2026-2027学年北师大版九年级物理全一册《13.3 电流的热效应》同步练习题（带答案）

第页2026-2027学年北师大版九年级物理全一册《13.3电流的热效应》同步练习题（带答案）知识精讲一、电流的热效应1.定义电流通过导体时，电能转化为内能，使导体发热的现象叫电流的热效应。2.实质电能转化为内能的过程（电流做功，一部分或全部转化为内能）。3.影响因素（焦耳定律）电流产生的热量与电流、电阻、通电时间有关：电流越大，产生的热量越多电阻越大，产生的热量越多通电时间越长，产生的热量越多二、焦耳定律（核心）1.内容电流通过导体产生的热量，与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。2.公式Q=I2Rt（Q—热量，单位J；I—电流，单位A；R—电阻，单位Ω；t—时间，单位s）3.单位焦耳（J），与电功、电能单位相同。4.公式说明Q=I²Rt是普遍适用的，无论纯电阻还是非纯电阻电路都成立由欧姆定律可推导（仅纯电阻电路）：

Q=UIt=U2t/R=Pt三、电功与电热的关系（重点、易错点）1.纯电阻电路电能全部转化为内能W=Q，即UIt=I²Rt公式通用：Q=I²Rt=UIt=U²t/R=Pt实例：电炉、白炽灯、电饭锅、电热水器、电熨斗2.非纯电阻电路电能一部分转化为内能，一部分转化为机械能/化学能W>Q，即UIt>I²Rt电功只能用W=UIt计算，电热只能用Q=I²Rt计算能量关系：W=Q+W其他（如W=Q+W机械）实例：电动机、电解槽、充电器3.对比表项目纯电阻电路非纯电阻电路能量转化电能→内能电能→内能+其他能W与Q关系W=QW>Q电功计算W=UIt=I²Rt=U²t/RW=UIt（只能用此式）电热计算Q=I²Rt=UIt=U²t/RQ=I²Rt（只能用此式）欧姆定律适用不适用四、电热的利用与防止1.电热的利用（电热器）原理：利用电流的热效应工作组成：发热体（电阻率大、熔点高的材料，如镍铬合金丝）实例：电饭锅、电热水壶、电熨斗、电暖器、电烤箱、电热毯2.电热的防止（散热）危害：用电器过热可能烧坏，甚至引发火灾措施：计算机、电视机等留有散热孔电动机外壳装散热片、风扇导线选择合适粗细（减小电阻）避免长时间超负荷使用五、串并联电路中电热规律1.串联电路电流相等，通电时间相同Q₁:Q₂=R₁:R₂（热量与电阻成正比）2.并联电路电压相等，通电时间相同Q₁:Q₂=R₂:R₁（热量与电阻成反比）3.重要结论总热量：Q总=Q₁+Q₂串联时电阻大的发热多；并联时电阻小的发热多六、常见考点与解题思路焦耳定律基本计算：Q=I²Rt的直接应用纯电阻与非纯电阻的判断：先判断电路类型，再选公式电动机问题（高频考点）：总功率P总=UI发热功率P热=I²R机械功率P机械=P总−P热=UI−I²R效率η=P机械/P总×100%电热与电功的比较：纯电阻W=Q；非纯电阻W>Q串并联热量分配：串联正比、并联反比电热器挡位问题：结合P=U²/R分析高温挡、低温挡（电阻小功率大）基础巩固+能力提升一、单选题：本大题共10小题，共20分。1.下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是(

)A.养鸡场使用电热孵化器孵小鸡

B.家里使用电热水壶烧水

C.小明妈妈用电熨斗熨衣服

D.电脑温度过高时，风扇会及时启动，给电脑降温2.如图是探究电热的多少跟什么因素有关的实验装置，两个相同的透明容器中密封着等量的空气。下列说法正确的是(

)

