3.6 九年级上册科学电能（2）（原卷版）

3.6电能（2）

学习目录

目录

模块一知识网络....................................................................................................................................1

模块二知识掌握....................................................................................................................................2

知识点一、电流的热效应..............................................................................................................2

知识点二、焦耳定律、电热器......................................................................................................4

知识点三、电动机..........................................................................................................................6

【巩固提高】..........................................................................................................................................8

知识重点

模块一知识网络

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模块二知识掌握

知识点一、电流的热效应

电流通过导体时电能转化成热能的现象叫做电流的热效应。

根据电功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示电流通

过导体时产生热能的快慢。这个公式表明：

实验：探究电热与哪些因素有关？(如图)

(1)在电流相同的条件下，电能转化成热能的功率与导体的电阻成正比；

(2)在导体电阻相同的条件下，电能转化成热能的功率与电流的平方成正比。

在纯电阻电路中，电能全部转化为热能，由于导体产生的热量Q与电路消耗的电能W相等，因

WU2

此计算电热的功率可用如下导出公式P＝，P＝UI，P＝。

tR

[例题1]（2022秋•临海市期中）将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一只电饭

煲正常工作相同时间，下列说法正确的是（）

A．三个用电器产生的热量一样多

B．电风扇产生的热量最多

C．电视机产生的热量最多

D．三者消耗的电能相等

[例题2]（2022•永嘉县模拟）小乐认为电流通过导体时产生的热量可能与通过导体的电流、导体电

阻和通电时间有关。她用如图所示实验装置进行探究，接入的三根电阻丝规格相同（阻值为

5Ω）；两个相同的空气盒各自连接一个相同的U形管，两U形管装有同种液体并封闭等量的空

气，且两U形管内的各液面相平。则该实验（）

A．通电后能观察到管②中的液面比管①中的液面升得更快

B．可探究导体产生的热量与导体电阻的关系

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C．无法探究导体产生的热量与通电时间的关系

D．运用了控制变量法和转换法

[例题3]（2021秋•西湖区期末）小金用如图所示电路研究电流产生的热量与哪些因素有关，他将

电热丝R1、R2涂上一种红色温变油墨，当温度达到80℃时，该油墨会变成无色，以下选项错

误的是（）

A．通电后油墨升温变色是由于电流的热效应

B．R1、R2应选择同种材料制成的阻值不同的电阻

C．若要使变色时间提前，应将滑动变阻器滑片P往右移

D．该实验可研究电流产生的热量与通电时间的关系

[例题4]（2020秋•拱墅区期末）如图，2只相同的烧瓶，瓶塞上各插入1支温度计，瓶内装有电阻

丝，电阻丝的阻值分别为R1、R2；在2只烧瓶中装入煤油或水，两电阻丝接入相应电路，无法

完成的实验是（）

A．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且串联，探究电热与电

阻大小的关系

B．探究Q与I、R、t的关系时，烧瓶中装入等质量的煤油，若R1＜R2且并联，探究电热与电

流大小的关系

C．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，比较水和煤油的吸热能力

D．烧瓶中分别装入等质量的水和煤油，若R1＝R2且串联，粗略测量煤油的比热容

[例题5]（2022•鄞州区模拟）小宁同学在学习电流通过导体产生的热的多少跟哪些因素有关时，设

计了如图所示的实验装置，2只平底烧瓶内装有某种液体，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶内各装1

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根阻值不同的电阻丝R甲和R乙，下列有关该实验的说法正确的是（）

①平底烧瓶内装有某种液体，该液体可以选择食盐溶液

②为了使实验现象更加明显，玻璃管内径可以再小一些

③本实验运用了控制变量法和转换法

④通过此实验研究可以得出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

⑤在研究电阻大小因素时，实验装置的电路设计成串联电路只是为了控制电流大小相等

A．②③B．①⑤C．②④D．①④⑤

知识点二、焦耳定律、电热器

(1)电流通过导体时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。

公式：Q＝I2Rt。

(2)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备。发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝

缘材料上做成的。其优点：①清洁卫生，②热效率高，③方便调控，缺点是非加热用电器工作时也

产生热量。

(3)常见电热器类型

串联式高温档P1=

低温档P2=

并联式高温档P1=

低温档P2=

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[例题6]（2022秋•舟山期末）小芳猜想电流产生的热量与电阻大小有关，下列能支持她猜想的现

