的热量是—Jo那么它的电功率是—W。

二、选择题（共3题）

6,下列利用〃电流热效应〃工作的是

A.电冰箱B.电风扇C.电饭锅D.发光二极管

7.如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关〃的实验装置，通电前，4、B两

个U型管的液面相平，通电一段时间后，通过A1、R2的电流分别为/】、/丁则

B.>/2,4管中的液面较高

C.。=卜4管中的液面较高D.人<与4管中的液面较低

8.小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝搭在一起，电热毯仍能使用，但不久乂

会在搭接处烧断。会在搭接处烧断的原因是

A.电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热

B.电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热

C.电阻丝上搭接处电流比其它处电流小，造成局部过然

D.电阻丝上搭接处电流比其它处电流大，造成局部过热

三、实验题(共T题)

9.为了探究“电流产生的热量与电阻大小的关系〃，小伟同学采用了如图的实验装置，其中々〈K犬

(1)甲、乙两瓶中装入质量和初温相同的同种液体的目的是便于通过温度计升高示数的多少反映

的多少，这种实验方法物理学中称为法。

(2)实验中＞R2采用串联连接是为了控制和通电时间相同。

(3)在通电时间相同时，两瓶内温度计示数上升较多的是—(填"甲〃或"乙”)瓶。

选做题：

一、计算题(共2题)

10.如图所示，电源电压恒为12。R为电阻箱。闭合开关S，调节电阻箱使其阻值为10。时,

电流表示数为0.6/，灯泡正常发光；再将甩阻箱阻值调为20。时，电流表示数为0.5余求:

(1)小灯泡正常发光时的电阻。

(2)电阻箱阻值调为20〃时，灯泡消耗的功率为多少？

(3)电阻箱阻值调为20〃时，Imin内电阻箱上产生的热量是多少？

11.如图所示电路，已知电源电压为6V，的阻值为2aR2的限值为3£，K?的阻值为6a

求：

(1)S］、s2都闭合时电流表的示数。

(2)S］、S?都断开时电路的总功率。

(3)只闭合Sr电路工作10,产生的热量。

答案部分

知识梳理

1、（1）内能；（2）①电流；通电时间；电阻的大小；③右；④多；（3）①电阻；通电时间；电流;

③左；④多；（3）电阻；电流；通电时间。

2、（1）电流的二次方成正比；电阻成正比；通电时间成正比。（2）Q=12Rt。

3、（I）电热；（2）散热；安全隐患。

思考讨论

U2

1、灯泡的额定电压相同，正常工作的时间相同，根据。=卬=7一可知，电阻越小，产生的热量越

多，其前提条件是电压相同；

在电流相同时，正常工作的时间相同，根据Q=FRI可知，电阻越大，产生的热量越多，其前提条件

是电流相同：

所以，在各自的前提条件下，两种说法都是正确的，并不矛盾。

2、（1）电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生

2

1U

的热量Q等于消耗的电能，即W=0=/-a=

R

⑵若电流做的功只有一部分转化为电热，则只可用焦耳定律来计算。因为许多用电器除了产生电热

外，还要产生其他能量，如电动机主要是产生机械能，电镀槽会产生化学能，收音机主要产生声能等,

这些情况下Q<W,>

对应训练：

1、C；2^C；3、Bo

练习题

一、填空题（共5题）

1.【答案】热效应；电阻

【解析】电饭煲工作时，将电能转化为内能，是利用电沆的热效应工作的；

电饭煲在使用时，电饭煲和导线串联，/电所？■匕线，通电时间I相同，由Q=/Z肋、

R电市出>/?景《可知：电流产生的热量：Q电'号式，从而出现电饭煲内的电炉丝热得发红，

但跟电炉丝连接的导线都不怎么热的现象。

2.【答案】串联；转换法或控制变量法

【解析】已知R甲=5。，R乙=10。，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时,

应控制电流和通电时间相同，即需要将两个电阻丝串联接入电路即可：本实验中用温度计示数变

化来反映电阻产生热量的多少，用了转换法；在探究电流通过导体产生热量与电阻大小关系时，

控制了电流和通电时间相同，用了控制变量法。

3.【答案】M;2400€

4.【答案】负；横截面积；

【解析】毛皮摩擦过的橡胶棒带负电，毛皮摩擦过的橡胶棒去靠近悬挂的泡沫小球，发现泡沫小

球被排斥，则泡沫小球一定带电，且带负电。

空调与台灯的电源线虽然都是铜线，但规格明显不同，因为空调线的横截面积大，电阻小，故这

主要是因为横截面积对导线电阻的影响的；

据焦耳定律可知，此时产生的热量是：

Q=/2ltt=(5A)2x4011X10«=10000卜

5.【答案】1.2X104;3.8X103

【解析】。=尸敢=(10^)(2。)(60*=12X104)，

P=l//=380Vxl0A=3.8xl0,Wo

二、选择题(共3题)

6.【答案】C

【解析】AB、电冰箱、电风扇工作时，主要是电能转化为机械能。故A、B不符合题意；

C、电饭锅工作时电能转化为内能。故C符合题意；

D、发光二极管工作时电能主要转化为光能。故D不符合题意。

故选：Co

7.【答案】B

【解析】由图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，

并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以故A、C、D错误；

由Q=I?Rt可知，通电时间相同时，八A4，&==所以左侧甲电阻产生的热量较多，

密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A测

玻璃管液面较高。

8.【答案】B

【解析】由于在搭接，接触面积较小，电阻较大，而通过电流不小，根据公式。=产址可知，

此处发热较多，所以会烧断，故应选B。

三、实验题(共1题)

9.【答案】

(1)导体放出热量；转换

(2)电流

(3)乙

【解析】

(1)实验中根据温度计的示数，来判断导体放出热的多少，这种方法叫转换法。

(2)实验中&、R2串联连接，则通过这两个电阻的电流是相同的.

(3)在通电时间相同、电流相同时，电阻越大，产生的热量越多，乙中甩阻的阻值大，产生的热

量多，温度计示数上升较多。

选做题：

一、计算题(共2题)

10.【答案】

(1)10£

(2)

⑶300)

【解析】

(1)由图知小灯泡与电阻箱串联，

由/■，可得，电阻箱两瑞的电压：

l/|r=/^