A.U形管中液面高度变化主要是由U形管中液体热胀冷缩引起的

B.图甲中右侧管中液柱上升得高，说明通电相同时间，电阻越大，则通电电流越大，产生的热量越多

C.若将图乙中容器外5Ω的电阻换成10Ω，则不能探究电流通过导体产生的热量与电流的关系

D.图乙中左侧管中液柱上升得高，说明两个相同的电阻丝通电相同时间，电流越小，产生的热量越少3.如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1=R3，R2=R4A.甲、乙、丙、丁 B.丁、丙、乙、甲 C.丙、丁、乙、甲 D.甲、乙、丁、丙4.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，下列说法正确的是(

)A.通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小

B.将R2和R3都换成10Ω的电阻丝，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系

C.该实验装置利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝产生热量的多少

D.若通过R1的电流为2A，通电1min，R5.对焦耳定律的理解，下列说法正确的是(

)A.导体通电时间越长，导体产生的热量越多

B.导体电阻越大，通电后导体产生的热量越多

C.通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多

D.导体电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多6.甲、乙两电热丝电阻之比为1:3，通过的电流之比为3:1，则相同时间内产生的热量之比为(

)A.1:2 B.2:1 C.1:3 D.3:17.如图所示，是“探究电流通过导体时产生热量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。下列说法错误的是(

)

A.U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故

B.通电后，透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的

C.图甲中，通电一段时间后，左、右两边容器内电阻产生的热量之比是1:2

D.图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系8.取口香糖锡纸，剪成如图所示形状，其中AB和CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池正、负极，如图所示，发现锡纸条AB段很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是(

)A.通过AB的电流小于通过CD的电流

B.锡是导体，将锡纸两端连接电池正、负极会发生短路

C.AB段两端电压小于CD段两端电压

D.AB段电阻小于CD段的电阻9.如图甲所示的模拟调光灯电路，电源电压恒定，R1为定值电阻。闭合开关S后，将滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动，直至灯泡L正常发光。此过程中，电流表A的示数随两电压表V1、V2(电压表V2未画出)A.电源电压为4V

B.滑片处于最右端的时候，定值电阻R1与灯泡L的电功率之比为1：1

C.灯泡正常发光时，定值电阻R1在1min内产生的热量为11.25J

D.10.图甲是小灯泡L和电阻R的I−U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示电路中，只闭合开关S1时，小灯泡L的实际功率为1W。下列说法错误的是(

)

A.只闭合开关S1时，小灯泡L的电阻为4ΩB.再闭合开关S2时，电流表示数增加0.2A

C.再闭合开关S2时，电路总功率为1.4WD.再闭合开关S2后，在1min二、填空题：本大题共6小题，共12分。11.在图甲所示的电路中，闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表A1的示数变大，此时两电流表指针都指在刻度盘的中央，均如乙图所示，则通过R1的电流为

A，R1:R2=12.一款电热水龙头的简化电路如图所示。如表所示是它铭牌上的参数。电源电压恒定不变，R1和R2为发热电阻。当开关S、S1均闭合时，通电20 s电热水龙头产生的热量是

J，电阻R1和R2额定电压220 V额定功率高温挡2200 W低温挡440 W

13.如图所示，轿车后窗玻璃的内壁上有“除雾器”，实际上是一些平行很窄的“细丝条”，驾驶员可以通过开关对其进行控制，当通电时这些“细丝条”发热。“细丝条”是

(选填“导体”或“绝缘体”)，由于电流的

效应“细丝条”会发热，某款汽车后窗除雾使用车载12V电源直接供电，其电热丝阻值为2Ω，则该除雾器1分钟产生的热量为

.J。

14.如图是电饭锅内部的简化电路图，R1、R2均为发热电阻，将开关S分别置于1、2两位置时，电饭锅处于不同挡位。已知R2的阻值为110Ω。当开关S置于2位置时，电饭锅处于

