2019人教九年级物理全一册1 8 .4 焦耳定律

18.4焦耳定律

选择题（共13小题）

1.电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（）

A.通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少

B.电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热

C.通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多

D.铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少

2.家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电

流为2A,电动机线圈电阻为4Q,则每分钟电流通过线圈产生的热量为（）

A.960JB.7.26X106C.2.64X1041D.440J

3.如图将两电阻丝Ri、R2串联起来，若RI>R2,则先被点燃的火柴是（）

A.R上的火柴B.Rz上的火柴C.同时点燃D.无法确定

4.小华家电热毯内的电阻丝断了，她爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用，在使用中

发现接头处的电热毯烧焦了，其原因可能是（）

A.电阻丝总长度变短，总电阻变小，电流变大

B.电阻丝总长度变短，总电阻变大，电流变小

C.接头处电阻变小，相同时间内释放的热量更多

D.接头处电阻变大，相同时间内释放的热量更多

5.一条电热丝，通过的电流为I,在时间t内产生的热量为Q,若将电热丝中通过的电流

增加到21,则在时间t内产生的热量为（）

A.2QB.4QC.QD.Q

24

6.一只电炉内有两根相同的电阻丝，第一次将它们并联接入电路，第二次将它们串联接入

同一电路，经过相同时间，则两次电炉上产生的热量比为（）

A.1：4B,4：1C.1：2D.2：1

7.为了使电热器发热的功率变为原来的工，可以采用的办法是（）

2

A.保持电热器两端电压不变，使电热器工作时的电阻变为原来的4倍

B.保持电热器工作时的电阻不变，使电热器两端电压变为原来的工

2

C.使电热器两端电压和工作时的电阻都变为原来的工

2

D.使电热器两端电压变为原来的工，工作时的电阻变为原来的工

42

8.电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接着的铜导线却不怎么热，原因是（）

A.铜导线比电炉丝传热快，所以不怎么热

B.铜导线有绝缘层，所以不怎么热

C.铜导线的电阻小，消耗电能小，炉丝的电阻大，消耗电能多，所以热得发红

D.通过电炉丝的电流比通过电线的电流小

9.小刚家里连接热水器的插头与插座接触不良，在热水器使用一段时间后发现插头与插座

过热。下列关于插头与插座过热的原因解释正确的是（）

A.由于接触不良，导致电路中电流过大，插头与插座过热

B.由于接触不良，电路中没有电流通过，插头与插座是被热水烫热的

C,由于接触不良，导致电路中总功率过大，插头与插座过热

D.由于接触不良，导致接触处电阻过大，插头与插座过热

10.将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电

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一样多

B.三个用电器消耗的电能一样多

C.电视机产生的热量最多

D.电风扇产生的热量最多

11.有三个用电器，其中一个为“220V60W”电风扇，一个为“220V60W”白炽灯，另一

个是“220V60W”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生

的热量是（）

A.电风扇最多B.白炽灯最多C.电热器最多D.都一样多

12.关于电热的下列几个说法，错误的是（）

A.电热会烧毁电器元器件，引发火灾，是有百害而无一利

B.电流通过任何用电器，都或多或少的会产生热量

C.为防止电流过大产生电热而烧坏局部电路，可使用保险丝保护整体电路

D.为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热

13.以下现象中，不属于利用电热的是（）

A.电流流过时输电导线会发热

B.电流过大时，家庭电路中的保险丝会熔断

C.电热孵化器

D.电烤炉

二.填空题（共6小题）

14.利用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”，两瓶内装着质量和温度相等的煤

油，用温度计观测煤油的温度。

（1）将铜丝和锲密合金丝串联接入电路中，这是为了控制相同。此实验的主要

目的，是探究对电流热效应的影响。

（2）在此实验中，除了保护电路外，滑动变阻器还可起到的作用是。

15.一个小电动机线圈电阻为1Q,当两端电压为3V时正常工作，通过它的电流为0.3A.则

这个电动机正常工作10s消耗的电能为Jo

16.当电路中有电流流过时，导体就会发热，这种现象叫做电流的效应。在洗衣机、

电饭锅、电吹风中，就是利用电流的热效应工作的。某导体电阻为10Q.通过

的电流为2A,这个导体通电5min放出的热量是J。

17.甲、乙两只电炉，分别标有“220V600W”和“220V1000Ww的字样，若把它们串联在

电压为220V的电路中，发热量较大的是（选填“甲”或"乙”），若将它们并联

在110V电路中，电路总功率为Wo

18.在生活用电中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处容易

发热，加速老化，甚至起引火灾。这是因为连接处导线的接触面积较,电阻

较。而当电流相同时，电阻越相同时间产生的热量越多。

19.为了测量电热水器消耗的电能，关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间

后，电能表的示数由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能是

J.若消耗电能的87%被水吸收，则这段时间内可把kg初温度为13七的水加热至

100T(c*=4.2X103J/(kg))

