【新版辅导讲义】人教版九年级物理18.4 焦耳定律(含答案)

第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
焦耳定律
1．含义：电能转化成的_____（电流的热效应）
2．焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成_____，跟导体的电阻成_____，跟通电时间成正比。

3．计算公式：Q =_____(适用于所有电路)
对于纯电阻电路可推导出：
①串联电路中常用公式：Q =I 2Rt ，并联电路中常用公式：Q =U 2t /R
②计算总热量常用公式Q 总=_____（无论用电器串联或并联）
4．当用电器为__________时，电能全部转化成内能，W =Q ，特例：电动机为__________，W >Q 。

内能 正比 正比 I 2Rt Q 1+Q 2 纯电阻 非纯电阻
串、并联电路中的焦耳定律
对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q ＝W ），这时以下公式均成立Q =UIt ，
Q=U 2R t ，Q=Pt ；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。

求Q 时只能用Q =I 2Rt 。

1．在串联电路和并联电路中，电流产生的总热量等于部分电热之和；Q =Q 1+Q 2+Q 3+···。

2．串联电路中，各部分电路的热量与其电阻成正比，即Q 1Q 2 =R 1R 2 ；
并联电路中，各部分电路的热量与其电阻成反比，即Q 1Q 2 =R 2R 1 。

【例题】如图甲是某学校使用的电开水器，乙图是简化电路（R 1、R 2都是加热电阻）。

当加入冷水后，
开关接1位置，电开水器处于加热状态，将水烧开后，开关自动跳转到2位置，电开水器处于保湿状态，电开水器额定电压为220 V，容量为50 L，加热功率为5.5 kW。

[c水=4.2×103J/（kg·℃）]，求：
（1）R1的电阻；
（2）将水箱装满20 ℃的水加热到沸腾（标准大气压下），水吸收的热量；
（3）加满水烧开后，电开水器处于保温状态时，若无人接水，水每分钟放出的热量为6×104J，为保持水温不变，计算电阻R2的阻值。

1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是
A．电脑B．电饭煲C．电视机D．电风扇
2．发现通电导体产生热量与电流、电阻、通电时间关系的物理学家是
A．牛顿B．帕斯卡C．焦耳D．瓦特
3．如图所示，R1、R2为两根发热电阻丝，且R1＜R2，它们上面分别放有一根火柴，闭合开关S后，先燃烧的火柴是
A．甲B．乙C．同时燃烧D．无法判断
4．灯泡通电后灯丝已经热得发光，而连接灯泡的导线却不怎么热，其原因是
A．导线的绝缘皮隔热
B．通过导线的电流小于通过灯丝的电流
C．导线散热比灯丝快
D．导线的电阻远小于灯丝的电阻
5．如图是探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关的实验装置。

两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，通电后，观察两个U形管中液面高度的变化。

实验现象表明
A．在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多
B．在电阻相同、通过电阻的电流相同的情况下，电流通过一个电阻的时间越长，这个电阻产生的热量越多
C．在通过电阻的电流和时间都相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多
D．在通过电阻的电流和时间都相同的情况下，电阻越小，这个电阻产生的热量越多
6．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈电阻为2 ，线圈中电流为10 A。

这台电动机正常工作1 s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则
A．W=3 800 J，Q=200 J
B．W=3 800 J，Q=3 800 J
C．W=72 200 J，Q=200 J
D．W=72 200 J，Q=3 800 J
7．下列各种方法和措施中，不是为了防止电热危害的是
A．电脑机箱中安有电风扇
B．炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿
C．天气潮湿时，长期不用的电器隔一段时间要通一次电
D．电视机的后盖上有许多散热孔
8．由于电流的_____________效应，当电流通过电阻时会产生热量。

一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上，通过电阻丝的电流为_________A，在10 min内产生的热量为________________J。

9．一台电动机正常工作时，两端的电压为220 V，通过线圈的电流为10 A，若此线圈的电阻为2 Ω，那么它的电功率是_____W，这台电动机1 min内产生的热量是_____J。

10．一个5 Ω的电阻通过它的电流为2 A，在10 s内放出的热量是_____J，如果通过它的电流减小为原来的1/2，在相同时间内所放出的热量是原来的_____（设电阻值不变）。

11．有许多重大火灾都是因用电线路连接处接触不良所造成的。

当线路连接处接触不良时，该处的电阻将_ ____（填“减小”、“增大”或“不变”），在该接触处就会局部过热引起升温，接触处的电阻又将随着温度的升高而_____（填“减小”、“增大”或“不变”），从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾；
电炉丝与导线串联接到电路里，通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却不怎么热，造成上述现象的主要原因是___________________________________________________________。

12．李想为了验证“电阻和通电时间一定时，电流越大，通过导体产生的热量越多。

”这一猜想，选用了如下器材：稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个；装有煤油的烧瓶一个，烧瓶内电阻丝的阻值是10 Ω，插在瓶中的温度计量程是0～100 ℃；导线若干。

顺利完成了实验并记录了实验数据如下表。

（1）李想要用如图的电路完成实验，请你用笔画线代替导线将如图连接完整。

（2）实验结束后，李想为了缩短实验时间，对原实验方案稍加改动：实验器材不变，通电时间和电流的预设值不变，第一次实验煤油初温仍为20℃，在每完成一次实验（收集一组数据）后，不断开
开关，直接把前一次实验的末温作为下一次实验的初温，再移动滑动变阻器滑片，使电流达到预
设值时开始计时，20 s后记录末温······指出改动后方案的一点不足（可以结合原方案的实验数
据）：_____________________________。

13．在做“电流电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，盛名采用了如图甲所示的实验装置。

两个透明的容器中密闭了等量的空气，U形管中液面变化反映了密闭空气温度的变化。

（1）利用了如图甲实验装置的目的是探究_______________________________。

（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置的目的是探究，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，由此可得出结论：在导体的___________和通电时间相同的情况下，通过导体的___________越大，产生的热量越多；
（3）“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不怎么热”，这一生活现象可用上面图______（填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。

14．如果电视机、电烙铁、电风扇的额定功率和额定电压均相同，它们在额定电压下工作相同时间，三个用电器产生的热量
A．电视机最多B．电烙铁最多C．电风扇最多D．一样多
15．如图所示，AB和BC是由铝制成的长度相同、横截面积不同的两段导体，将它们串联后连入电路中，下列说法正确的是
A．AB段的电阻小于BC段的电阻
B．通电相同时间，AB段消耗的电能大于BC段消耗的电能
C．这两段金属导体中的电流是由正电荷定向移动形成的
D．若将AB段材料换成铜，其他条件不变，这两段导体的总电阻将变大
16．下列用来防止电热危害的是
A．取暖用的电热器
B．电热水壶的金属外壳
C．电熨斗的金属外壳
D．电视机上的散热孔
17．烧杯中装有质量为100 g的水,在其中放置一个阻值为210 Ω的电热丝。

给电热丝通过0.5 A的电流。

在不计热量损失的情况下,通电1分钟[c水=4.2×103 J/(kg·℃)]
A．电热丝产生的电热为315 J,水温升高7.5 ℃
B．电热丝产生的电热为3 150 J,水温升高7.5 ℃
C．电热丝产生的电热为315 J,水温升高75 ℃
D．电热丝产生的电热为3 150 J,水温升高75 ℃。