人教版九年级物理 焦耳定律 同步练习

第十八章电功率

第4节焦耳定律

基础过关

一、电流的热效应

1.如图所示是•款暖宝宝，通电后其内部加热棒可以对液体进行加热，这是利用了电流具有

效应。在加热过程中，加热棒将电能转化为能，为了能使暖宝放出更多的热量，暖宝

内应充入比热容（填"大''或"小”）的液体。

2.下列利用电流热效应工作的用电器是（）

A.电视机B.电风扇C.电脑D.电炉

3.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，两个透明容器中密封着

等量的空气，U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（）

A.该实验装置是为了探究导体产生的热量与电阻的关系

B.将左边容器中的电阻丝换成10C的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系

C.通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大

D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的

4.如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量

的空气。

（1）实验中，通过观察,可比较电阻丝产生的热量的多少;

（2）甲装置可探究电流产生的热量与的关系；

（3）乙装置中的电阻&的作用主要是o

二、焦耳定律

5.1841年英国物理学家通过实验得出电流通过导体时将电能转化为内能的规律，即焦耳

定律。该规律的内容是：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；表达式为。

6.小夏在户外拓展训练中，将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形，两端分别接在一节

干电池的正负极上，锡纸就可以燃烧取火，如图，锡纸通电后会在________（选填“两端”或“中间”）位置

先燃烧起来，这是因为电流的效应。

7.下列家用电器中，相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是（）

A.电熨斗B.电水壶C.电风扇D.电饭锅

8.一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210Q。求:

（1）电烙铁的额定功率：

（2）电烙铁在额定电压下通电1（）分钟产生的热量；

9.计算机的散热电风扇两端的电压为I2V,通过它的电流为2A,电风扇线圈的电阻为0.6Q,则工

作10s钟消耗的电能为J,产生的热量是J,效率为o

三、电热的利用和防止

10.下列实例中，为了防止电热产生危害的是（）

A.用电熨斗熨衣服B.高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置

C.电视机的机壳上有许多小孔D.孵化家禽的电热孵卵机

巩固提高

II.将规格都是“220V、100DW”的一台空调、一台吹风机和电烤箱分别接入家庭电路中，通电时间

相司，下列说法正确的是（）

A.电烤箱产生的热量最多B.空调产生的热量最多

C.吹风机产生的热量最多D.三个用电器产生的热量一样多

12.利用如图装置可探究电流通过导体产生热量的多少与的关系。请你用笔画线代替导线

完成电路连接；闭合开关前，滑动变阻器滑片应该在______（选填或"B”）端。

HI50

13.电流通过导体，导体会发热的现象叫做电流的效应。当电流一定时，相同时间里导

体的电阻越大，产生的热量就o某电热器接在220V的电源上，其电阻是100Q,则通电

lOmin能产生的热量是.

14.小军利用如图所示装置探究电阻产生的热量与电流大小的关系。若通过R的电流为0.6A,通电

时间为60s,电阻&产生的热量为J。

15.某电饭锅内部电加热器原理电路如图所示，它有烧煮和保温两挡。开关S断开时，电饭锅处于

档，已知R=605Q,电坂锅烧煮时的功率是保温时的II倍，则&=。；该电饭锅烧煮

20mim,保温lOmin总共产生的电热是___________J。（不计热量损失）

拓展培优

16.将电能输送到几百千米之外的用户，在输电线上会有能量的损耗，这主要是由于电流的

效应引起的。某段输电线路的总电阻为O.5Q,输送电流为1OOA,每输电Imin,这段线路便会损耗

______J的电能。

17.下列利用电流热效应工作的用电器是（）

A.电视机B.电风扇C.电脑D.电炉

18.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，A、R两个

U形管的液面相平，通电一段时间后，通过R、Rz的电流分别为八、h，则（)

甲乙

A./,=/2,A管中的液面较低B./（＞Z2,A管中的液面较高

C./i=/2,A管中的液面较高D.A管中的液面较低

19.（）小坦在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说明书，知道电熨斗有“低温”、“高温”两

