第 22 讲《13.4 电流的热效应》（分层练习）-2023-2024 学年
九年级物理全一册同步精品课堂（北师大版）（解析版）
一、单选题
1．如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A． 电煮锅 B． 迷你电冰箱
C． 扫地机器人 D． 笔记本电
脑
【答案】A
【解析】A．电煮锅工作时，主要把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故
A 符合题意；
B．迷你电冰箱工作时，主要将电能转化机械能，不是利用电流热效应工作的，故 B 不
符合题意；
C．扫地机器人工作时，主要把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故
C 不符合题意；
D．笔记本电脑工作时，主要将电能转化为光能和声能，少部分转化为内能，不是利用
电流热效应工作的，故 D 不符合题意。
故选 A。
2．额定电压相同的电热水壶和电饭锅，它们正常工作过程中消耗的电能 W 和通电时间
t 的关系如图所示。关于这两个用电器正常工作时，下列判断正确的是（ ）
A．电热水壶的电阻较大 B．通过电饭锅的电流较大
C．电热水壶两端的电压较大 D．相同时间内电热水壶比电饭锅产生的
热量多
【答案】D
【解析】A．相同的时间内，电热水壶消耗的电能大于电饭锅消耗的电能，故电热水壶
U 2
的功率大于电饭锅的功率，根据R = 可知，额度电压相同，电功率大的电阻小，故
P
电热水壶的电阻较小，故 A 错误；
B P．电热水壶的功率大于电饭锅的功率，根据 I = U ，额度电压相同，电功率大的电流较
大，故通过电热水壶的电流较大，故 B 错误；
C．额定电压相同的电热水壶和电饭锅，都正常工作，故两用电器的电压相同，故 C 错
误；
D．相同的时间内，电热水壶消耗的电能大于电饭锅消耗的电能，而消耗的电能全部转
化为内能，故相同时间内电热水壶比电饭锅产生的热量多，故 D 正确。
故选 D。
3．如图所示的四种用电器中，主要将电能转为内能的是（ ）
A． 电动牙刷 B． 电动剃须刀
C． 电蒸蛋器 D． 迷你电风扇
【答案】C
【解析】A．电动牙刷主要将电能转为机械能，故 A 不符合题意；
B．电动剃须刀主要将电能转为机械能，故 B 不符合题意；
C．电蒸蛋器主要将电能转为内能，故 C 符合题意；
D．迷你电风扇主要将电能转为机械能，故 D 不符合题意。
故选 C。
4．如图所示，阻值为 R 的电阻丝，用四种方法分别接在电压为 U 或 2U 的电源上。闭
合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是（ ）
A． B．
C． D．
【答案】D
【解析】因为串联电路中电阻等于各分电阻之和，并联电路中总电阻的倒数等于各分电
阻倒数之和，所以两电阻串联时电路中的总电阻最大，两电阻并联时电路中的总电阻最
小，根据
2
Q放 = W
U
= t
R
为使电阻丝在相同时间内产生的总热量最多，电压应接 2U，电路总电阻应最小，使两
电阻并联，故 D 符合题意，ABC 不符合题意。
故选 D。
5．人们把处于超导状态的导体称为超导体，超导体电阻为零，它适合做（ ）
A．电炉丝 B．电熨斗 C．输电导线 D．变阻器
【答案】C
【解析】A．电炉丝是利用电能转化为内能工作的，需要电阻比较大，产生的热量多，
故 A 不符合题意；
B．电熨斗是利用电能转化为内能工作的，需要电阻比较大，产生的热量多，故 B 不符
合题意；
C．输电导线为了减小电能的损耗，电阻越小越好，故超导体适合做导线，故 C 符合题
意；
D．变阻器需要电阻稍微大一定的材料，故 D 不符合题意。
故选 C。
6．甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下
列说法中正确的是（ ）
A．甲的电阻小于乙的电阻
B．两电热杯均正常工作时，相同时间内消耗的电能一样多
C．若将乙接在电压为 110V 的电路中，它的实际功率为 250W
D．若将两电热杯串联后接在电压为 220V 的电路中，相同时间内甲产生的热量较多
【答案】D
【解析】A．两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等，根据
U 2
P=UI= P =
R
的变形式
R U
2
=
P
可知，甲的功率较小 ，其电阻较大，故 A 错误；
B．两电加热器均正常工作时的功率和额定功率相等，由图知甲的额定功率较小，根据
W=Pt 可知，相同时间内甲消耗的电能较少，故 B 错误；
C．乙的电阻
2
R U
2 220V
= 乙
乙 = =96.8ΩP乙 500W
将乙接入 110V 的电路中，它的实际功率
U 2 110V
2
P = 乙乙 =
=125W
R乙 96.8Ω
故 C 错误；
D．两电加热器串联后接在 220V的电路中时通过它们的电流相等，甲的电阻大，由P=I2R
可知，甲的实际功率较大，相同时间内甲产生的热量较多，故 D 正确。
故选 D。
7．在如图所示的家用电器中，消耗电能主要是用来产生热量的是（ ）
A． 电熨斗 B． 台式电风扇
C． 电视机 D． 笔记本电脑
【答案】A
【解析】A．电熨斗通电后主要是发热，把电能主要转化为内能，是电流的热效应，故
A 符合题意；
B．台式电风扇通电后主要是转动，把电能主要转化为机械能，故 B 不符合题意；
C．电视机通电后主要是发光和产生声音，把电能主要转化为光能、声能，故 C 不符合
题意；
D．笔记本电脑通电后主要是把电能转化为光能和声能，故 D 不符合题意。
故选 A。
8．图示的用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A． 手机
B． 电饭煲