三.实验探究题(共6小题)

20.如图所示小蕾同学在研究“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o下面实验也用这种实验方法的是O

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。

(4)乙图所示的实验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"c”或"d”)容器中电流产生的热量多。

21.小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示

的实验电路。两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油，％与RB是阻值不同的电热

丝。

(1)RA与RB采用串联的连接方式，其目的是为了控制通电时间、相等。

(2)小明同学为比较R与RB限值的大小，用电压表分别测出RA与RB两端电压大小，发

现UAVUB,则RARB(选填“＞"、"V"或“=”)。

(3)在相同时间内，可通过观察来比较电流通过电热丝产生的热量多少；为了

升温较快，实验液体选用煤油而不选用水，主要是水的比热容比煤油的比热容.

(4)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤油

换成与其(选填“质量”或“体积”)相等的水，并将电热丝RA换成的

电热丝。测量时，水和燃油的初温均为t。，通电一段时间后，水和煤油的末温分别为t

水、t煤油，请写出煤油比热容的表达式：c煤油=(已知水的比热容为cQ

22.如图是陆艳同学探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置:

(1)在两个相同的烧瓶中装有质量_______(选填“相等”或“不等")的(选

填“同种”或“不同”)液体，实验中通过观察来比较电阻丝产生热量的多少。

(2)瓶中各放置一根电阻丝，且R甲＞1＜乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与

的关系，通电一段时间(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多，

实验中采用的科学探究方法为法。

(3)如果所用液体仅备有水或煤油，为使实验现象明显些，应选来进行实验。

8

23.用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满

了煤油。

(1)烧瓶中装入的煤油是(选填“导体”或“绝缘体

(2)请根据实物电路，在虚线框图2内画出对应的电路图。

(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝R与R2的阻值应，通过R的电流通

过R2的电流。

(4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明.

(5)小红用如图3示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,

经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关

系图象，根据焦耳定律可知，图4中能正确反映h-I关系的是o

【拓展】用0=1^可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过

任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因

24.小明做“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验。如图所示，有3

个空烧瓶瓶口向下，固定在竖直的木板上，瓶口用橡皮塞塞紧3根两端开口的L形的玻

璃短管穿过橡皮塞与瓶内相通，每根玻璃管中各有一段相同长度的红色水柱，实验前使

3条红色水柱在同一高度，每个瓶中各有一根电阻丝（阻值分别为6Q、3。、3Q）,电

源电压调到3V,瓶子不漏气，请回答下列问题：

（1）此实验室通过观察来判断电阻丝产生热量多少的。利用此装置实验时，实

验所用时间比加热液体所用时间缩短很多，其原因是.

（2）小明要完成该实验，应采用电路图，并在图中用笔画线将电路连接完整。

（3）小明连好实物电路后，闭合开关，2min后号烧瓶玻璃管中的红色水柱更亮。

【拓展】

（1）在上面（3）小问中，①号烧瓶内的电阻丝产生的热量为Jo

（2）闭合开关一段时间后，①②③三只烧瓶产生的热量之比为o

25.小明想探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”，实验室为他提供了如下仪器,

电源电压恒为6V,开关、导线若干，电流表，电压表，3个浸泡在植物油中的电阻丝，

每个玻璃瓶中的温度计规格相同，规格如下：

A玻璃瓶（盛有50g植物油，内部装有10C的电阻丝R1）

B玻璃瓶（盛有50g植物油，内部装有5c的电阻丝R2）

C玻璃瓶（盛有50g植物油，内部装有10C的电阻丝R3）

（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整，要求滑片向左移动电流表示

数变小。

（2）当玻璃瓶中的植物油温度升高时，植物油的内能将会（选填“增大”、“减

小”或“不变”）。

（3）闭合开关，小明观察温度计的示数变化，并将数据记录在下面表格中。

时间Imin1.5min2min2.5min

电阻温度

Ri18t22t26℃30七

18℃2Q℃22℃24t

R2

通过分析表格数据可以得到的结论是：

①;

