2023-2024學(xué)年 焦耳定律 分層作業(yè) 初中物理人教版九年級(jí)全一冊(cè)

第十八章電功率

第4節(jié)焦耳定律

I1■!

基礎(chǔ)鞏固

【知識(shí)點(diǎn)1電流的熱效應(yīng)】

1.“葫蘆烙畫(huà)”是從民間進(jìn)入課堂的手工技藝.如圖是小明同學(xué)用電烙鐵在葫蘆上烙畫(huà)的情景.

電烙鐵溫度升高，利用了電流的—效應(yīng).

【答案】熱

【知識(shí)點(diǎn)2探究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)】

2.如圖所示是探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置.將四段電阻絲

a、b、c、d分別密封在完全相同的盒內(nèi)，盒內(nèi)封閉一定量的空氣，其中圖乙中另取5""。的

電阻在盒外與盒內(nèi)電阻并聯(lián).

Milt1

甲乙

(1)盒內(nèi)封閉一定量的空氣的優(yōu)點(diǎn)是,在實(shí)驗(yàn)中電流

通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量的多少是通過(guò)觀察來(lái)比較的.

【答案】空氣受熱容易膨脹，便于實(shí)驗(yàn)觀察；兩個(gè)U形管中液面的高度差

(2)圖甲可探究電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系，圖乙可探究電流產(chǎn)生的熱量與

__________的關(guān)系.

【答案】電阻大?。浑娏鞔笮?/p>

【解析】由題圖甲可知，兩個(gè)盒中的電阻絲串聯(lián)，通過(guò)兩電阻絲的電流和通電時(shí)間相同，探

究的是電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系；題圖乙中，當(dāng)給電阻d再并聯(lián)一個(gè)電阻時(shí)，

通過(guò)c、d兩電阻的電流不同，從而探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系.

(3)圖乙中右側(cè)盒外連接的5""Q電阻的作用是.

【答案】使通過(guò)電阻c、d的電流不相等

【解析】題圖乙中，右側(cè)盒外連接的5Q電阻的作用是改變通過(guò)右側(cè)盒內(nèi)電阻的電流.

(4)物理研究方法有很多，本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了兩種方法：一是法，二是轉(zhuǎn)換法.

【答案】控制變量

【知識(shí)點(diǎn)3焦耳定律】

3.某電爐絲的電阻為100。，通電10s后產(chǎn)生的熱量為4X103"則通過(guò)電爐絲的電流是

()

A.2AB.4AC.20AD.40A

【答案】A

【解析】因?yàn)镼=〃R3所以電流/=區(qū)=I4X103J=2A.

7Rt\100Hxios

4.將兩根電阻絲％、治分別插入甲、乙兩瓶等量煤油中，串聯(lián)接入電路，R1：R2=2：5.通

電一段時(shí)間后，R〉R2產(chǎn)生的熱量之比為()

A.2：5B,5：2C.4：25D.25：4

【答案】6V的蓄電池；0?0.6A；。?15V；“15。1.5A”

【解析】七、串聯(lián)在電路中，通過(guò)它們的電流相等，根據(jù)焦耳定律，產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt,

在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，產(chǎn)生的熱量Q與電阻值成正比，即猊=,=|.

5周、7?2分別連接成如圖所示的甲、乙兩種電路，Ri=2R2,電源電壓均為U.圖甲電路中RI、

R2在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Qj、Q.2,則Qj：Q/=；圖乙電路中a、/?2在相同

時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量分別為Q則Q1：Q

甲乙

【答案】2：1；1：2

【解析】本題的考點(diǎn)是焦耳定律公式以及推導(dǎo)式在串、并聯(lián)電路中的應(yīng)用.由題圖甲可知，閉

合開(kāi)關(guān)后，兩只電阻及、R2串聯(lián)，因?yàn)榇?lián)電路中電流處處相等，所以根據(jù)Q=PRt可得,

在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比g=魯=不=善=：；由題圖乙可知，兩只電阻％、R2并

Q21K21KK1

甲22

聯(lián)，因?yàn)椴⒙?lián)電路中各并聯(lián)支路兩端的電壓相等，所以根據(jù)Q=4t可得，在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)

R

生的熱量之比Q一=—修I=旦=殳=工

Q2匕tR12R22

'R2

【知識(shí)點(diǎn)4電熱的利用和防止】

6.將規(guī)格都是“220V180W”的一臺(tái)榨汁機(jī)、一臺(tái)電風(fēng)扇和一條電熱毯，分別接入同一家庭

電路中，若通電時(shí)間相同，則下列說(shuō)法正確的是（）

A.榨汁機(jī)產(chǎn)生的熱量最多B.電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多

C.電熱毯產(chǎn)生的熱量最多D.三者產(chǎn)生的熱量一樣多

【答案】C

【解析】榨汁機(jī)和電風(fēng)扇主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，電熱毯將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以電

熱毯產(chǎn)生的熱量最多.