(选填“高温”或“低温”)挡，该挡位正常工作10min产生的热量是

15.如图所示电路中，电源电压不变，电阻R1=20Ω，R2=40Ω，闭合开关S，电流表A的示数为0.3A，通电1min电阻R2产生的热量为

16.2025年9月26日，神舟二十号航天员乘组圆满完成第四次出舱活动。航天员所穿舱外航天服的温控系统精准保障体温，该系统利用电阻丝发热调节温度，电阻丝工作时利用了电流的

效应；若某电阻丝阻值为50Ω，通过的恒定电流为0.2A，则其工作时的电功率为

W，该电阻丝10s内产生的热量为

J。三、实验探究题：本大题共2小题，共12分。17.在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图甲、乙所示。两个透明容器中密封着等质量的空气。

(1)实验中，我们是通过观察U形管中液面的

来比较各容器中电阻丝产生热量的多少的，这种物理研究方法称为

法(2)在图甲中，通过两个电阻丝的电流

；图中U形管

(选填“是”或“不是”)连通器，一段时间后U形管中液面如图甲所示，可以得出结论：在电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与导体的

有关(3)由公式可知，图乙中左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为

(4)小明同学设计了如图丙所示的实验，实验时，电阻丝需浸在

相同、初温相同的煤油中，实验通过观察

(选填“加热时间”或“温度计示数的变化”)来反映电阻丝产生热量的多少18.小明在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，通过U形管中水面的高度差来判断电阻产生热量的多少，装置的密封性能良好，电源电压为6V。

(1)图甲装置中R3的作用主要是使通过电阻R1、R2的电流

(选填“相等”或“不相等”)，为了使实验现象更明显，可以将R3的阻值换成更(2)图甲装置中，如果R3发生了断路，在通电时间相同的情况下，与R3未发生断路之前相比较，左侧U形管中液面的高度差将

((3)小明猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持他猜想的是______A.正常工作时，“36V，54W”的灯泡比“12V，6W”的灯泡亮

B.(4)为了验证猜想，小明选用了5Ω和10Ω的电阻丝进行实验，如图乙所示，闭合开关，他发现较长时间后两个U形管的高度差均不明显，原因是

。(写出一种可能)四、计算题：本大题共3小题，共24分。19.如图是一台电动机提升物体的示意图，电源电压为120V。电动机将一个质量为50kg的物体1s内匀速向上提升0.9m，电路中的电流为5A。(g取10N/kg)(1)求该电动机工作1s所产生的电热。(2)求电动机线圈的阻值。(3)当该物体上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，为什么这种情况下电动机容易烧坏?20.图甲是妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌。暖奶器具有加热、保温双重功能，当双触点开关连接触点1和2时为关闭状态，连接触点2和3时为保温状态，连接触点3和4时为加热状态。(温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为40℃)额定电压220V加热功率220W保温功率20W甲(1)求电阻R2(2)把400g牛奶从20℃加热到40℃，求牛奶吸收的热量。[(3)图乙是在暖奶器正常加热和保温过程中，400g牛奶的温度随时间变化的图像，求暖奶器在加热过程中的热效率。(结果保留到0.1%)21.如图所示，在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，甲、乙两个玻璃瓶内均装有质量为100g、初温为25∘C的绝缘液体，两个玻璃瓶中都有一段电阻丝R1=5Ω，R2(1)R(2)R(3)电流通过R1(4)液体的比热容(不计热量损失)。参考答案1.【答案】D

【解析】略2.【答案】D

【解析】电流通过导体产生的热量不能直接显示出来，容器中空气会由于热胀冷缩而使U形管液面出现高度差，由此反映出产生的热量多少，故A错误。

题图甲中两个电阻串联，串联电路中电流相等，通电时间也相同，根据Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多，故B错误。

题图乙中右侧两个5Ω的电阻并联后，再与左侧5Ω的电阻串联;若将题图乙中容器外5Ω的电阻换成10Ω，根据并联电路的电流关系可知，通过容器内电阻的电流是不同的，也可以研究电流通过导体产生的热量与电流的关系，故C错误。