C． 电风扇
D． 扬声器
【答案】B
【解析】A．手机工作时主要转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故 A
不符合题意；
B．电饭锅工作时主要把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故 B 符合题意；
C．电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故 C 不符合题
意；
D．扬声器主要将电能转化为声能，不是利用电流的热效应工作的，故 D 不符合题意。
故选 B。
二、多选题
9．小东想探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。他连接了如图所示的电路进
行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有初温相同的煤油，温度计及阻值为 R1和
R2的发热电阻丝。下列说法中正确的是（ ）
A．为了便于探究，两烧瓶内装的煤油质量应相等
B．发热电阻丝 R1和 R2的阻值应该不同
C．本实验是通过调节滑动变阻器滑片的位置来改变自变量的
D．此实验中用温度计示数变化的大小间接反映电流产生热量的多少
【答案】ABD
【解析】AD．实验中电流产生的热量不易直接测量，可给质量相等的煤油加热，根据
Q
Dt = 吸 可知，煤油升高的温度越高，说明电阻丝放出的热量越多，故通过温度计示数
cm
变化的大小反映产生热量的多少，故 AD 正确；
B．电流通过导体产生的热量与通过的电流、导体的电阻和通电时间有关，根据控制变
量法可知，研究与其中一个因素的关系时，要控制另外两个因素不变。研究电流通过导
体产生的热量与电阻是否有关，要控制电流和通电时间相同（题中两电阻丝串联，则通
过两阻丝的电流和通电时间相同），只改变电阻大小，发热电阻丝 R1和 R2的阻值应该
不同，故 B 正确；
C．探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关，烧瓶内电阻大小是自变量，产生的
热量是因变量，故 C 错误。
故选 ABD。
10．如图为两个家用电器的铭牌，下列说法中正确的是（ ）
电热水器 电视机
额定电压 220V 额定电压 220V
工作频率 50Hz 工作频率 50Hz
额定功率 2000W 额定功率 200W
A．这两个电器正常工作时，电热水器的工作电流较大
B．这两个电器正常工作时，电热水器消耗的电能较多
C．电热水器正常工作 1s，产生的热量是 2000J
D．电视机正常工作 1h，消耗的电能是 1kW·h
【答案】AC
【解析】A．由两个家用电器的铭牌可知，电热水器的额定功率为 P1=2000W，电视机
的额定功率为 P2=200W，因两电器的额定电压相同，根据 P=UI 可知，这两个电器正常
工作时，电热水器的工作电流较大，故 A 正确；
B．由于不知道工作时间，所以由 W=Pt 可知，不能确定消耗电能的多少，故 B 错误；
C．电热水器正常工作 1s，产生的热量是
Q=W1=P1t=2000W×1s=2000J
故 C 正确；
D．电视机的额定功率为
P2=200W=0.2kW
电视机正常工作 1h，消耗的电能是
W2=P2t2=0.2kW×1h=0.2kW·h
故 D 错误。
故选 AC。
11．在图中，图像 A、B 反映的是小灯泡 L 和定值电阻 R 通过它们的电流与其两端电压
的关系，其中小灯泡的额定电压是 2.5V。由此图像可知（ ）
A．图像 A 是定值电阻 R 的 I-U 图像
B．小灯泡的额定功率是 0.75W
C．将小灯泡 L 和电阻 R 串联接在电源两端，小灯泡 L 正常发光时，电源电压是 5.5V
D．将小灯泡 L 和电阻 R 串联在电路中，小灯泡正常工作 1min，电阻 R 产生热量
54J
【答案】BCD
【解析】A．图像 A 是曲线，表示电阻是变化的，灯泡灯丝的电阻随温度的变化而变化，
所以图像 A 是灯泡的 I-U 图像，故 A 不符合题意；
B．由图可知，当小灯泡的额定电压是 2.5V 时，通过灯泡的电流是 0.3A，小灯泡的额
定功率
P 额=U 额 I 额=2.5V×0.3A=0.75W
故 B 符合题意；
C．将小灯泡 L 和电阻 R 串联接在电源两端，小灯泡 L 正常发光时，通过灯泡的电流是
0.3A，由串联电路电流的规律可知通过电路的电流是 0.3A，由图可知，R 两端的电压是
3V，由串联电路电压的规律可知电源电压
U=U 额+UR=2.5V+3V=5.5V
故 C 符合题意；
D．将小灯泡 L 和电阻 R 串联在电路中，小灯泡正常工作 1min，电阻 R 产生热量
Q=W=URIt=3V×0.3A×60s=54J
故 D 符合题意。
故选 BCD。
12．实验表明，某些金属当温度降低到某一定值时，其电阻突然降为零，这种现象叫做
超导超导现象．这一特定温度称为转变温度，其值与金属材料有关．美国《科学》杂志
曾发表“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的评述．这表明，在新超导体研究领域，
我国取得了令人瞩目的成就．假如人们已研制出常温下的超导体，则可以用它制作图中
的
A． 电炉的电阻丝
B． 远距离输电导线
C． 电动机的线圈
D． 白炽灯泡的灯丝
【答案】BC
【解析】A,电炉丝需要将电能转化为内能，电阻为零无法将电能转化为内能，A 不符合
题意.；B,根据焦耳定律 ，可知，远距离输电，当电阻为零时,可使导线损耗为零，便可
提高传输效率，B 符合题意；C, 电动机的线圈电阻为零时，可使损耗为零，C 符合题
意；D 灯丝必须在白炽状态下才能正常发光，电阻为零无法将电能转化为内能,无法放
热，D 不符合题意.故选 BC.