②»

（4）小明想继续探究“电流产生的热量跟电流大小的关系”，他想拆接电路，但旁边的

小红说只需把实验仪器中的C并联在（填写"A”或"B”）的两端即可，你认为

（填写“A”、"B"或"C”）玻璃瓶中的温度计示数升高得更快。

【拓展】若在Imin〜2min的时间内，A玻璃瓶中的电阻丝R消耗了788J的电能，不计

热损失，则玻璃瓶内植物油的比热容为J/

参考答案与试题解析

选择题（共13小题）

1.电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉连接的铜导线却不那么热，这是因为（）

A.通过铜导线的电流小，所以它消耗的电能也较少

B.电炉丝和铜导线消耗的电能相同，但铜导线散热快，所以就不那么热

C.通过电炉丝的电流大，所以它消耗的电能较多

D.铜导线电阻较小，所以它消耗的电能较少

【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、导体电阻大小和通

电时间成正比。电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同

的，而电炉丝的电阻比导线的电阻大，据焦耳定律分析判断。

【解答】解：电炉在使用时，电炉丝和导线串联，I电炉露=1导建，通电时间t相同，

'■'Q=I2Rt,R电沪@>R导线,

二电流产生的热量：

Q电炉丝>Q导段，

从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象；

由上述分析可知选项D正确。

故选：Do

2.家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电

流为2A,电动机线圈电阻为4Q,则每分钟电流通过线圈产生的热量为（）

A.960JB.7.26X105JC.2.64X104JD.440J

【分析】知道电动机线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据Q=I2Rt求出通过线

圈的电流产生的热量。

【解答】解：

通过线圈的电流产生的热量：

Q=I2Rt=（2A）2X4QX60S=960JO

故选：Ao

3.如图将两电阻丝R、R2串联起来，若RI>R2,则先被点燃的火柴是（）

A.Ri上的火柴B.R2上的火柴C.同时点燃D.无法确定

【分析】在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的热量越多，温度就越高，据此分析

判断。

【解答】解：因为两电阻丝R1、R2串联，所以通过它们的电流和通电时间都相同；

根据焦耳定律Q=「Rt可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生的热量越多；

因为RI>R2,所以QI>Q2,电阻丝R】的温度高，Ri上的火柴先被点燃。

故选：Ao

4.小华家电热毯内的电阻丝断了，她爸爸将电阻丝的两个断头接上后继续使用，在使用中

发现接头处的电热毯烧焦了，其原因可能是（）

A.电阻丝总长度变短，总电阻变小，电流变大

B.电阻丝总长度变短，总电阻变大，电流变小

C.接头处电阻变小，相同时间内释放的热量更多

D.接头处电阻变大，相同时间内释放的热量更多

【分析】解答本题的关键就是理解接头处被烧焦的原因是电阻变大，实际功率变大，温

度过高造成的，而温度过高是因为热量多。

【解答】解：将电阻丝的两个断头接上后，接头处是两根导线相切，由于接触的部位很

少，很细，电阻就较大。根据焦耳定律公式Q=「Rt知，在电流、通电时间相同的情况

下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的。

故选：Do

5.一条电热丝，通过的电流为I,在时间t内产生的热量为Q,若将电热丝中通过的电流

增加到21,则在时间t内产生的热量为（）

A.2QB.4QC.旦D.Q

24

【分析】已知电流关系，由焦耳定律可以求出产生的热量。

【解答】解：由焦耳定律可得：

y2

Q,（2I）Rt=4

QI2Rt1'

则Q'=4Q；

故选：B»