象是（）

A．接线板上接入的用电器越多，导线越容易发热

B．正常工作时，“36V54W”的灯泡比“12V6W”的灯泡亮

C．电熨斗工作时发热明显，而与之相连的导线却不怎么热

D．电热水壶加热水时，水沸腾前，加热时间越长，温度越高

[例题7]（2022秋•镇海区期末）小科想要利用风扇、发热电阻等元件，制作一个有低温挡和高温

挡的暖风机。他设计了发热部分的两种电路，分别如图甲、乙所示。下列说法错误的是（）

A．图甲中，当开关S闭合、S1断开时，此时处于低温挡工作状态

B．图甲中，当开关S闭合、S1闭合时，此时处于高温挡工作状态

C．图乙中，若电源电压为24伏，要实现电阻R3的发热电功率为120瓦，则R3阻值为5欧

D．图乙中，暖风机高温挡总功率为200瓦，在高温挡工作1分钟，暖风机消耗电能1.2×104焦

[例题8]（2022秋•拱墅区期末）生活中导线与插座连接时，有人会将直导线的裸露端直接插入接

线孔，但更好的接法是先将导线裸露端折成“U形”再插入，如图所示。这种“U形形”接法

可以增大连接处的接触面积，使连接处的电阻更（选填“大”或“小”），当电流、通电时

间一定时，根据（用公式表示）的原理，连接处产生的热量少，从而保证温度不会过

高，这样会更安全。

[例题9]（2022秋•慈溪市校级期末）图甲所示的电路中，R1为定值电阻，滑动变阻器R2的最大阻

值为60Ω，电源电压保持不变。滑动变阻器R2的滑片P从最右端滑到最左端的过程中，得到R2

的电功率与通过它的电流的关系，如图乙所示。在此过程中滑动变阻器R2的最大功率为

W。当滑片P在最左端时，1min内电流通过R1产生的热量为J。

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[例题10]（2022秋•乐清市校级期末）如图甲是非接触式红外线测温枪，它是通过接收人体辐射的

红外线来显示被测人的体温。当人体温度超过设定值时测温枪报警，持续时间3秒。

（1）图乙是它的工作原理图，R是滑动变阻器，R0是热敏电阻，当人体温度升高时，电压表示

数将变小。则其所用的热敏电阻阻值随温度变化的特点是图丙中的曲线。

（2）若热敏电阻R0在检测到体温达到37.5℃的人体而报警时，其阻值为100Ω，报警电压为2V，

电源电压恒为5V，则图乙电路中滑动变阻器R在报警过程中产生的热量为焦。

知识点三、电动机

电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内(热)能？

电吹风机：电能转化成内能和机械能(由于有电动机的存在)

电熨斗：电能全部转化成内能

能量转化功能计算

电热器电能→内能∵Q=W∵W＝UIt

又根据欧姆定律U=IR

∴Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R

电动机电能→内能+机械能∵W＝UItW=Q+W机

2

∴UIt=IRt+W机

∴U>IR所以欧姆定律在电动

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机的计算中不适用，切记！

[例题11]（2021秋•江干区校级期中）电风扇工作时，电能转化为叶片转动的机械能和线圈发热、

摩擦等产生的内能按如图所示连接好电路，闭合开关，叶片转动，移动变阻器滑片至某一位置

时，叶片刚好不转动，读出此时电压表和电流表的示数分别为U0、I0。移动变阻器滑片，使电

压表示数为额定电压U，读出此时电流表的示数为I，电风扇正常工作。若忽略摩擦，只考虑线

圈发热损耗，则下列说法正确的是（）

A．电风扇正常运转时，电动机的发热功率P热＝U0I0

푈퐼푈0퐼0

B．电风扇的电动机将电能转化为机械能效率η=

푈퐼

푈

C．电风扇正常工作时的电动机内阻为r=

퐼

D．电风扇正常工作时的电功率P＝UI

[例题12]（2021•杭州一模）如图所示是某型号的爆米花机的电路图，闭合开关S时，R加热，电动

3

机搅拌，开始制作爆米花；爆米花机的铭牌如表所示。[c玉米＝1.2×10J/（kg•℃）]

额定电压220V

加热功率200W

电动机功率44W

（1）电路中R的阻值是多少？

（2）将200g、20℃的玉米加热到320℃成为爆米花时，求玉米粒需要吸收的热量；

（3）电阻R发热，把200g、20℃的玉米粒加热成为爆米花，需要用时10min，求R的加热效率。

[例题13]（2022秋•镇海区期末）如图是小科研究电动机转动是否对小灯泡的亮度有影响的电路图。

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小科先抓住转轴（防止电动机转动），合上开关，观察小灯泡的亮度；接着放开转轴让电动机转