三、填空题
13．某款电热水壶，可以由加热档自动切换为保温档，其内部简化电路如图甲所示，其
中 R1和 R2为阻值不等且不变的发热电阻，铭牌中的部分参数如图乙所示。求：
（1）当开关S1、S2 均闭合时，电热水壶处于 （选填“加热”或“保温”）档；
（2）电阻R1和 R2的阻值；( )
（3）电热水壶处于“加热”档时，工作 10min 产生的热量。( )
*型号电热水壶
（额定）电源 220V~50Hz
加热档额定功率 1100W
保温档额定功率 100W
乙
【答案】 加热 44Ω ， 440Ω 6.6 105 J
U 2
【解析】（1）[1]根据公式P = UI = 可知，家庭电路的电压是 220V 固定不变，电路
R
中总电阻越大，总功率越小，所以，当开关S1、S2 均闭合时，整个电路只有 R1的简单
电路，总电阻小，总功率大，是加热状态。
（2）[2]当开关S1、S2 均闭合时，电路为加热档，则电阻 R1阻值
U 2 220V 2R 1 = = = 44ΩP热 1100W
当开关S1闭合，S2 断开时，电路为保温档，则电阻 R2阻值
U 2 220V 2R2 = - R
= - 44Ω = 440Ω
P 1 100W
保
（3）[3]当开关S1、S2 均闭合时，电路为加热档，产生的热量
Q = W = P热t =1100W 10 60s = 6.6 10
5 J
14．小明在探究电流产生的热量与什么因素有关，设计了如图的实验装置。甲、乙两个
透明容器中密封着等量的空气，里面各放入一根 5Ω 的电阻丝，再将一个 5Ω 的电阻丝
与乙容器内 5Ω 电阻丝并联，两个 U 型管中装有等量的水。把这个装置接入电源，通电
相同的时间，来比较电流产生的热量。利用这套装置可来探究电流产生热量与 的
关系。如果把乙容器外面的 5Ω 电阻丝直接放入乙容器内， 通电相同的时间，
容器 U 型管液柱高度差较大。
【答案】 电流 甲
【解析】[1]两个相同的电阻串联在电路中，通电时间和电阻相同，当给其中一个并联一
个电阻时，电阻的电流改变，探究电流产生热量跟电流关系。
[2]乙容器中两相同的电阻并联接入，总电阻是甲容器中电阻阻值的一半，根据焦耳定律，
在通电时间和电流相同时，甲容器中的电阻阻值大，所以产生的热量多。
15．在一次科学晚会上，表演老师拿着一节 9V 的干电池在“可燃钢丝棉”上轻轻一按压，
可燃钢丝棉就燃烧了起来，非常美妙．如图甲就是当时的场景和“可燃钢丝棉”．小明坐
的太远，没看清老师的动作，晚会后向老师询问表演过程．老师说：“可燃钢丝棉”是一
种能够导电，并且着火点较低的新型材料，老师拿的 9V 干电池市面上也有卖．老师让
小明仔细观察了 9V 干电池的结构之后，问：我有三种接触方式，如图 A 所示的是让电
池下端与可燃钢丝棉接触；图 B 是让电池上端与可燃钢丝棉接触；C 是横着按下去，让
电池下端与上端同时与可燃钢丝棉接触．请你帮助小明分析一下，老师是以 （选填
“A”、“B”或“C”）图所示方式，把电池按到“可燃钢丝棉”上的．“可燃钢丝棉”通电后燃
烧，是电流的 效应．
【答案】 B 热
【分析】根据电流的热效应，分析，老师表演时一定是让电池的正负极同时接触了可燃
钢丝棉，这样相当于瞬间短路，电流较大，由于电流的热效应可燃钢丝棉燃烧．
【解析】根据题意，老师拿着一节 9V 的干电池在“可燃钢丝棉”上轻轻一按压，可燃钢
丝棉就燃烧了起来，则一定是利用了电流的热效应，表演时让电源的正负极同时接触可
燃钢丝棉，由于可燃钢丝棉是导体，所以产生热量，温度升高，达到燃点，可燃钢丝棉
燃烧；
如图乙，只有 B 图，电池的正负极能够同时接触可燃钢丝棉，形成通路，利用电流的热
效应，故 B 正确．
16．小灯泡 L 和电阻 R 中电流随电压变化情况如图所示，由图像可知，电阻 R 的阻值
为 Ω；若将它们并联接在电压为 2V 的电源两端，电路中的总电流为 A，此时 L
和 R 在相同时间内产生的热量之比是 。
【答案】 20 0.35 2：5
U
【解析】由图象可知，当 UR ＝2V 时，通过的电流 IR ＝0.1A，由 I ＝ 可得，电阻 R
R
U 2V
的阻值：R R＝ I ＝ ＝20Ω；R 0.1A
小灯泡 L 和电阻 R 并联接在电压为 2V 的电源两端时，因并联电路中各支路两端的电压
相等，所以，UR ＝UL ＝U ＝2V，由图象可知，通过它们的电流分别为 IR ＝0.1A，
IL ＝0.25A，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电路中的总电流：I ＝
IR + IL ＝0.1A+0.25A ＝0.35A，根据公式 Q=I2Rt=UIt 可得：L 和 R 在相同时间内产生
的热量之比等于电流之比，即 0.1A:0.25A=2:5.