个挡位，其简化电路如图所示，Ri、R?是电热丝，Ri=48.4C,七=96.8。，S为旋转式开关。当她旋转触片

接触触点1和2时，电熨斗为挡位，该挡位通电Imin,电流产生的热量为Jo

220V

20.如图甲为一只家用电吹风，它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。

（1）小丽给家里的猫咪洗完澡，用电吹风帮猫咪吹干毛发后，发现原本干净的电吹风尾部吸附了不

少毛发，造成这一现象的物理原理是；

（2）如图乙为电吹风的内部电路简图，通过开关$和S2实现冷风和热风两挡功能，电热丝应该接

在绍中（选填或"ZT）位置：

（3）该电吹风的部分参数如下表，电吹风冷风挡正常工作时，通过风扇的电流是多少？（保留两位

小数）电热丝的电阻及其Imin内产生的热量是多少？

额定电压220V

热风功率125OW

冷风功率40W

第十八章电功率

第4节焦耳定律

基础过关

一、电流的热效应

1.如图所示是一款暖宝宝，通电后其内部加热棒可以对液体进行加热，这是利用了电流具有

效应。在加热过程中，加热棒将电能转化为能，为了能使暖宝放出更多的热量，暖宝

内应充入比热容（填“大”或“小”）的液体。

【答案】热，内，大。

【详解】加热棒可以对液体进行加热是因为由于电流的热效应，电流流过导体时产生热量。

加热过程中，电能转化为暖宝内液体的内能，使其内部液体温度升高。

由吸热公式可得，在相同的条件下，比热容大的液体放出的热量更多，所以想要使暖宝放出更多的

热景，应该选用比热容大的液体,

2.下列利用电流热效应工作的用电器是（）

A.电视机B.电风扇C.电脑D.电炉

【答案】D

【详解】A.电视机工作时电能不是主要转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题

意；

B.电风扇工作时电能主要转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；

C.电脑工作时电能不是主要转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；

D.电炉工作时电能主要转化为内能，是利用电流热效应工作的，故D符合题意。

故选D。

3.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，两个透明容器中密封着

等量的空气，U形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（）

A.该实验装置是为了探究导体产生的热量与电阻的关系

B.将左边容器中的电阻丝换成10Q的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系

C.通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大

D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少的

【答案】C

【详解】A.图中容器中的电阻阻值相同，通过两个电阻的电流不同，所以该实验装置是为了探究导

体*生的热量与电流的关系，故A错误确；

B.将左边容器中的电阻丝换成10C的电阻丝后，则两个容器中的电阻阻值不同，通过两个电阻的

电流也不同，所以不能探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误;

C.图中容器中的电阻阻值相同，通过左边容器中电阻的电流大于通过右边容器中电阻的电流，由

。=於心可知，通电一段时间后，左边容器中电阻产生的热量大于右边容器中电阻产生的热量，所以左侧

U形管中液面的高度差比右侧的大，故C止确；

D.该实验装置中U形管中液体的的高度差反映电阻丝放出热量的多少的，故D错误。

故选C。

4.如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量

的空气。

4=5。乙&=5。

（1）实验中，通过观察,可比较电阻丝产生的热晶的多少；

（2）甲装置可探究电流产生的热量与的关系；

（3）乙装置中的电阻鼻的作用主要是o

【答案】（1）U型管中液柱的高度差；（2）电阻；（3）使通过Q、&的电流不同.

【详解】（1）利用转换法，通过观察U形管液面高度差，就可比较电阻丝产生的热量的多少。

（2）甲装置中两个电阻串联，当电流和通电时间相等时，探究电流产生的热量与电阻的关系。

（3）乙装置要探究电流产生的热量与电流的关系，所以需要控制电阻和通电时间相同，电流不同，

将此和4并联，R3可以起分流的作用，使通过凡和R2的电流不相等.