题图乙中容器中电阻相等，容器中电阻的电流不同，可以用来探究产生的热量与电流大小的关系，两个相同的电阻丝通电相同时间，电流越小，产生的热量越少，故D3.【答案】C

【解析】根据题干知R左图中，R1与R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律

Q=I2Rt右图中，R3与R4并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式

Q=U2R在右图中，由

Q=U2Rt在左图中，因R2=2R1，由分压原理和串联电路电压的规律可知，

U2=23所以Q由①②③，我们可得出了这四个电阻产生的热量关系是：Q3>Q4>Q2>Q故选C。4.【答案】D

【解析】解：A.由图可知R2和R3并联再与R1串联，则I1>I2，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，通电一段时间后，左侧容器中密封着的空气比右侧容器中密封着的空气吸收的热量多，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大，故A错误；

B.探究电流产生的热量与电阻的关系时，应控制通过R1和R2的电流相等，电阻不同，但此时通过R1和R2的电流不同，电阻不同，无法探究电流产生的热量与电阻的关系，故B错误；

C.根据实验装置可知，电流通过导体产生热量使容器中的空气受热膨胀，从而导致U形管中的液面会发生变化，虽然产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管液面高度差的变化来反映，故C错误；

D.若通过R1的电流为2A，因为R2=R3，则通过R2的电流为1A，通电1min，R2产生的热量Q2=5.【答案】D

【解析】略6.【答案】D

【解析】略7.【答案】B

【解析】略8.【答案】B

【解析】解：A.由于AB段和CD段是同一根锡纸条的不同部分，它们属于串联关系。在串联电路中，电流处处相等。因此，通过AB的电流等于通过CD的电流，故A错误。

B.锡是金属，属于导体。将锡纸条两端直接连接电池正负极，相当于用一根导线(锡纸)将电源两极直接相连，这会导致电源短路。短路时电流很大，锡纸会迅速发热。题目中AB段着火正是因为短路时大电流通过高电阻部分产生大量热量，故B正确。

CD.根据欧姆定律

U=IR，电流I相同，电压U与电阻R成正比。我们需要先判断AB和CD的电阻大小。

从图中可以看出，AB段较窄(横截面积小)，CD段较宽(横截面积大)，且AB和CD等长。AB段的横截面积S小，所以电阻大。即AB段两端电压大于CD段两端电压，故CD错误。

故选：B。

AB段着火是因为其电阻大，根据

Q=I2Rt9.【答案】B

【解析】解：

A、由图甲可知，灯泡L、R1、R2串联在电路中，电压表V1测量灯泡L两端的电压。开关闭合，滑动变阻器R2的滑片P由最右端向左移动时，滑动变阻器连入电路的阻值减小，由于电源电压不变，由欧姆定律可知，电路中的电流变大，灯泡两端的电压变大，即电压表V1示数变大，对应图乙中的图像①。而图像②表示电流变大时，电压表示数变小，所以电压表V2可能是测量R1、R2两端电压或者是R2两端电压。因为串联电路电压等于各串联用电器电压之和，所以由两电压表示数之和不相等可知，电压表测量的是则电源电压：U=UL+U2+IR则电源电压：U=ULˊ+U2ˊ+IˊR1=2.5V+0.75V+0.25A×R1②