17．实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、型号相同的温度计
和阻值不相等的电阻丝 R，如图所示．另外，还有满足实验要求的电源和开关各一个，
电流表和停表各一块，导线若干．小阳利用上述实验器材组成串联电路可以证明“电流
通过电阻产生的热量跟 有关”．
【答案】电阻
【解析】组成串联电路时，电流和通电时间一定相等，根据Q = I 2 Rt ，再结合控制变量
法的思想，可以研究电热与电阻的关系，所以小阳利用上述实验器材组成串联电路可以
证明“电流通过电阻产生的热量跟电阻有关”．
答案：电阻．
18．如图所示的电饭煲主要是利用电流的 效应工作的。合格的电饭煲其电源线
线芯一般都比较粗，这是由于电饭煲的功率比较大，工作时通过电源线的电流也较大，
根据 定律可知，一定时间内为避免导线发热过多，应让导线的电阻尽量
一些的缘故。
【答案】 热 焦耳 小
【解析】[1]电饭煲工作时把电能转化为内能，所以电饭煲是利用电路的热效应工作的。
[2][3]根据焦耳定律 Q=I2Rt 可知，在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热
量越多，所以一定时间内为避免导线发热过多，应让导线的电阻尽量小一些的缘故。
四、实验题
19．如图所示是探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验装置，其中乙图 A、B 烧
瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同。
（1）图甲可以探究电流产生的热量与通电时间及 大小是否有关，图乙可以用来
探究电流产生热量的大小与 是否有关；
（2）在两个实验中都是通过观察 来判断电流产生热量的多少的；
（3）在实验中，某小组的同学发现上述实验有缺陷：在做图乙实验时，改变滑片位置
后必须让煤油重新冷却至室温，否则初温不同会对实验造成影响。经过讨论，利用所学
的电学知识，设计了如图丙所示的电路（R1=R2>R3），使得甲、乙两实验同时完成，且
不必等候煤油冷却，从而大大提高了实验效率。从电路图中我们可判断，选择比较 R2
与 可研究电流产生的热量与电流的关系；选择比较 R2与 可研究电流产生的
热量与电阻的关系。
【答案】 电流 电阻 温度计的示数变化 R1 R3
【解析】（1）[1][2]在甲图中，改变滑动变阻器滑片的位置，电路电流随之改变，所以
探究的是电流产生热量与通电时间及电路电流大小是否有关；在乙图中，两只电阻丝串
联，所以闭合开关后，通过的电流及通电时间是相同的，所以探究的是电流产生的热量
与电阻大小的关系。
（2）[3]实验利用了转换法，实验中电流产生热量的多少不易直接测量，因此，在这个
实验中是通过温度计示数升高的多少来反映电流产生热量的多少，示数升高的越多，产
生的热量越多。
（3）[4][5]在丙图中，R2与 R3串联后与 R1并联，所以，要研究电流产生热量与电流的
关系，需要选择 R2与 R1，目的是在电阻和通电时间一定时，研究电流大小对热量的影
响；要研究电流产生热量与电阻的关系，需要选择 R2与 R3，目的是在电流和通电时间
一定时，研究电阻大小对热量的影响。
20．小瑞猜想导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多。为了验证猜想，他准
备好三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同
的电阻丝（RA < RB < RC ），浸在煤油中，再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住
瓶口，如图甲所示。然后他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、图甲中的烧瓶①、
导线连成如图乙所示的电路。
（1）小瑞进行了如下操作：
a.闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，电流表的示数为 I，通电一段时间后，
将温度计的初温 t0 、末温 t1 和RA的大小记入表格中；
b.断开开关，用烧瓶②替换下烧瓶①，闭合开关，通电一段时间后，将温度计的初温
t0 、末温 t1 和RB 的大小记入表格中；
c.断开开关，用烧瓶③替换下烧瓶②，闭合开关，通电一段时间后，将温度计的初温
t0 、末温 t1 和RC 的大小记入表格中；
d.用 t1 - t0 算出三次实验中温度计示数变化量Dt 。
请你分析并回答下列问题：