动，继续观察小灯泡亮度的变化（已知：小灯泡的电阻为R，电动机线圈电阻为r，电源电压为

U）。请你回答：

（1）电动机未转动时，t时间内电流在电路中产生的热量为（用符号表达）。

（2）电动机转动时，电路中电流做的功电路中产生的热量（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）电动机转动后小灯泡的亮度会变（填“暗”或“亮”）。

【巩固提高】

1.（2020秋•永嘉县期末）下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是（）

A．收音机B．电风扇

C．电饭锅D．电视机

2.（2020秋•婺城区期末）如果热熔胶枪（一种电热器）和电风扇上都标有“220V，45W”的字

样，它们都在额定电压下工作相同的时间，以下科学量大小不相同的是（）

A．用电器消耗的电能B．用电器产生的热量

C．通过用电器的电流D．用电器的实际功率

3.（2021秋•宁海县校级月考）将规格都是“220V、150W”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．电烙铁产生的热量最多

B．电风扇产生的热量最多

C．电视机产生的热量最多

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D．三个用电器产生的热量一样多

4.（2020秋•拱墅区校级期末）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实

验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变

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阻的关系

B．将右边并联的两根5Ω的电阻丝都放入到容器内，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系

C．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

D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少

5.（2021秋•西湖区校级月考）如图是探究“影响电流热效应因素”的实验装置，将R1、R2两电

阻丝密封在两只完全相同的烧瓶内，且R1＞R2，瓶内装入等质量的煤油，下列说法错误的是

（）

A．烧瓶内选用比热容较小的液体，可以使实验现象更明显

B．若在该装置中串联一个滑动变阻器，就可以探究电流通过电阻丝产生的热量与电流大小的关

系

C．实验中通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少

D．若要比较水和煤油的比热容大小，不仅需要将其中一个烧瓶内的煤油换成等质量的水，还需

使烧瓶内两个电阻的阻值不相同

6.（2022秋•余姚市校级月考）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量

之比为5：1，则通过甲、乙的电流之比为（）

A．4：1B．1：4C．2：1D．1：2

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7.（2020秋•柯桥区期末）如图所示，当开关闭合时，电路中的电流为1A，电压表V2的示数是

10V，定值电阻R的阻值为4Ω，电动机的线圈电阻为1Ω，不计摩擦，下列说法正确的是（）

A．电压表V1的示数为10V

B．电路消耗的总功率是6W

C．通电1分钟电流通过电动机产生的热量是240J

D．通电1分钟电动机产生的机械能是300J

8.（2021•苍南县模拟）如图电路，电源电压为12伏且保持不变，闭合开关S，当滑片P置于变

阻器的中点时，电压表的示数为4伏：当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2

伏，在10秒内定值电阻R1产生的热量为36焦，则下列结果正确的是（）

A．电路中的最大电流为1安

B．电路消耗的最小电功率为9.6瓦

C．R1先后两次消耗的电功率之比为16：9

D．滑片P在中点时，10秒内滑动变阻器R做功为60焦

9.（2021秋•余姚市月考）把一个标有“10V3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V

的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（）

A．6JB．30JC．36JD．60J

10.（2022春•鄞州区校级期末）如图所示电路，闭合开关，标有“6V4.8W”的小灯泡正常发光，

电动机线圈的电阻为1Ω，通过线圈的电流为0.5A。则干路电流为A，2min内电动机产

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生的热量是J。

11.（2022春•上城区月考）甲、乙两只电炉标有“220V500W”和“220V1000W”字样，把它们

串联在220V的电路中，在相同时间内产生热量较多的是（选填“甲”或“乙”），将它们并

联在220V电路中，在相同时间内产生热量较多的是（选填“甲”或“乙”）。

12.（2022•婺城区一模）随着生活条件的改善，人们更加重视家居环境的美化，如图甲是带有水温

调节功能的家庭水族箱，其工作原理如图乙所示，R1为阻值可调的电热丝，R2为阻值400Ω的

定值电热丝，开关S2为单刀双掷开关，不考虑温度对电阻的影响。请分析回答：

（1）当开关S1闭合，S2接（填“a”或“b”）时，电路处于保温状态。

（2）当电路处于加热状态时，通电10分钟消耗的电能是多少焦？

（3）当电路处于保温状态时，若电路消耗的功率P＝48.4W，则电热丝R1连入电路的阻值应为

多少？

13.（2022秋•西湖区校级期中）几千年来中国的厨艺最讲究的就是“火候”二字。现在市场上流

行如图甲所示的新型电饭锅，采用“聪明火”技术，电脑智能控温、控压，智能化控制食物在

不同时间段的温度，以得到最佳的口感和营养，其简化电路如图乙所示R