6.一只电炉内有两根相同的电阻丝，第一次将它们并联接入电路，第二次将它们串联接入

同一电路，经过相同时间，则两次电炉上产生的热量比为（）

A.1：4B.4：1C,1：2D.2：1

【分析】根据电阻的串联和并联求出两种情况下电路中的电阻之比，再根据焦耳定律Q

Ml/t：吟求出相同时间内两种情况下产生的热量之比。

R

【解答】解：两根相同的电阻丝，设电阻为R,第一次将它们并联接入电路，总电阻为9；

2

第二次将它们串联接入同一电路，总电阻为2R,由于电源电压不变，由公式Q=I?Rt=

尤t可知，热量与电阻成反比，电阻变为原来的4倍，热量则变为原来的四分之一。

R

故选：Bo

7.为了使电热器发热的功率变为原来的工，可以采用的办法是（）

2

A.保持电热器两端电压不变，使电热器工作时的电阻变为原来的4倍

B.保持电热器工作时的电阻不变，使电热器两端电压变为原来的工

2

C.使电热器两端电压和工作时的电阻都变为原来的工

2

D.使电热器两端电压变为原来的工，工作时的电阻变为原来的工

42

【分析】根据公式可知，电压不变时，电阻的变化引起的电功率的变化情况，以

R

及电阻不变时，电压的变化引起的电功率的变化。

【解答】解：A、由•可知：当电阻变为原来的一半，电压不变时，其电功率变为

R

原来的2倍，故A错误；

B、保持电阻不变，电压变为原来的一半时，由P=U：可知：其电功率变为原来的四分

R

之一，故B错误；

2

c、电压、电阻都减为原来的一半时，由p=uTT_可知：其电功率变为原来的一半，故c

R

正确；

D、使电压变为原来的四分之一，电阻变为原来的一半，由可知：其电功率变为

R

原来的八分之一，故D错。

故选：Co

8.电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接着的铜导线却不怎么热，原因是（）

A.铜导线比电炉丝传热快，所以不怎么热

B.铜导线有绝缘层，所以不怎么热

C.铜导线的电阻小，消耗电能小，炉丝的电阻大，消耗电能多，所以热得发红

D.通过电炉丝的电流比通过电线的电流小

【分析】电流通过导体产生的热量跟电流、电阻大小和通电时间均有关，因此在分析电

流通过导体产热多少时应用控制变量法。在电流、通电时间相等时，电阻越大产生的热

量越多；在电流、电阻一定时，通电时间越长产生的热量越多；在电阻、通电时间一定

时，电流越大产生的热量越多。

【解答】解：电炉丝跟铜导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，由于电炉丝

的电阻大，所以产生的热量多，因此电炉丝通电后热得发红，而铜导线却不怎么热。

由上述可知选项A、B、D都不正确。

故选：Co

9.小刚家里连接热水器的插头与插座接触不良，在热水器使用一段时间后发现插头与插座

过热。下列关于插头与插座过热的原因解释正确的是（）

A.由于接触不良，导致电路中电流过大，插头与插座过热

B.由于接触不良，电路中没有电流通过，插头与插座是被热水烫热的

C.由于接触不良，导致电路中总功率过大，插头与插座过热

D.由于接触不良，导致接触处电阻过大，插头与插座过热

【分析】插头、插座串联在电路中，当接触不良时，该处的电阻会增大，利用焦耳定律

分析接触处局部过热，据此分析判断。

【解答】解：电路连接处与原来相比，由于接触不好，电流通过时受到的阻碍作用增大,

因此电阻增大；

根据焦耳定律Q=fRt,在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致插

头与插座温度升高、过热。

故选：Do

10.将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电

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一样多

B.三个用电器消耗的电能一样多

C.电视机产生的热量最多

D.电风扇产生的热量最多

【分析】由题意知，三种用电器的额定电压都是220V,额定功率都是100W；家庭电路电

压是220V,把这三个用电器接入家庭电路，三个用电器都正常工作，实际功率相同都等

于额定功率，通电时间相同，根据W=Pt可知消耗的电能相同；通过分析三种用电器工

作时的能量转化情况，找出产生热量最多的用电器。

【解答】解：三用电器接入家庭电路中时它们两端的电压均为U=220V,实际功率P^=

P«=100W,

由P=_L的变形式W=Pt可知，通电时间相同时，三用电器消耗的电能相同，故B正确；

t

因电风扇中的电动机将电能大部分转化机械能，电视机将一部分电能转化为光能，电烙

铁把电能全部转化为热量，

所以，产生热量最多的是电烙铁，故ACD错误。

故选：B»