（2）实验完毕后，小华认为小瑞的实验操作不能验证他的猜想。其理由是： 。
【答案】没有控制电流大小和时间
【解析】由于小瑞是通过更换烧瓶（即更换电阻丝）来进行实验的，由于电阻丝阻值不
同，在更换电阻丝后，电路中的电流会发生改变，实验时并并没有调节滑片的位置使得
电流不变，且没有控制通电时间相同，所以不能验证自己的猜想。
21．如图甲所示是项目学习小组设计的自制“电热切割机”。当电路中电压一定时，他们
想通过改进电热条的长度、粗细来提高切割器的切割能力。小组同学利用器材进行了实
验，并记录了如下表所示的数据。
实验次数 电热条的长度/cm 电热条的粗细/mm2 20s 切断泡沫的张数
1 15 0.5 10
2 15 1.0 12
3 15 1.5 15
4 20 0.5 8
5 30 0.5 5
（1）分析第 1、2、3 组数据，你得到的初步结论是： ；分析 1、4 组数据，
你能得到初步结论是 。
（2）根据数据分析，图乙中电热条 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）切割能力最强。
【答案】 长度相同时，越粗的电热条，切割能力越强
粗细相同时，越短的电热条，切割能力越强
b
【解析】（1）[1]这三次实验中，电热条的长度相同，随着横截面积的增大，电热条能够
切割的泡沫的张数也越来越多。故结论是：在长度相同时，越粗的电热条，切割能力越
强。
[2]这两次实验中，电热条的横截面积是相同的，20cm 长的电热条比 15cm 长的电热条
切割的泡沫张数少。故结论是：在粗细相同时，越短的电热条，切割能力越强。
（2）[3]四根电热条中，b 最短、最粗，根据（1）中结论可知，b 切割能力最强。
22．小明对电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关进行了探究。他在两个相同
的烧瓶内装上初温相等的煤油，并将两根阻值不同的电阻丝分别放入两个烧瓶内。
（1）请你观察图中实验装置并指出他设计中存在的问题： ；
（2）解决问题后小明将装置串联接入电路，他这样做的目的是： ；
（3）通电一段时间发现 烧瓶内煤油温度升高得多，进一步分析得出结
论： 。
【答案】 两烧瓶中煤油质量不相等 使通过两个电阻丝的电流相等 乙
见解析
【解析】（1）[1]通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温
度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，为准确反应电流产生的热量的多少，两
个烧瓶中所盛煤油的质量要相等；从图示可以看出，甲、乙两个烧瓶内的液体质量不相
等。
（2）[2]实验中将两根电阻丝串联，是为了控制通过两电阻的电流和通电时间相同。
（3）[3][4]通电一段时间，发现乙瓶中温度计的示数升高快，乙瓶内电阻丝产生的热量
多，通过它们的电流相同，乙瓶内电阻丝的阻值较大，说明电流产生的热量与电阻有关，
并且电阻越大，产生的热量越多，所以实验结论为：当通过电阻的电流和通电时间一定
时，电阻越大，产生的热量越多。
五、计算题
23．图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝 R1的阻值为 20Ω。当开关 S 闭
合后，电压表的示数为 4V，电流表的示数为 0.4A。求：
（1）通电 10s 电阻丝 R1产生的热量；
（2）电源两端的电压。
【答案】（1）32J；（2）12V
【解析】解：（1）由电路图可知，该电路为 R1、R2的串联电路，电流表测该电路的电
流，电压表测 R2的电压。当开关 S 闭合后，电流表的示数为 0.4A，该电路的电流为
0.4A，由焦耳定律可知，通电 10s 电阻丝 R1产生的热量
Q = I 2R1t = 0.4A
2 20Ω 10s = 32J
（2）R1两端的电压
U1 = IR1 = 0.4A 20W = 8V
当开关 S 闭合后，电压表的示数为 4V，此时 R2两端的电压为 4V，根据串联电路的电
压特点可知，电源两端的电压
U = U1 +U2 = 8V + 4V =12V
答：（1）通电 10s 电阻丝 R1产生的热量是 32J；
（2）电源两端的电压 12V。
24．图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接
入电压恒为 220V 的电路中，电热器高温档的功率为 990W，低温档的功率为 110W。求：
（1）处于低温档时，通过电路的电流；
（2）处于高温档时，工作 10min 产生的热量；
（3）电热丝 R2的阻值。
【答案】（1）0.5A；（2）594000J；（3）55Ω