二、焦耳定律

5.1841年英国物理学家通过实验得出电流通过导体时将电能转化为内能的规律，即焦耳

定律。该规律的内容是：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；表达式为。

2

【答案】焦耳：电流的二次方：电阻：通电时间；Q=IRto

【详解】1841年英国物理学家焦耳通过实验得出电流通过导体时将电能转化为内能的规律一焦耳

定律。该规律的内容是：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；表达式是6户我九

6.小夏在户外拓展训练中，将一张口香糖的包装锡纸撕成中间窄两端宽的条形，两端分别接在一节

干电池的正负极上，锡纸就可以燃烧取火，如图，锡纸通电后会在（选填“两端”或“中间”）位置

先燃烧起来，这是因为电流的效应。

【答案】中间，热。

【详解】锡纸撕成中间窄两端宽，则中间部分电阻大，当巨流和通电时间相同时，电阻越大，产生

的热越多，故中间部分先燃烧起来，锡纸通电后燃烧是因为电流产生热，利用电流的热效应。

7.下列家用电器中，相同时间内产生的热量远小于其消耗电能的是（）

A.电熨斗B.电水壶C.电风扇D.电饭锅

【答案】C

【详解】电熨斗、电水壶、电饭锅三个用电器都是纯电阻的，电流通过它们做功电能全部转化为热

能，而电流通过电风扇做功是将电能大部分转化为机械能使风扇转动，只有一少部分转化为热能，故

ABD不符合题意，C符合题意。

故选C。

8.一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是I210Q。求：

（1）电烙铁的额定功率；

（2）电烙铁在额定电压下通电10分钟产生的热量；

4

【答案】（1）40W；（2）2.4X10Jo

【详解】⑴电烙铁的额定功率。滋=嗜二号篙2=40W

（2）电烙铁在额定电压下通电1（）分钟产生的热量W=P/=40WXIOX6Os=2.4XIO4J

9.计算机的散热电风扇两端的电压为12V,通过它的电流为2A,电风扇线圈的电阻为Q6Q,则工

作10s钟消耗的电能为J,产生的热量是J,效率为o

【答案】240,24,90%o

【详解】工作10s钟消耗的电能为W=U/Z=12VX2AX10s=240J

产生的热量是2=尸放=（2A）2X0.6QX10S=24J

三、电热的利用和防止

10.下列实例中，为了防止电热产生危害的是（）

A.用电熨斗熨衣服B.高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置

C.电视机的机壳上有许多小孔D.孵化家禽的电热孵卵机

【答案】C

【详解】ABD.电熨斗、高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置、孵化家禽的电热孵卵机都是利用

电热来为人类服务，故ABD不符合题意；

C.电视机的机壳上有许多小孔是为了把各电器元件工作时产生的热量及时散失掉，即是为了防止电

热危害，故C符合题意。

故选c。

巩固提高

II.将规格都是“220V、100DW”的一台空调、一台吹风机和电烤箱分别接入家庭电路中，通电时间

相司，下列说法正确的是（）

A.电烤箱产生的热量最多B.空调产生的热量最多

C.吹风机产生的热量最多D.三个用电器产生的热量一样多

【答案】A

【详解】家庭电路电压是220V,三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是1000W,通电相

同时间，由*P/可知，三个用电器在相同时内消耗的电能相同。

A.电烤箱工作时，电能全部转化为内能，产生的热量最多，故A正确；

B.空调工作时，大部分电能使压缩机和电风扇转动，转化成机械能；只有一小部分电能使压缩机和

电风扇的线圈发热，产生少量的热量，故B不正确；

C.吹风机工作时，一部分电能使风扇转动，转化成机械能；一部分电能使电热丝发热，产生热量，

故C不正确。

D.三个用电器消耗的电能相同，但产生的热量不同，故D不正确。

故选A。

12.利用如图装置可探究电流通过导体产生热量的多少与的关系。请你用笔画线代替导线

完成电路连接；闭合开关前，滑动变阻器滑片应该在（选填"A”或"B”）端。

【答案】电流；见下图；B.

