第4节 焦耳定律 第1课时 认识焦耳定律
01 知识管理) 1．电流的热效应
概 念：电流通过导体时电能转化成__内能__，这种现象叫做电流的热效应． 2．焦耳定律
内 容：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．
公 式：Q＝__I2Rt__，单位是__J__．
U2
说 明：如果电流通过导体时消耗的电能全部转化为内能，则有Q＝W＝UIt＝t.
R3．电热的利用和防止
利用电热：家里的电暖器、电饭锅、电炉子等．
防止电热带来的危害：电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片． 02 基础题)
知识点1 电流的热效应
1．下列家用电器利用电流的热效应工作的是(A) A．电暖器 B．洗衣机 C．电风扇 D．电视机
知识点2 焦耳定律
2．学习了焦耳定律之后，小林想通过实验再次探究一下“电流产生的热量与哪些因素有关”，请你和小林一起完成下面的实验．
(1)如图甲所示的实验装置，两个相同的透明容器中密封着质量相等且__初温__相同的空气．当电阻通电发热后，容器中的空气受热膨胀，再通过__液柱的高度差__反映出产热的多少，这种实验方法叫__转换法__．
(2)用甲图装置可以探究电流产生的热量与__电阻__的关系，实验现象是__右__边的液柱比较高，得出的结论是__电流与通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多__．
(3)图乙中容器外并联了一个阻值相同的电阻丝，其目的是为了使两个容器中的__电流__不同，最后得出的结论是__电阻与通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多__．
3．小明家的空调电辅热系统的电阻丝阻值为40 Ω，工作时的电流为5 A，则通电10 s电阻丝产生的热量为__1×104__J.
4．如图所示是一种设计独特的电热水壶，它可以折叠起来，携带很方便．若电热水壶的发热元件正常工作时的电阻为48.4 Ω，将其接在220 V的电路中，正常工作100 s产生的热量是__1×105__J.
5．如图所示是小明买的干鞋器，每只干鞋器正常工作时的电压为220 V，电流为0.1 A，把它放入鞋内，通电后就可以起到干燥杀菌的作用．两只干鞋器是__并__联的．每只干鞋器正常工作10 min产生的热量为__1.32×104__J.
6．一个标有“220 V 500 W”字样的电热器，在额定电压下使用12 min，产生的热量是__3.6×105__J，消耗的电能是__0.1__kW·h.
7．(2024·新疆)如图所示的电路中，电源电压为6 V，闭合开关S后，通过电阻R1的电流为1 A，通过电阻R2的电流为2 A．求：
(1)通过电流表的电流． (2)电路的总电阻．
(3)整个电路在10 s内产生的热量．
解：(1)由电路图可知，R1与R2并联，电流表测干路电流．
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，通过电流表的电流： I＝I1＋I2＝1 A＋2 A＝3 A U
(2)由I＝可得，电路的总电阻：
RU6 V
R＝＝＝2 Ω
I3 A
(3)整个电路在10 s内产生的热量： Q＝I2Rt＝(3 A)2×2 Ω×10 s＝180 J 知识点3 电热的利用和防止 8．(2024·娄底)下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是(D) 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
9．计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是(C) U2
A．UIt B.t C．I2Rt D．前面三个都可以
R
03 中档题)
10．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为(D) A．导线的绝缘皮隔热 B．导线散热比电熨斗快
C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流 D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
11．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是(D) A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 U2
B．根据Q＝t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
R
C．根据Q＝UIt可知，相同时间内产生的热量与电阻无关
D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
12．两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端电压的关系如图乙所示，闭合开关S，则R1、R2产生的热量之比为(A)
A．2∶1 B．1∶2 C．4∶1 D．1∶4
13．将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入220 V的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量__电烙铁最多__，消耗的电能__三者一样多__．(填“三者一样多”“电风扇最多”“电视机最多”或“电烙铁最多”)
14．(2024·哈尔滨)在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流的关系，应控制的变量是__电阻和通电时间__．如图所示，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，电源电压为3 V，则通电10 s电流通过R1、R2产生的热量之比为__1∶2__．
15．某导体电阻为10 Ω，通电5 min产生的热量是1 200 J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是__4_800__J.
16．(2024·南充)如图，灯L标有“4 V 2 W”字样，R＝20 Ω，闭合开关S时，灯L正常发光(灯丝的电阻不受温度影响)，电流表示数为__0.7__A，通电1 min电路中产生的热量为__168__J.
17．一个阻值为10 Ω的定值电阻与一只灯泡L串联接到4 V电源上，测得100 s内电阻上产生的热量是10 J，求：
(1)灯泡L的电功率．
(2)这段时间内电路中产生的热量． 解：(1)因串联电路中各处的电流相等， 所以，由Q＝I2Rt可得，电路中的电流：
I＝
Q＝Rt
10 J
＝0.1 A
10 Ω×100 s
由I＝错误!可得，定值电阻两端的电压： UR＝IR＝0.1 A×10 Ω＝1 V
因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，灯泡两端的电压：
UL＝U－UR＝4 V－1 V＝3 V
灯泡L的电功率：PL＝ULI＝3 V×0.1 A＝0.3 W (2)灯泡产生的热量：QL＝PL＝0.3 W×100 s＝30 J 电路中产生的热量：Q总＝Q＋QL＝10 J＋30 J＝40 J
电动机
【思路点拨】 电动机属于非纯电阻电路，电流做功消耗的电能只有一部分转化为内能，电能、电热、机械能之间的关系：W电＝Q＋W机械．
1．(2024·南充)小明将线圈电阻为4.84 Ω的电动机接入220 V的家庭电路中，关闭其他用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有“2 000 imp/(kW·h)”的电能表指示灯3 min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为__0.05__kW·h，电动机线圈产生__1.8×104__J的热量．
2．一台电动机的额定电压是220 V，正常工作时的电流是10 A，电动机线圈的电阻为5 Ω，则电动机的额定功率是__2.2×103__W．若电动机正常工作10 s，有__1.7×104___J的电能转化为机械能(不考虑电动机转动时产生摩擦)．
3．有一台电动机，额定电压3 V，额定电流1 A，电动机线圈电阻0.5 Ω.这台电动机正常工作1 min，消耗的电能为__180__J，电动机的效率为__83.3%__．
九年级物理18.4第1课时 认识焦耳定律(习题)人教9下