11.有三个用电器，其中一个为“220V60W”电风扇，一个为“220V60W”白炽灯，另一

个是“220V60W”的电热器，都在额定电压下工作相同的时间，比较这三个用电器产生

的热量是（）

A.电风扇最多B.白炽灯最多C.电热器最多D.都一样多

【分析】根据电风扇、白炽灯和电热器这三种用电器工作时的能量转化情况分析判断。

【解答】解：A、电风扇把电能转化为机械能和内能；

B、白炽灯把电能转化为内能和光能；

C、电热器把电能转化为内能；

综上分析，电热器产生的热量最多。

故选：Co

12.关于电热的下列几个说法，错误的是（）

A.电热会烧毁电器元器件，引发火灾，是有百害而无一利

B.电流通过任何用电器，都或多或少的会产生热量

C.为防止电流过大产生电热而烧坏局部电路，可使用保险丝保护整体电路

D.为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热

【分析】电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应；电热是有利有弊

的，解答本题可根据物理知识并结合生活经验去分析。

【解答】解：A、电流的热效应有不利的因素，如电热会烧毁电器元器件，引发火灾，但

电热并不都是有害的，在我们生活中和许多产业中都要用到电热。如家里的电饭锅、电

熨斗，养鸡场的电热孵化器等都是利用电热的，所以选项A的说法是错误的；

B、任何用电器中都有导线，导线都有电阻，当电流经过电阻时，就会产生热量，所

以选项B的说法是正确的；

C、保险丝是用电阻率大而熔点低的材料制成的，当电流过大时，它由于温度升高而

熔断，切断电路，起到保护的作用，所以选项C的说法是正确的；

D、为防止电热带来的危害，我们要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热，目的

就是为了防止用电器由于温度过高而损坏用电器，所以选项D的说法是正确的。

故选：A„

13.以下现象中，不属于利用电热的是（）

A.电流流过时输电导线会发热

B.电流过大时，家庭电路中的保险丝会熔断

C.电热孵化器

D.电烤炉

【分析】电流流过导体时导体发热，产生热量，电能转化为内能，这是电流的热效应；

分析用电器工作时电能的转化情况，然后答题。

【解答】解：电流流过时输电导线会发热，是电热带来副作用，是不利的；而保险丝、

电热孵化器和电烤炉都是利用电热来工作的。

故选：Ao

二.填空题（共6小题）

14.利用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”，两瓶内装着质量和温度相等的煤

油，用温度计观测煤油的温度。

（1）将铜丝和镶铝合金丝串联接入电路中,这是为了控制通过的电流和通电时间相

同。此实验的主要目的，是探究电阻对电流热效应的影响。

（2）在此实验中，除了保护电路外，滑动变阻器还可起到的作用是」

【分析】（1）在串联电路中，电流处处相等；电流产生的热量与电流、通电时间、电阻

大小有关；

（2）滑动变阻器的阻值变化会引起电路中电流的变化。

【解答】解：（1）实验时，将铜丝和锲辂合金丝串联接入电路中，这是为了控制通过两

电阻的电流相同和通电时间相同；

该实验中电流相同、通电时间相同，但铜丝和锲铝合金丝的电阻不同，故探究的是电阻

对电流热效应的影响；

（2）当移动滑动变阻器的滑片时，滑动变阻器接入电路的电阻改变了，根据欧姆定律可

知，电路中的电流也会发生改变。

故答案为：（1）通过的电流和通电时间；电阻；（2）改变电流。

15.一个小电动机线圈电阻为1C,当两端电压为3V时正常工作，通过它的电流为0.3A.则

这个电动机正常工作10s消耗的电能为9工

【分析】知道小电动机正常工作时两端的电压和通过的电流，根据W=UIt求出这个电动

机正常工作10s消耗的电能。

【解答】解：这个电动机正常工作10s消耗的电能：

W=UIt=3VX0.3AX10s=9Jo

故答案为：9o

16.当电路中有电流流过时，导体就会发热，这种现象叫做电流的热效应。在洗衣机、

电饭锅、电吹风中，电饭锅就是利用电流的热效应工作的。某导体电阻为10Q.通

过的电流为2A,这个导体通电5min放出的热量是1.2义1（/J。

【分析】（1）电流的热效应就是把电能转化为内能；

（2）知道导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间，利用焦耳定律求产生的热量。

【解答】解：

（1）电流通过导体，导体会发热的现象叫做电流的热效应；