【详解】电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的巨阻和通电时间有关，研究与其中一个因

素的关系时，要控制另外两个因素不变。上图装置中，右侧两个5Q的电阻并联后再与左侧一个5Q的电

阻串联，根据串联电路的电流特点可知，通过右侧两个电阻的总电流和通过左侧电阻的电流相等，即/右

二/左，两个5c的电阻并联，根据并联电路的电流特点知内+/外所以有/左〉/内

容器内的电阻值都是5Q,阻值相等，通电时间相等，电流不同，故探究电流产生热量跟电流的关

系，

滑动变阻器采用一上一下的接法连入电路中，实物图连接如下图所示。为了保护电路，闭合开关前

滑动变阻器阻值应调至最大，即滑片移至B端。

13.电流通过导体，导体会发热的现象叫做电流的效应。当电流一定时，相同时间里导

体的电阻越大，产生的热量就o某电热器接在220V的电源上，其电阻是I00C,则通电

lOmin能产生的热量是Jo

【答案】热，越大,2.904x10s

【详解】电流通过导体，由于电能转化为内能，导体就会发热，这种现象叫做电流的热效应。

由公式。=尸即可知，当电流一定时，相同时间里导体的电皿越大，产生的热量就越多。

电热器是纯电阻电路，电流做功全部用来产生热量，电热器产生的热量

U2(220V)2。

Q=W=-^t=-]0OQxl0x60s=2.904xl(TJ

14.小军利用如图所示装置探究电阻产生的热量与电流大小的关系。若通过尺的电流为0.6A,通电

时间为60s,电阻力产生的热量为Jo

【答案】54

【详解】由图可知，电阻&与凡并联后再与4串联，根据串并联电路的特点可知，通过凡的电流

等于通过&、R的电流之和，

而&、弋的阻值相等，根据欧姆定律可知，通过以、R的电流相等，则通过R2的电流

Z2=O.5/I=O.3A

通电时间为60s,电流通过/?2产生的热量。2,2%2/=(0.3A)2X10QX60S=54J

15.某电饭锅内部电加热器原理电路如图所示，它有烧煮和保温两挡。开关S断开时，电饭锅处于

档，已知Ri=6()5C,电坂锅烧煮时的功率是保温时的II倍，则&=。：该电饭锅烧煮

20mim,保温lOmin总共产生的电热是__________J。(不计热量损失)

【答案】保温；60.5；1.104X106

【详解】由电路图知，当开关S断开时，电路是凡工作的电路，此时较开关闭合时电阻大，据

P=U?/R得,电饭锅处于保温挡。

保温挡时，电功率P保注=券AJ二祭OU.c-=80W

则烧煮时的功率。侬=110保产11X80W=880W

由题意知，开关闭合时，两电阻处于并联，此时是烧煮挡。那么电阻R2的电功率

P2=P优点-P«A\=88OW-8OW=8OOW

U2（220V）2

则&=五=8oow=60.5C

该电饭锅烧煮20min、保温lOmin总共产生的电热

6

Q=P烧煮h+P保&r2=880Wx20x60s+80Wx10x60s=1.104x10J

拓展培优

16.将电能输送到几百千米之外的用户，在输电线上会有能量的损耗，这主要是由于电流的

效应引起的。某段输电线路的总电阻为0.5Q,输送电流为100A,每输电Imin,这段线路便会损耗

______J的电能。

【答案】热，3X105

【详解】由于饰电线有电阻，电流通过导体一部分电能转化为内能，造成电能的损耗，这种现象叫

电流的热效应。

根据焦耳定律可得，这段电路损耗的电能为行尸.:（100A）2X0.5nX60s=3X105J

17.下列利用电流热效应工作的用电器是（）

A.电视机B.电风扇C.电脑D.电炉

【答案】D

【详解】A.电视机工作时电能不是主要转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故A不符合题

意；

B.电风扇工作时电能主要转化为机械能，不是利用电流热效应工作的，故B不符合题意；

C.电脑工作时电能不是主要转化为内能，不是利用电流热效应工作的，故C不符合题意；

D.电炉工作时电能主要转化为内能，是利用电流热效应工作的，故D符合题意。

故选D。

18.如图是探究“电流通过导体时产生热显的多少跟什么因素有关”的实验装置，通电前，A、B两个

U形管的液面相平，通电一段时间后，通过R、R?的电流分别为八、小则（)

甲乙

A./,=/2,A管中的液面较低B./（＞Z2,A管中的液面较高

C./i=/2,A管中的液面较高D.A管中的液面较低

【答案】B

【详解】由题图可知，右侧两电阻丝并联后与左侧电阻丝串联，根据并联电路中干路电流等于各支

路电流之和可知，由。=/2应可知，通电时间相同时，AM，R尸肥，所以左侧电阻产生的热量较

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。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。

19.O小川在妈妈指导下用电敏斗熨语衣服..她首先阅读说明书,知道电敏斗有“低:温”、"高温''两

个挡位,其简化电路如图所示,Ri、&是电热丝,R=48.4Q,取=96.8。,S为旋转式开关。当她旋转触片

接触触点I和2时，电熨斗为挡位，该挡位通电Imin,电流产生的热量为Jo

220V

【答案】低温;6xl04

【详解】根据P=U2/R可知，当电压一定时，电阻越大，功率越小，挡位越低。当旋转触片接触触点

I和2时，只有凡接入电路，电阻较大，功率较小，为低温挡：当旋转触片接触触点2和3时，电阻

幻、Rz并联，电阻较小，功率较大，为高温挡。

当旋转触片接触触点1和2时，只有R接入电路，为低温挡。