焦耳定律(讲义及答案)
【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 /R②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。
专题18-4 焦耳定律(解析版)
多，因此右侧容器中的 U 形管液面高度差较大，故 D 错误。
故选 AC。
3．（2021 北京）下列四种用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电冰箱
B．电视机
C．电脑
D．电热水壶
【答案】D
【解析】当电流通过电阻时，电流做功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应。根据各用
电器的能量转化可做出判断。
强化知识点的达标问题精练
1. （2022 吉林长春）下列家用电器中利用电热工作的是（ ）
A. 电风扇
B. 洗衣机
C. 电饭锅
D. 吸油烟机
【答案】C
【解析】ABD．电风扇、洗衣机、吸油烟机主要是把电能转化为机械能，利用了电动机原理，故 ABD 不符
合题意；
C．电饭锅是把电能转化为内能，利用电流的热效应工作，故 C 符合题意。故选 C。
光，此时灯泡 L 的电阻为______Ω；再闭合开关 S2，前后两次电流表的示数之比为 2:3，则电阻 R 的阻值为 ______Ω，电阻 R 在 10s 内产生的热量为______J。
【答案】 6 12 30J
【解析】灯泡 L 标有“6V 6W”字样，说明灯泡正常工作时电压为 6V，功率为 6W。根据功率公式 P
现象；如图所示是“探究电热与电流的关系”的部分装置，已知 A、B 两点间的电压为 6V，R1=R2=R3=5Ω，
通电时间 2min，则 R1 与 R2 产生的热量相差________J。
【答案】 超导 288 【解析】20 世纪初，科学家发现，某些物质在很低温度时，电阻就变成了 0，这就是超导现象。 由图知，R2、R3 并联后再与 R1 串联，已知 R1=R2=R3=5Ω 由等值电阻并联的规律，R2、R3 并联后的总电阻 R23=0.5×5Ω=2.5Ω 电路的总电阻
焦耳定律答案
焦耳定律【考点方向】：1、实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快：是绝缘体。
2、被加热材料选用煤油或空气的原因：利用煤油比热容小升温明显；空气热胀冷缩明显。
3、选用加热材料的要求：质量、初温、材料相同。
4、探究电热与电流的关系是需控制电热丝的电阻和通电时间相同。
探究电热与电阻的关系是需控制电流和通电时间相同；探究电热与通电时间的关系时需控制电阻和电流相同，改变通电时间的长短。
5、两个烧瓶串联的目的：使通过电流相同。
6、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
7、该实验成败的关键是：确保密闭容器的密封性良好。
8、如果两个容器中不是气体，而是液体，可以将U形管替换为温度计，也可以完成实验。
8、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2t/R=W=Pt①串联电路中常用公式：Q= I2Rt 。
Q1:Q2:Q3:…Qn=R1:R2:R3:…:Rn并联电路中常用公式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1②无论用电器串联或并联。
计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q= Q1+Q2+…Qn③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt【创新母题】：如图所示小刚同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气,将1、2和3、4导线分别接到电源两端.(1)实验中通过观察U形管中的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少.这种实验方法叫.下面实验也用这种实验方法的是。
A.认识电压时,我们用水压来类比B.用光线来描述光通过的路径C.把敲响的音叉来接触水面,看有没有溅起水花,来判断音叉有没有振动D.用斜面和小车来研究阻力对物体的影响(2)装置中的U形管(选填“是”或“不是”)连通器.(3)甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系,通电一段时间, (选填“a”或“b”)容器中电流产生的热量较多。
3.6.2电功率与焦耳定律的计算(讲义)(原卷版+解析)
浙教版九年级上册第三章第六节电功率与焦耳定律的计算【知识点分析】一.焦耳定律及电热1．焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。
焦耳定律是一个实验定律。
它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。
(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．(3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率即： P=I*U=I2R=U2/R此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．2.电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。
（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。
（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。
3．热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。
热功率即电能转化为内能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt 进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R计算。