【解析】解：（1）当 S1闭合，S2断开时，只有 R1的简单电路，电路的总电阻较大，由
2
P U= 可知电路的总功率较小，处于低温挡，当 S1，S2都闭合时，R1和 R2并联，电
R
U2
路的总电阻较小，由P = 可知电路的总功率较大，处于高温挡，处于低温档时，通
R
过电路的电流
P
I 低 110W1 = = =0.5AU 220V
（2）处于高温档时，工作 10min 产生的热量
Q=W=P 高 t=990W×10×60s=594000J
（3）电阻 R2的功率
P2=P 高-P 低=990W-110W=880W
电热丝 R2的阻值
2
R U = (220V)
2
2 = =55ΩP2 880W
答：（1）处于低温档时，通过电路的电流是 0.5A；
（2）处于高温档时，工作 10min 产生的热量是 594000J；
（3）电热丝 R2的阻值是 55Ω。
25．如图所示，是某电加热饮水机的简化电路图，其中 R1、R2为阻值一定的电热丝。
当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，通过控制开关 S2，可使饮
水机处于保温状态。已知饮水机处于加热状态的功率为 550W，保温状态的功率为
220W，电源电压保持 220V 不变。
（1）请你利用所学知识，判断当开关 S1闭合、S2断开时，饮水机处于加热状态还是保
温状态？（要求：写出判断过程和结论）
（2）求饮水机处于保温状态时，工作 5min 所消耗的电能；
（3）求电热丝 R1的阻值。
【答案】（1）当开关 S1闭合，S2闭合，为加热状态，当开关 S1闭合，S2断开，为保温
状态；（2）6.6 104 J ；（3）88Ω
U2
【解析】解：（1）根据P = 可知，电源电压一定，电阻越大，总功率越小，故当开
R
关 S2断开时，S1闭合，两电阻串联，此时的总电阻最大，功率最低，为保温状态，当
开关 S1、S2都闭合时 R2短路，只有一个电阻 R1工作，电阻变小，功率变大，为加热状
态，故当开关 S1闭合，S2闭合，为加热状态，当开关 S1闭合，S2断开，为保温状态。
（2）饮水机处于保温状态时，工作 5min 所消耗的电能
W = Pt=220W 5 60s=6.6 104 J
（3）高温状态只有电阻丝 R1工作，故电热丝 R1的阻值
2 220V 2R U1 = = =88ΩP 550W
加热
答：（1）当开关 S1闭合，S2闭合，为加热状态，当开关 S1闭合，S2断开，为保温状态；
（2）饮水机处于保温状态时，工作 5min 所消耗的电能为6.6 104 J ；
（3）电热丝 R1的阻值为 88Ω。第 22 讲《13.4 电流的热效应》（分层练习）-2023-2024 学年
九年级物理全一册同步精品课堂（北师大版）（原卷版）
一、单选题
1．如图所示的四种用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A． 电煮锅 B． 迷你电冰箱
C． 扫地机器人 D． 笔记本电
脑
2．额定电压相同的电热水壶和电饭锅，它们正常工作过程中消耗的电能 W 和通电时间
t 的关系如图所示。关于这两个用电器正常工作时，下列判断正确的是（ ）
A．电热水壶的电阻较大 B．通过电饭锅的电流较大
C．电热水壶两端的电压较大 D．相同时间内电热水壶比电饭锅产生的
热量多
3．如图所示的四种用电器中，主要将电能转为内能的是（ ）
A． 电动牙刷 B． 电动剃须刀
C． 电蒸蛋器 D． 迷你电风扇
4．如图所示，阻值为 R 的电阻丝，用四种方法分别接在电压为 U 或 2U 的电源上。闭
合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是（ ）
A． B．
C． D．
5．人们把处于超导状态的导体称为超导体，超导体电阻为零，它适合做（ ）
A．电炉丝 B．电熨斗 C．输电导线 D．变阻器
6．甲、乙两只电热杯及其铭牌如图所示，若它们的电阻不随温度的变化而改变，则下
列说法中正确的是（ ）
A．甲的电阻小于乙的电阻
B．两电热杯均正常工作时，相同时间内消耗的电能一样多
C．若将乙接在电压为 110V 的电路中，它的实际功率为 250W
D．若将两电热杯串联后接在电压为 220V 的电路中，相同时间内甲产生的热量较多
7．在如图所示的家用电器中，消耗电能主要是用来产生热量的是（ ）
A． 电熨斗 B． 台式电风扇
C． 电视机 D． 笔记本电脑
8．图示的用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A． 手机
B． 电饭煲
C． 电风扇
D． 扬声器
二、多选题