7.電流的熱效應(yīng)在日常生活中被廣泛應(yīng)用，但有時(shí)它也會(huì)給我們帶來(lái)危害，下列情況中不屬

于防止電熱危害的是（）

A.電視機(jī)的后蓋有許多孔

B.家電長(zhǎng)時(shí)間停用，隔段時(shí)間應(yīng)通電一次

C.電動(dòng)機(jī)外殼有許多散熱片

D.電腦的CPU上有小風(fēng)扇

【答案】B

【解析】A項(xiàng)電視機(jī)后蓋上的孔是為了散熱；B項(xiàng)家電隔一段時(shí)間應(yīng)通電一次是利用電流產(chǎn)

生的熱量來(lái)驅(qū)散潮氣，從而保護(hù)用電器；C項(xiàng)電動(dòng)機(jī)的外殼有許多散熱片是為了加快散熱;

D項(xiàng)電腦的CPU上有小風(fēng)扇是為了加快空氣流動(dòng)，加快散熱.

能力提升

1.用如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”.以下說(shuō)法中

不正確的是（）

A.觀察溫度計(jì)的示數(shù)比較電流產(chǎn)生的熱量

B.該實(shí)驗(yàn)裝置可以探究通電時(shí)間一定時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

C.該實(shí)驗(yàn)裝置還可以探究通電時(shí)間一定時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系

D.甲、乙兩瓶中可以裝質(zhì)量相同的不同液體

【答案】D

【解析】電流做功產(chǎn)生熱量，使液體的溫度升高，因此觀察溫度計(jì)的示數(shù)可以比較電流產(chǎn)生

的熱量，故A正確，不符合題意；該實(shí)驗(yàn)裝置中兩金屬絲材料不同，即電阻不同，串聯(lián)接入

電路時(shí)通過(guò)二者的電流相同，因此可以探究通電時(shí)間一定時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，

故B正確，不符合題意；通過(guò)移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片，改變接入電路中的電阻，從而改變電路

中的電流，通過(guò)觀察溫度計(jì)示數(shù)的變化可以比較電流產(chǎn)生的熱量，因此該實(shí)驗(yàn)裝置還可以探

究通電時(shí)間一定時(shí)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故C正確，不符合題意；不同液體的比

熱容一般不同，無(wú)法通過(guò)溫度計(jì)示數(shù)的變化比較產(chǎn)生熱量的多少，故D不正確，符合題意.

故選D.

2.如圖所示，從甲地通過(guò)兩條輸電線向乙地用戶供電，若甲地電壓恒為U,輸出電線的總電

阻為r,當(dāng)乙地用戶用電時(shí)，下列說(shuō)法正確的是（）

甲地乙地

A.用戶使用的用電器兩端的電壓為U

B.輸電線上消耗的電功率為日

r

C.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，用戶兩端的電壓升高

D.當(dāng)用戶使用的用電器增多時(shí)，輸電線上因發(fā)熱而損失的功率增大

【答案】D

【解析】甲地電壓為U,輸電線與用戶串聯(lián)，由于輸電線分擔(dān)一部分電壓，用戶兩端的電壓

TJ2

小于甲地電壓，故A錯(cuò)誤；輸電線消耗的電功率為P=」，而U.HU,故B錯(cuò)誤；當(dāng)用電

輸r

器使用數(shù)量增多時(shí)，用戶部分的總電阻會(huì)變小，電路的總電流會(huì)變大，輸電線分得的電壓就

會(huì)變大，而用戶部分分得的電壓就會(huì)變小，故C錯(cuò)誤；當(dāng)用電器使用數(shù)量增多時(shí)，干路中電

流增大，因?yàn)镻=Pr,所以輸電線因發(fā)熱而損失的功率增大，故D正確.