4.电热的档位问题：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R2单独工作中温档：R1单独工作低温档：R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R1,R2同时工作中温档：R2单独工作低温档：R1单独工作【例题分析】【例1】（2021·甘肃期末）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图像如图所示，下列说法正确的是（）A．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3∶2B．甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时，实际功率之比为1∶3C．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小D．甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1【例2】（2021·山东期末）如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，两密封容器内部盛有等量的空气，以下说法正确的是（）A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变C．同时闭合开关S1和S2，可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高【例3】（2022·河北期末）如图所示，灯L标有“6V，3.6W”字样，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表示数为0.1A，灯实际功率为0.9W（灯丝电阻不随温度变化），下列分析不正确的是（）A．灯L的额定电流为0.6A B．电源电压为3VC．定值电阻R0的阻值为30Ω D．整个电路消耗的总功率为1.5W【例4】（2022·贵州六盘水中考）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω。
个性化讲义之焦耳定律(附录答案)
学科：物理学段：学生姓名教师联系电话：教学内容焦耳定律教学目标1、理解用电器的作用是把电能转化为其他形式的能，会计算电流所做的功与电功率．2、知道焦耳定律，会根据焦耳定律计算用电器产生的电热．3、知道纯电阻电路与非纯电阻电路的差别，会结合实际问题区分电功和电热教学重、难点1、探究焦耳定律实验的细节关注2、相同电压下不同阻值产生的电热分析3、各类生活电器产生热量的简易计算和处理知识点一：公式和变形同一公式中的物理量必须对应同一导体或同一段电路。
知识点二：焦耳定律例1：小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。
两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。
(1)通过观察＿＿＿＿＿＿＿＿来判断电流产生的热量的多少。
(2)图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与＿＿＿＿＿＿＿＿的关系。
(3)根据法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的、保持相同。
(4)小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是。
A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容(5)实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。
这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越，产生的热量越多。
变式训练1：.小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。
装置中除了R甲＞R乙外，其余条件均相同。
（1）将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的________及通电时间相等。
实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越______。
（2）小靖提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。
若保持甲的器材不变时，他们除了把乙的煤油换成食用油外，还需更换乙的_________。
课时18.4焦耳定律
课时18.4 焦耳定律知识点一电流的热效应1．下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（）A．电饭锅B．电风扇C．洗衣机D．电视机【答案】A【解析】A．电饭锅是把电能转化为热能的，利用了电流的热效应，故A正确；B．电风扇是利用电动机带动它转动，把电能转化为机械能，利用了电流的磁效应，故B错误；C．洗衣机是利用电动机来带动它工作，因此它是利用了电流的磁效应，故C错误；D．电视机是利用了电流的磁效应，故D错误。
故选A。
2．如图所示，将锡箔纸剪成中间较窄的细条，然后将其连接在电源两端，很快发现细条中be段开始冒烟起火，这是因为细条将电池________，导致电流很大造成的。
若ab段长度等于be段长度，则ab段电阻______bc段电阻（选填“大于”、“等于”或“小于”），说明同种导体在长度一定时，________，电阻越大。
【答案】短路小于横截面积越小（或越细）【解析】[1]发现细条中be段开始冒烟起火，这是因为细条相当于导线连接在电源两端时把电源短路，电路中的电流很大，电流具有热效应，使细条温度升到，当温度达到着火点时就燃烧。
[2][3]导体的电阻和导体的横截面积有关，横截面积越大，电阻越小，根据图可知ab段的横截面积大于bc 段的横截面积，所以ab段电阻小于bc段电阻。
3．均标有“220V 60W”的白炽灯、电风扇和电热器并联在家庭电路中，都正常工作时，相同时间内电流做功____（选填“相等”或“不相等”）；相同时间内产生热量Q电风扇____（选填“大于”、“小于”或“等于”）Q电热器。
【答案】相等小于【解析】[1]由题意知，白炽灯、电风扇、电热器的额定电压都是220V，额定功率都是60W，把它们并联在照明电路中，它们都能正常工作，由W=Pt可知，在相同时间内电流做功相等。
[2]电风扇工作时，主要把电能转化为机械能，产生很少的热量，电热器工作时，把电能几乎全部转化为热量。