9．小东想探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关。他连接了如图所示的电路进
行实验，其中两个完全相同的烧瓶内分别装有初温相同的煤油，温度计及阻值为 R1和
R2的发热电阻丝。下列说法中正确的是（ ）
A．为了便于探究，两烧瓶内装的煤油质量应相等
B．发热电阻丝 R1和 R2的阻值应该不同
C．本实验是通过调节滑动变阻器滑片的位置来改变自变量的
D．此实验中用温度计示数变化的大小间接反映电流产生热量的多少
10．如图为两个家用电器的铭牌，下列说法中正确的是（ ）
电热水器 电视机
额定电压 220V 额定电压 220V
工作频率 50Hz 工作频率 50Hz
额定功率 2000W 额定功率 200W
A．这两个电器正常工作时，电热水器的工作电流较大
B．这两个电器正常工作时，电热水器消耗的电能较多
C．电热水器正常工作 1s，产生的热量是 2000J
D．电视机正常工作 1h，消耗的电能是 1kW·h
11．在图中，图像 A、B 反映的是小灯泡 L 和定值电阻 R 通过它们的电流与其两端电压
的关系，其中小灯泡的额定电压是 2.5V。由此图像可知（ ）
A．图像 A 是定值电阻 R 的 I-U 图像
B．小灯泡的额定功率是 0.75W
C．将小灯泡 L 和电阻 R 串联接在电源两端，小灯泡 L 正常发光时，电源电压是 5.5V
D．将小灯泡 L 和电阻 R 串联在电路中，小灯泡正常工作 1min，电阻 R 产生热量
54J
12．实验表明，某些金属当温度降低到某一定值时，其电阻突然降为零，这种现象叫做
超导超导现象．这一特定温度称为转变温度，其值与金属材料有关．美国《科学》杂志
曾发表“新超导体将中国物理学家推到最前沿”的评述．这表明，在新超导体研究领域，
我国取得了令人瞩目的成就．假如人们已研制出常温下的超导体，则可以用它制作图中
的
A． 电炉的电阻丝
B． 远距离输电导线
C． 电动机的线圈
D． 白炽灯泡的灯丝
三、填空题
13．某款电热水壶，可以由加热档自动切换为保温档，其内部简化电路如图甲所示，其
中 R1和 R2为阻值不等且不变的发热电阻，铭牌中的部分参数如图乙所示。求：
（1）当开关S1、S2 均闭合时，电热水壶处于 （选填“加热”或“保温”）档；
（2）电阻R1和 R2的阻值；( )
（3）电热水壶处于“加热”档时，工作 10min 产生的热量。( )
*型号电热水壶
（额定）电源 220V~50Hz
加热档额定功率 1100W
保温档额定功率 100W
乙
14．小明在探究电流产生的热量与什么因素有关，设计了如图的实验装置。甲、乙两个
透明容器中密封着等量的空气，里面各放入一根 5Ω 的电阻丝，再将一个 5Ω 的电阻丝
与乙容器内 5Ω 电阻丝并联，两个 U 型管中装有等量的水。把这个装置接入电源，通电
相同的时间，来比较电流产生的热量。利用这套装置可来探究电流产生热量与 的
关系。如果把乙容器外面的 5Ω 电阻丝直接放入乙容器内， 通电相同的时间，
容器 U 型管液柱高度差较大。
15．在一次科学晚会上，表演老师拿着一节 9V 的干电池在“可燃钢丝棉”上轻轻一按压，
可燃钢丝棉就燃烧了起来，非常美妙．如图甲就是当时的场景和“可燃钢丝棉”．小明坐
的太远，没看清老师的动作，晚会后向老师询问表演过程．老师说：“可燃钢丝棉”是一
种能够导电，并且着火点较低的新型材料，老师拿的 9V 干电池市面上也有卖．老师让
小明仔细观察了 9V 干电池的结构之后，问：我有三种接触方式，如图 A 所示的是让电
池下端与可燃钢丝棉接触；图 B 是让电池上端与可燃钢丝棉接触；C 是横着按下去，让
电池下端与上端同时与可燃钢丝棉接触．请你帮助小明分析一下，老师是以 （选填
“A”、“B”或“C”）图所示方式，把电池按到“可燃钢丝棉”上的．“可燃钢丝棉”通电后燃
烧，是电流的 效应．
16．小灯泡 L 和电阻 R 中电流随电压变化情况如图所示，由图像可知，电阻 R 的阻值
为 Ω；若将它们并联接在电压为 2V 的电源两端，电路中的总电流为 A，此时 L
和 R 在相同时间内产生的热量之比是 。
17．实验桌上有两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等的煤油、型号相同的温度计
和阻值不相等的电阻丝 R，如图所示．另外，还有满足实验要求的电源和开关各一个，
电流表和停表各一块，导线若干．小阳利用上述实验器材组成串联电路可以证明“电流
通过电阻产生的热量跟 有关”．
18．如图所示的电饭煲主要是利用电流的 效应工作的。合格的电饭煲其电源线
线芯一般都比较粗，这是由于电饭煲的功率比较大，工作时通过电源线的电流也较大，
根据 定律可知，一定时间内为避免导线发热过多，应让导线的电阻尽量
一些的缘故。