洗衣机、电吹风主要是把电能转化为机械能；只有电饭锅是把电能转化为内能，是利用

电流的热效应；

24

（2）电流产生的热量Q=I?Rt=（2A）X10QX5X60S=1.2X10JO

故答案为：热；电饭锅；1.2X10,。

17.甲、乙两只电炉，分别标有“220V600W"和"220V1000W”的字样，若把它们串联在

电压为220V的电路中，发热量较大的是甲（选发“甲”或"乙”）,若将它们并联在

110V电路中，电路总功率为400W。

【分析】知道两只电炉的额定电压和额定功率，根据P=止比较两只电炉的电阻，根据

R

串联电路的电流特点和焦耳定律比较两电炉的发热量关系；

根据并联电路中各并联支路两端的电压相等和可得出两电炉的发热功率。

R

【解答】解：（1）由P=点得，电炉的电阻R=医，因为甲、乙两只电炉的额定电压

RP

相同，额定功率P甲＜Pz.,

所以甲、乙两只电炉的电阻：口单＞1?乙，又因为串联电路中的电流处处相等，即通过甲、

乙两只电炉的电流：I甲=1乙，

根据Q=『Rt可知，在相同时间内产生的热量Q甲〉Q乙，故发热量较大的是甲。

（2）将它们并联在110V的电路上，

根据并联电路中各支路两端的电压相等，即U甲=u乙=uov,根据p=ui可知，电阻不

R

变，电压变为原来的一半，功率会变为原来的四分之一，故甲的功率为150W,乙的功率

为250W,总功率为150W+250W=400W。

故答案为：甲；400o

18.在生活用电中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处容易

发热，加速老化，甚至起引火灾。这是因为连接处导线的接触面积较上|^,电阻较

大。而当电流相同时，电阻越大相同时间产生的热量越多。

【分析】由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时

间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导

线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此

分析。

【解答】解：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处导线的接触面积较小，

电阻较大，由于导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等，根

据Q=I?Rt,连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起

火灾。

故答案为：小；大；大。

19.为了测量电热水器消耗的电能，关闭其他用电器，只用电热水器给水加热，一段时间

后，电能表的示数由图甲示数变为图乙示数，则该电热水器在这段时间内消耗的电能是

7.56X1Q6J.若消耗电能的87%被水吸收，则这段时间内可把18ku初温度为139

的水加热至1009(C*=4.2X103J/(kg・1C))

乙

【分析】(1)电能表显示的数值中最后一位是小数，单位为kW・h,两次电能表示数的差

值即为电热水器消耗的电能；

(2)利用n=%-X100%求出水吸收的热量，再利用Q吸=011(t-to)求出加热水的

质量。

【解答】解：(1)这台热水器消耗的电能：

W=7626.9kW»h-7624.8kW«h=2.lkW«h=7.56X106J；

(2)由n=%xioo%可得，水吸收的热量：

Qs=Wn=7.56X106JX87%=6.5772X106J,

由Q嗷=cm(t-to)可得，加热水的质量：

m=—强一=___________&5772X1()6J____________=18KGO

3

c水(t-t0)4.2X10J/(kg'lC)X(100V-131C)

故答案为：7.56X10®;18。

三.实验探究题(共6小题)

20.如图所示小蕾同学在研究“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。这种实验方法叫转换法。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形管不是(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上L的关系，通电一

段时间，b(选填"a”或"b”)容器中电流产生的热量较多。

(4)乙图所示的实验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，c(选填"c”或"d”)容器中电流产生的热量多。