知识点二影响电流热效应的探究实验4．如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析正确的是（）A．甲、乙两次实验都应用了控制变量法和转换法B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D．甲实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系【答案】A【解析】A．甲、乙两次实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法，故A正确；B．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻产生热量多；则右侧容器内空气吸收的热量多，故B错误；C．乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误；D．甲实验两电阻丝串联，则通过电阻丝的电流和通电时间相同，其电阻值不同，所以是研究电流产生的热量和电阻的关系，故D错误。
焦耳定律讲义
知识点一：电流的热效应1.定义：电流通过导体时，电能要转化为热能，这个现象叫电流的热效应。
利用电流的热效应工作的电器叫作电热器实验探究：影响电热大小的因素设计并进行实验：采用控制变量法，分别探究各因素的影响。
（1）探究电流产生的热量与电阻的关系如图所示，在两个透明容器中封闭着等量的空气，容器分别连着U型管的一端；没有加热时，U型管中液面是相平的。
两密闭容器中各有一段电阻丝，且右边容器中的电阻比较大。
当通电时，电阻丝发热，加热容器中的空气，空气受热膨胀，U型管中液面高度会发生变化，U型管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化。
将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相等。
通电一定时间后，比较两个U型管中液面高度的变化，发现于右边容器想通的U型管中液面高度的变化更大些。
结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
（2）探究电流产生的热量与电流的关系如图，两个密闭容器中的电阻丝阻值均是5Ω，在右侧的容器的外部，将一个5Ω的电阻与这个容器中的电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流。
在通电时间相同的情况下，观察两个U型管中液面高度的变化，发现左侧U型管中液面高度的变化更大一些。
结论：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。
（3）探究电流产生的热量与通电时间的关系将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察左侧U型管中液面高度的变化，发现随着通电时间的增加，U型管中液面高度的变化逐渐变大。
注意：第一次实验中，5Ω和10Ω的电阻串联，目的是控制电流和通电时间相同。
第二次实验中控制电阻和通电时间相同，两次实验均用到控制变量法。
本实验中将电阻丝产生的热量通过U型管中液面高度的变化显示出来，运用了转换法。
实验中应使两容器密闭，不能漏气。
练习：1.在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是()2.【中考·扬州】电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是( )A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B．导线的绝热皮隔热C．导线散热比电阻丝快 D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻3.【中考·河南】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度，下列判断正确的是( )A．甲导体的温度升高得多 B．乙导体的温度升高得多C．甲、乙两导体升高的温度相同 D．条件不足，无法判断4.【中考·金华】夏天来临，为了避免蚊虫的侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器，如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路，电热灭蚊器是根据________________原理制成的。
中考物理第11讲焦耳定律(解析版)
第11讲焦耳定律——划重点初三期中期末之复习讲义考点1：电流的热效应1.电流的热效应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.影响电流通过导体时产生热量的因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。
通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。
电流通过导体时产生热量的比较①在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
②在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
考点2：焦耳定律英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。
1.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。
2.定义式：Q=I2Rt3.公式适用范围：普遍适用，适用于任何用电器和电路。
4.公式应用注意事项：①同体性：Q、I、R、t必须对应同一段导体或同一个用电器；②同时性：Q、I、R必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量；③统一单位：Q、I、R、t四个物理量的单位都必须是国际单位。
5.焦耳定律公式的理论推导：在纯电阻电路中，电流所做的功全部转化为热量，而没有转化为其他形式的能，那么此时电流产生的热量Q就等于消耗的电能W电，即Q=W电，因W电=UIt，根据欧姆定律的变形式U=IR，可推导出Q=W电=UIt=IR·It=I2Rt。
纯电阻电路与非纯电阻电路的公式应用规律：考点3电热的利用和防止1.电热的利用电热的主要作用是制成各种各样的电热器。
电热器的主要部分是发热体，发热体一般由电阻大、熔点高的金属导体制成。
电热器工作时主要将电能转化为内能，常见电热器如热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
很多用电器在工作时，虽然也会将一部分电能转化为内能，但其目的并不是利用电热，而是将电能转化为其他形式的能，这样的用电器不是电热器。
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4
【参考答案】
一、知识点睛 1. 内能 2. 电流的二次方
导体的电阻
Q I 2Rt ，J，A，Ω，s
通电时间
3.