四、实验题
19．如图所示是探究电流产生的热量与哪些因素有关的实验装置，其中乙图 A、B 烧
瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同。
（1）图甲可以探究电流产生的热量与通电时间及 大小是否有关，图乙可以用来
探究电流产生热量的大小与 是否有关；
（2）在两个实验中都是通过观察 来判断电流产生热量的多少的；
（3）在实验中，某小组的同学发现上述实验有缺陷：在做图乙实验时，改变滑片位置
后必须让煤油重新冷却至室温，否则初温不同会对实验造成影响。经过讨论，利用所学
的电学知识，设计了如图丙所示的电路（R1=R2>R3），使得甲、乙两实验同时完成，且
不必等候煤油冷却，从而大大提高了实验效率。从电路图中我们可判断，选择比较 R2
与 可研究电流产生的热量与电流的关系；选择比较 R2与 可研究电流产生的
热量与电阻的关系。
20．小瑞猜想导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量就越多。为了验证猜想，他准
备好三个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有质量相等、初温相同的煤油，并将三段阻值不同
的电阻丝（RA < RB < RC ），浸在煤油中，再用带有规格完全相同的温度计的橡胶塞封住
瓶口，如图甲所示。然后他将电源、开关、电流表、滑动变阻器、图甲中的烧瓶①、
导线连成如图乙所示的电路。
（1）小瑞进行了如下操作：
a.闭合开关，移动滑动变阻器滑片到适当位置，电流表的示数为 I，通电一段时间后，
将温度计的初温 t0 、末温 t1 和RA的大小记入表格中；
b.断开开关，用烧瓶②替换下烧瓶①，闭合开关，通电一段时间后，将温度计的初温
t0 、末温 t1 和RB 的大小记入表格中；
c.断开开关，用烧瓶③替换下烧瓶②，闭合开关，通电一段时间后，将温度计的初温
t0 、末温 t1 和RC 的大小记入表格中；
d.用 t1 - t0 算出三次实验中温度计示数变化量Dt 。
请你分析并回答下列问题：
（2）实验完毕后，小华认为小瑞的实验操作不能验证他的猜想。其理由是： 。
21．如图甲所示是项目学习小组设计的自制“电热切割机”。当电路中电压一定时，他们
想通过改进电热条的长度、粗细来提高切割器的切割能力。小组同学利用器材进行了实
验，并记录了如下表所示的数据。
实验次数 电热条的长度/cm 电热条的粗细/mm2 20s 切断泡沫的张数
1 15 0.5 10
2 15 1.0 12
3 15 1.5 15
4 20 0.5 8
5 30 0.5 5
（1）分析第 1、2、3 组数据，你得到的初步结论是： ；分析 1、4 组数据，
你能得到初步结论是 。
（2）根据数据分析，图乙中电热条 （选填“a”、“b”、“c”或“d”）切割能力最强。
22．小明对电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关进行了探究。他在两个相同
的烧瓶内装上初温相等的煤油，并将两根阻值不同的电阻丝分别放入两个烧瓶内。
（1）请你观察图中实验装置并指出他设计中存在的问题： ；
（2）解决问题后小明将装置串联接入电路，他这样做的目的是： ；
（3）通电一段时间发现 烧瓶内煤油温度升高得多，进一步分析得出结
论： 。
五、计算题
23．图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝 R1的阻值为 20Ω。当开关 S 闭
合后，电压表的示数为 4V，电流表的示数为 0.4A。求：
（1）通电 10s 电阻丝 R1产生的热量；
（2）电源两端的电压。
24．图所示的是某款家用电热器的简化电路，R1、R2为阻值一定的电热丝。该电热器接
入电压恒为 220V 的电路中，电热器高温档的功率为 990W，低温档的功率为 110W。求：
（1）处于低温档时，通过电路的电流；
（2）处于高温档时，工作 10min 产生的热量；
（3）电热丝 R2的阻值。
25．如图所示，是某电加热饮水机的简化电路图，其中 R1、R2为阻值一定的电热丝。
当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度时，通过控制开关 S2，可使饮
水机处于保温状态。已知饮水机处于加热状态的功率为 550W，保温状态的功率为
220W，电源电压保持 220V 不变。
（1）请你利用所学知识，判断当开关 S1闭合、S2断开时，饮水机处于加热状态还是保
温状态？（要求：写出判断过程和结论）
（2）求饮水机处于保温状态时，工作 5min 所消耗的电能；
（3）求电热丝 R1的阻值。