4

【分析】(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过

液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；

(2)连通器是指两端开口，底部连通的容器，符合这一特点的容器才能称为连通器；

(3)电流产生的热量跟电流大小、电阻大小、通电时间有关。探究电流产生热量跟电阻

关系时，控制通电时间和电流不变；

(4)探究电流产生热量跟电流关系时，控制电阻和通电时间相同。

【解答】解：

(1)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度

差的变化来反映，这种研究方法叫转换法；

A、电流不能直接观察，水流能够直接观察，利用能够直接观察的水流说明电流的形成和

作用，采用的是类比法；

B、在研究光的传播时，利用光线反映光的本质，间接的研究光的传播，研究起来更方便、

更形象，采用的是模型法；

C、把敲响的音叉接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动，把音叉的振动

通过水花来体现，运用了转换法；

D、水平面越光滑，小车所受阻力越小，运动距离越远，如果小车不受力，小车将做匀速

直线运动；本实验用到了实验推理的研究方法。

故选C；

(2)U形管本身是一个连通器，但图中的U形管，一端被封闭，不符合“两端开口，底

部连通”这一特点，因此，不是连通器；

(3)如图甲，两个电阻串联在电路中，电流相同，通电时间相同，电阻不同，运用控制

变量法，探究电流产生热量跟电阻的关系；通过一段时间，b容器中电流产生的热量较

多，该容器的电阻最大；

(4)图乙装置中一个5Q的电阻与两个5Q的电阻并联后再串联，

根据串联电路的电流特点可知，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，即I右

=1左，两个5。的电阻并联，根据并联电路的电流特点知I右=1内+1外，所以，I左>1

内，烧瓶内的电阻值都是5Q,阻值相等，通电时间相等，电流不同，运用控制变量法，

探究电流产生热量跟电流的关系；通过一段时间，c容器中电流产生的热量多。

故答案为：(1)液面高度；转换法；C;(2)不是；(3)电阻；b；(4)电流；c。

21.小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，设计了如图所示

的实验电路。两个烧瓶A、B中盛有质量、初温相等的煤油，网与RB是阻值不同的电热

丝。

(1)RA与RB采用串联的连接方式，其目的是为了控制通电时间、通过RA与RB的电流

相等。

(2)小明同学为比较&与RB限值的大小，用电压表分别测出RA与RB两端电压大小，发

现UAVUB,则RAVRR(选填“>”、"V"或“=”)。

(3)在相同时间内，可通过观察温度计上升的示数快慢来比较电流通过电热丝产生

的热量多少；为了升温较快，实验液体选用煤油而不选用水，主要是水的比热容比煤油

的比热容大。

(4)小华想改装实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”，则他们应将烧瓶A中煤油

换成与其质量（选填“质量”或“体积”）相等的水，并将电热丝RA换成与RB阻

值相等的电热丝。测量时，水和煤油的初温均为t。，通电一段时间后，水和煤油的末

温分别为t水、t煤油，请写出煤油比热容的表达式：C煤油=C水/（t煤油-to）

（已知水的比热容为C水）

【分析】（1）探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”，采用控制变量法；

（2）串联电路有分压作用，电压与电阻成正比；

（3）温度计示数的变化反应了液体温度的变化，反映了液体吸收热量即电流产生热量的

多少；根据Q=cmZXt作出分析；

（4）由Q^=cm4t可知，要比较水和煤油的比热容大小，应让两瓶中水和煤油的质量m

相等、吸收的热量相等，通过比较它们升高的温度大小关系，得出比热容的大小关系；

通电相同的时间，表示水和煤油吸收相同的热量，根据Q=cm（t-t。）求出煤油的比热。

【解答】解：（1）本实验采用的是控制变量法，两电阻丝串联连接的目的是：控制通电

时间和通过电阻的电流相等；

（2）根据串联电路中%=工1可知，当UAVUB,则RA<RB；

UBRB

（3）实验中通过观察两支温度计示数变化来比较电流产生的热量的多少；根据Q=cmA

t可知，在液体的质量和吸收的热量相同的情况下，液体的比热越小，温度升高的越快，

实验现象越明显，所以选用比热容较小的煤油来做实验；

（4）要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）

相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系，故用相同质量的水代替煤油；把电热

丝氏换成与RB阻值相同的电阻丝，电阻相等，在相同时间内放出的热量相同，所以水和

煤油吸收的热量相同；

加热相同时间即Q；k=Q炭油，得c水m（t水-to）=c燥油m（tat油一道），所以煤油的比热表

达式：c-c水.水-1。)

t油-t(J

故答案为：(1)通过RA与RB的电流；(2)<;(3)温度计上升的示数快慢；大；(4)质

量；与RB阻值相等；c*(t*-to)/(t«1*-to)