由①②可求得：R1=5Ω\U=4.5V，故A错误。

B.滑片在最右端时，根据I1=0.1A和UL1=0.5V可得定值电阻R1的电功率P1=I12R1=(0.1A)2×5Ω=0.05W

灯泡的电功率PL=UL1I1=0.5V×0.1A=0.05W

因此P1：PL=1：1故B正确。

C.灯泡正常发光时，由图像可知I3=0.25A定值电阻R1在1min内产生的热量Q1=I32R1t=(0.25A)2×5Ω×60s=18.75J

不是11.25J，故C错误。

D.灯泡正常发光时，滑动变阻器接入电路的阻值最小，由图像可知I3=0.25A,UL3=2.5V根据串联电路电压关系可得R2min=U−10.【答案】D

【解析】略11.【答案】1.21:44:1

【解析】解题思路如下：

12.【答案】440001:4

【解析】略13.【答案】导体热4320

【解析】【详解】[1]“细丝条”通电发热，说明其容易导电，所以“细丝条”是导体。[2]“细丝条”发热时将电能转化为内能，该现象是电流的热效应。[3]该除雾器属于纯电阻，1分钟产生的热量为

Q=W=14.【答案】低温2.64×

【解析】解：由P=U2R可知电源电压一定时，电阻越小，电功率越大；由图可知，当开关S置于1时，R1、R2并联，电路中的总电阻较小，电路中的总功率较大，电饭锅处于高温挡；当开关S置于2时，只有R2工作，电路中的总电阻较大，电路中的总功率较小，电饭锅处于低温挡；

低温挡正常工作10min产生的热量为：

Q=W=U2R2t=(220V)215.【答案】24

【解析】解：由图可知，电阻R1与R2并联，电流表测干路电流。

根据1R=1并联电路各支路两端的电压相等，故R2两端的电压：通电1min电阻R2产生的热量：Q2=I22Rt=U2R2t=(4V)240Ω×60s=24J。

故答案为：2416.【答案】热220

【解析】略17.【答案】【小题1】高度差转换【小题2】相等不是电阻【小题3】4：1【小题4】质量温度计示数的变化

【解析】1.

实验中，电流通过导体产生热量，封闭容器内的空气吸收热量膨胀，从而推动液柱移动，使得U形管左右两侧液面存在高度差，U形管左右两侧液面高度差越大，说明空气吸收热量越多，即电流通过导体产生的热量越多，所以可以通过U形管左右两侧液面高度差来反映电流通过导体产生热量的多少；将不易观察比较的电流通过导体产生热量的多少转换为容易观察比较的U形管左右两侧液面高度差，这种运用的研究问题的方法叫转换法

2.

甲图中两个电阻串联，电流相等；

连通器是上端开口、底部相连通的容器，U形管其中一边上端没有开口，所以不是连通器；

甲图U形管两侧液面高度差不同，说明两个电阻产生的热量不同，又两个电阻的阻值不同，通过的电流和通电时间相同，所以可以说明在电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关

3.

由图乙可知，三个电阻的阻值相等，其中左边的电阻在干路上，右边的两个电阻并联，根据并联电压规律可知，右边两个电阻两端的电压相等，根据欧姆定律可知，通过右边两个电阻的电流相等，根据并联电流规律可知，通过左侧盒子电阻的电流和右侧盒子电阻的电流关系为2：1；当通电时间和电阻相同时，由焦耳定律Q=I2Rt可知左右两侧盒子中的电阻产生的热量之比为4：1

4.

电阻丝产生的热量被煤油吸收，Q=cm△t可知当煤油的质量相同时，煤油吸收的热量越多，煤油温度升高得越多，所以实验中需控制煤油的质量相同并通过观察温度计示数的变化来反映电阻丝产生热量的多少18.【答案】【小题1】不相等小【小题2】变小【小题3】C【小题4】电路中电流太小

【解析】解：(1)根据控制变量法思想，图甲装置中，R2与R3并联然后与R1串联，所以通过它们的电流是不相等的。实验要探究电热与电流的关系，应使通过R1

与R2的电流相差大一点，现象才明显。由并联电路电流与电阻成反比可知，可以将R3换成阻值更小的电阻。

(2)根据控制变量法思想，图甲装置中，如果R3发生了断路，那么R1

与R2就串联了，则通过它们的电流相同了，通电时间和电阻也相同的情况下，产生的电热相同，则左右U形管液面高度差相同，与R3未发生断路之前相