二、精讲精练
1. D
2. A
4. C 5. AC
6.5.76×105
7. 6480
8. 4.8×104
9. 400 7.2×105
10. 1100 44
11. 2.28×105
1.2×104
3. 电能与电流产生的热量的关系及计算公式的选用：
用电器类型
能量转化
消耗的电能 电流产生的 （W 电） 热量（Q）
关系
纯电阻 电能→内能
非纯电阻
电能→机械 能+内能
注：欧姆定律的使用范围仅限于纯电阻电路。
二、精讲精练
1. 电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有 明显发热，这是主要是因为（ ）
9. 一个电炉的额定电压是 220V，在额定电压下工作时的电阻是 121Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下工作半小时产生的 热量？
10. 小红家新买了一台电饼铛，电饼铛的电阻通过 5A 的电流时， 每分钟可产生 6.6×104J 的热量。求这个电饼铛的电功率和电 阻丝工作时的电阻。
11. 一台电动机正常工作时的电压为 380V，电流为 10A，电动机 线圈电阻为 2Ω，正常工作 1min 电流做的功为多少？产生多少 热量？
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电流产生的热量与电流的关系
B．将左边容器中的电阻丝换成 10Ω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
焦耳定律（讲义）
一、 知识点睛
1. 电流的热效应：电流通过导体时，电能转化为_____的现象。
2. 焦耳定律：
电流通过导体产生的热量跟____________成正比，跟________
成正比，跟__________成正比。这个规律叫做焦耳定律。
公式：________________。
单位：Q：______ I：_______ R：_______ t：_______
A．
B．
1
C．
D．
4. 将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把
电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正
确的是（ ）
A．三个用电器产生的热量相同
B．电风扇产生的热量最多
C．电烙铁产生的热量最多
D．电视机产生的热量最多
5. （双选）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因
3
12. 某电热器有两根电阻丝 R1、R2，只给一根 R1 通电，煮沸一壶 水用的时间为 t1；只给另一根 R2 通电，煮沸同样一壶水用的时 间为 t2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶 水需用的时间为 t。试推导 t 与 t1、t2 的关系： 1 1 1 t t1 t2
13. 下列用来防止电热危害的是（ ） A．供取暖用的电热器 B．电热取暖器的散热片 C．电熨斗金属外壳 D．电视机上的散热孔
D．该实验装置是利用 U 形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝
放出热量的多少的
6. 某导体的电阻是 10Ω，通过 4A 的电流时，1h 产生多少焦耳的
热量？
第 5 题图
7. 一根 60Ω的电阻丝接在 36V 的电源两端，在 5 分钟内产生所少 热量？
2
量？
12.略
13. D
3. D
5
A．导线的绝缘皮隔热 B．导线散热比电烙铁快 C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流 D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻 2. 两个电阻阻值分别为 R1=10Ω，R2=20Ω，把他们串联起来接入电 路中，在相同时间内，R1 和 R2 的产生的热量之比为（ ） A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1 3. 如图所示的四个电路中，电源两端的电压相同且保持不变，已 知电阻 R1 和 R2 的阻值大小关系为 R1＜R2，相同时间内产生热 量最多的是（ ）