3.小明同學(xué)在進(jìn)行電學(xué)知識(shí)復(fù)習(xí)時(shí)，針對(duì)電阻甲和乙的I-U圖像，作出了如下判斷，正確的

是（）

A.甲、乙串聯(lián)在電路中，相同時(shí)間內(nèi)甲、乙產(chǎn)生的熱量之比為2：1

B.甲、乙并聯(lián)在電路中，相同時(shí)間內(nèi)甲、乙消耗的電能之比為1：2

C.將甲和乙并聯(lián)，當(dāng)甲兩端電壓為2V時(shí)，則它們的干路電流為0.6A

D.將甲和乙串聯(lián)，當(dāng)它們兩端電壓為3V時(shí)，通過(guò)甲的電流為0.6A

【答案】C

【解析】甲、乙串聯(lián)在電路中時(shí)，電流是相同的，由題圖可知，當(dāng)電流都為0.2A時(shí)，甲兩端

的電壓為IV,乙兩端的電壓為2V,即甲兩端的電壓是乙兩端電壓的取其他電流值仍然存

在這樣的關(guān)系），根據(jù)Q=l2Rt=UIt可知，相同時(shí)間內(nèi)甲、乙產(chǎn)生的熱量之比為1：2,故A

錯(cuò)誤；甲、乙并聯(lián)在電路中，甲、乙兩端的電壓是相同的，由題圖可知，當(dāng)電壓為2V時(shí)，通

過(guò)甲的電流是0.4A,通過(guò)乙的電流是0.2A,即通過(guò)甲的電流是通過(guò)乙的電流的2倍，根據(jù)

W=UIt可知，相同時(shí)間內(nèi)甲、乙消耗的電能之比為2：1,故B錯(cuò)誤；將甲和乙并聯(lián)，并聯(lián)

電路各支路兩端的4.某實(shí)驗(yàn)小組的同學(xué)用圖甲所示器材測(cè)量小燈泡電功率，待測(cè)小燈泡L的

額定電壓為3.8V,額定功率小于1W,電源電壓恒為6V,滑動(dòng)變阻器R的規(guī)格為“20。1A”，

圖甲所示是該實(shí)驗(yàn)小組沒(méi)有連接完整的電路.電壓相等，當(dāng)甲兩端電壓為2V時(shí)，由題圖可知，

通過(guò)甲的電流為0.4A,通過(guò)乙的電流為0.2A,根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可知，干路電流為

0.4A+0.2A=0.6A,故C正確；將甲和乙串聯(lián)，電流相同，由題圖可知，當(dāng)電路中的電流

為0.2A時(shí)，甲兩端的電壓為IV,乙兩端的電壓為2V,滿足它們兩端電壓（總電壓）為3V,

由串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過(guò)甲的電流為0.2A,故D錯(cuò)誤.

4.如圖是2022年“3?15”晚會(huì)上曝光的劣質(zhì)導(dǎo)線.不良商家為了降低成本，將多芯銅導(dǎo)線的根

數(shù)從國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)的32根減為26根，導(dǎo)致導(dǎo)線橫截面積減小.對(duì)于長(zhǎng)度相等的標(biāo)準(zhǔn)導(dǎo)線和劣質(zhì)

導(dǎo)線，劣質(zhì)導(dǎo)線的電阻（填“較大”或“較小”），若在通有相同電流的情況下，相同時(shí)間

內(nèi)劣質(zhì)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量（填“較多”或“較少”）.

【答案】較大；較多

【解析】劣質(zhì)導(dǎo)線橫截面積較小，長(zhǎng)度相等時(shí)，劣質(zhì)導(dǎo)線的電阻較大；由Q=PRt可知，在

通有相同電流的情況下，相同時(shí)間內(nèi)劣質(zhì)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量較多.

5.某電飯鍋內(nèi)有品=44。和R=2156。兩根電熱絲，將它們接入電路，如圖所示，當(dāng)S接—

時(shí)是保溫狀態(tài)，當(dāng)S接2時(shí)，電路中的電流大小是—A,通電100s電路產(chǎn)生的熱量是

J.

-----j----1?22T0Voj-----T-—-|1

R。

_1_0I

【答案】1:5；1.1xIO5S2

【解析】電源電壓保持不變，當(dāng)I開(kāi)關(guān)接1時(shí)，兩電阻串聯(lián)，電路電阻很大，電流很小，電功

率較小，為保溫狀態(tài)；當(dāng)開(kāi)關(guān)接2時(shí)，電阻R被短路，R。的阻值較小，則電路中電流較大,

實(shí)際功率較大，為加熱狀態(tài)，此時(shí)，電路中電流的大小1=9=含=5人，電路中產(chǎn)生的

25

熱量Q=i2R0t=(5A)x44x100s=1.1x10J.

6.利用