22.如图是陆艳同学探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：

(1)在两个相同的烧瓶中装有质量选填“相等”或“不等”)的同种(选

填"同种"或“不同")液体，实验中通过观察温度计示数的变化来比较电阻丝产生

热量的多少。

(2)瓶中各放置一根电阻丝，且R,>R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与」

阻的关系,通电一段时间左瓶(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量

多，实验中采用的科学探究方法为控制变量法。

(3)如果所用液体仅备有水或煤油，为使实验现象明显些，应选煤油来进行实验。

【分析】(1)实验中通过温度计的示数高低反映产生热量多少，两烧瓶中应放相同质量

的同种液体；电流产生热量的多少不易直接测量，实验中通过温度计的示数高低反映产

生热量多少；

(2)两个电阻丝是串联，则电流相等，是研究电流产生的热量与电阻的关系的实验；根

据Q=「Rt作出分析；

(3)由于煤油的比热容比水的比热容小，吸收相同的热量，煤油升高的温度多，使用煤

油效果更好。

【解答】解：(1)实验时，为了比较产生的热量的多少，在两个相同的烧瓶中装有质量

相等的同种液体；

实验中通过观察液体的温度的变化来反映吸收的热量的多少；

(2)两电阻丝串联，控制电流和通电时间相等，电阻不相等，这是研究电流产生的热量

与电阻的关系的实验；

在电流和通电时间相等的前提下，由于甲电阻的阻值较大，根据Q=VRt可知，在相同

时间内产生的热量较多，因此左瓶内的电阻丝产生的热量多；

本实验采用的是控制变量法；

(3)为了使效果明显，应使用比热容小的煤油进行实验。

故答案为：(1)相等；同种；温度计示数的变化；(2)电阻；左瓶；控制变量；(3)煤

油。

23.用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满

了煤油。

(1)烧瓶中装入的煤油是绝缘体(选填“导体”或“绝缘体”)。

(2)请根据实物电路，在虚线框图2内画出对应的电路图。

(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝R与R2的阻值应相等，通过R的电流小

于通过比的电流。

(4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时

间相等时，电流越大产生的热量越多。

(5)小红用如图3示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，

经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关

系图象，根据焦耳定律可知，图4中能正确反映h-：(关系的是A0

【拓展】用Q=lTt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过

任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因不能，含有电动机的电路，电流做的功

大部分转化为机械能，有一小部分转换化内能，即发热了，W=int>Q。

【分析】(1)煤油是绝缘体；

(2)根据实物电路，画出对应的电路图；

(3)根据电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻相等；根据并联电路电

流的规律分析；

(4)根据转换法，通过烧瓶中玻璃管内液面上升的高度说明热量的多少；

(5)根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液柱升高的越多，且膨胀程度与吸热

多少成正比，

结合焦耳定律由数学知识分析；

【拓展】W=UIt是计算电功的普遍适用的公式，Q=W的条件是：纯电阻即不含有电动机

等的电路，据此分析。

【解答】解：(1)烧瓶中装入的煤油是绝缘体。

(2)原实物图中，R与R并联后与R2串联，根据实物电路，画出对应的电路图，如下

所示：

(3)“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，要控制电阻相等，即选用的两电阻丝

R与R2的阻值应相等，根据并联电路电流的规律，通过R的电流小于通过R2的电流。

(4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明在电阻和通电时间

相等时，电流越大产生的热量越。

(5)小红用如图3示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，

要控制电阻与通电时间相同，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内

液面上升的高度h与电流的关系图象，根据转换法，煤油吸热越多，膨胀程度越大，液

柱升高的越多，且膨胀程度与吸热多少成正比，

根据焦耳定律可知，Q=I?Rt--------①，Rt常数，且Rt>0,故由数学知识①式为Q

关于I的抛物线，且开向上，图4中能正确反映h-I关系的是A。

【拓展】用Q=「Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，而W=UIt是计算电功的普

遍适用的公式，Q=W的条件是：纯电阻即不含有电动机等的电路（将电能全部转化为内

能的电路）。如含有电动机的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化

内能，即发热了，W=UIt>Q»

W=UIt不能计算电流通过任何用电器产生的热量。

故答案为：（1）绝缘体；（2）如上；（3）相等；小于；（4）在电阻和通电时间相等时，

电流越大产生的热量越多；（5）A；

【拓展】不能。含有电动机的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换

化内能，即发热了，W=UIt>Qo

24.小明做“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验。如图所示，有3

个空烧瓶瓶口向下，固定在竖直的木板上，瓶口用橡皮塞塞紧3根两端开口的L形的玻

璃短管穿过橡皮塞与瓶内相通，每根玻璃管中各有一段相同长度的红色水柱，实验前使

3条红色水柱在同一高度，每个瓶中各有一根电阻丝（阻值分别为6Q、3Q、3Q）,电

源电压调到3V,瓶子不