第4节 焦耳定律
@基础分点训练
知识点1 电流的热效应
1.【跨学科·日常生活】（2024·菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（ D ）
A.电冰箱 B.洗衣机
C.电脑 D.电饭煲
2.【新情境·科技创新】中国的青年博士实现石墨烯在室温下超导的重大突破.如果用这种常温下的超导材料制成输电线，由于没有电流的 热 效应而产生的能量损失，能极大提高输电效率.
知识点2 根据W＝UIt计算热量
3.某导体两端的电压为3 V时，通过该导体的电流为0.3 A，10 s内电流做功为 9 J，消耗的电能为 9 J.
知识点3 根据Q＝I2Rt计算热量
4.一台玩具四驱车上的小电动机，两端接上3 V电压时它正常转动，通过线圈的电流为0.4 A.若电动机内的线圈电阻为2 Ω，小电动机的功率是 1.2 W，通电一分钟，线圈产生的热量是 19.2 J.
5.已知某导体的电阻值为18 Ω，通过它的电流为2 A，则它两端的电压为 36 V，通电1 min产生的热量为 4 320 J，热功率为 72 W.
6.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为220 V，线圈电阻为2 Ω，线圈中电流为10 A.这台电动机正常工作100 s产生的热量为 2×104 J，电流做的功为 2.2×105 J.
知识点4 Q＝t公式运用
7.用电热丝烧水，当电压为U时，t秒可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则烧开同样的水所需时间为（ B ）
A. B.4t C.2t D.
知识点5 电热的利用与防止
8.下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（ B ）
A.家里使用电热水壶烧水
B.利用电视机后盖的小孔散热
C.家里使用电饭锅煮饭
D.小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
@中档提分训练
9.甲、乙两电热丝电阻之比为2∶3，通过的电流之比为3∶1，则相同时间内产生的热量之比为（ B ）
A.2∶1 B.6∶1 C.1∶2 D.1∶6
10.（2023·广西）小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发现连接处容易发热，其主要原因是连接处（ C ）
A.电阻变小 B.电流比别处电流小
C.电阻变大 D.电流比别处电流大
11.如图所示，长度、横截面积一样，材料不同的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为R1＝2 Ω，R2＝4 Ω，在它们表面涂上厚度一样的蜡，现在闭合开关给它们通电，过一段时间后，我们观察到（ B ）
A.R1上的蜡熔化得快
B.R2上的蜡熔化得快
C.R1、R2上的蜡熔化得一样快
D.无法比较
12.（2023·湘潭）取口香糖锡纸，剪成如图1所示形状，其中AB和CD段等长.戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负极，如图2所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火.下列分析正确的是（ B ）
图1
图2
A.通过AB和CD段的电流不相等
B.正常情况下，AB段会先着火
C.AB和CD段的电压相等
D.AB和CD段的电阻相等
13.两只电阻R1、R2阻值之比为3∶5，将它们串联后接入电路中，在相同时间内电流所做功之比W1∶W2＝ 3∶5 ，若并联在电路中，相同时间内电流所做功之比为W1∶W2＝ 5∶3 .
14.【跨学科·生活实践】小明家新买一规格为“800 W”的电热水壶，经过几次使用后发现，晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长.请你用学过的物理知识帮助小明进行解答.
答：晚饭后处于用电高峰时，电压在输电线路上的损耗较大，实际加在电热器两端的电压偏低，即晚饭后用电器两端的实际电压比早晨时低，由P＝可知，晚饭后热水壶的实际功率比早晨时小，而烧开一壶水需要的电能是一定的，由P＝可知，晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长.
15.【核心素养·科学探究】小张在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关时采用了如图所示的实验装置；
甲
乙
（1）实验是通过观察两个U形管中 液面高度差 的大小来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少；
（2）图甲所示的装置是用来探究电流通过电阻时产生的热量与 电阻大小 的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间， 右 （选填“左”或“右”）边U形管中液面高度差较大；
甲
（3）图乙中，通电一段时间， 左 （选填“左”或“右”）边容器中产生的热量较多，实验结论是： 电阻相同时，电流越大，产生的热量越多 .
乙
16.（2023·金昌）如图所示，电源电压为9 V且保持不变.闭合开关后，电流表A1的示数为0.4 A，电阻R2＝15 Ω.求：
（1）电流表A2的示数；
解：由图可知，R1、R2并联，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A2测量干路的总电流；
（1）由并联电路的电压特点可知，R2两端的电压：U2＝U＝9 V，
通过R2的电流：I2＝＝＝0.6 A，
根据并联电路的电流特点可知，干路的总电流：
I＝I1＋I2＝0.4 A＋0.6 A＝1 A，即电流表A2的示数为1 A；
解：由图可知，R1、R2并联，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A2测量干路的总电流；
（2）1分钟内，电阻R2上产生的热量.
解：由图可知，R1、R2并联，电流表A1测量通过R1的电流，电流表A2测量干路的总电流；
（2）1分钟内，电阻R2上产生的热量：
Q2＝R2t＝（0.6 A）2×15 Ω×1×60 s＝324 J.
@拓展延伸
17.现有两电热丝，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，把它们并联起来，通电10 s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多是 135 J.第4节 焦耳定律
@基础分点训练
知识点1 电流的热效应
1.【跨学科·日常生活】（2024·菏泽）下列家用电器，利用电流的热效应工作的是（ ）
A.电冰箱 B.洗衣机
C.电脑 D.电饭煲
2.【新情境·科技创新】中国的青年博士实现石墨烯在室温下超导的重大突破.如果用这种常温下的超导材料制成输电线，由于没有电流的 效应而产生的能量损失，能极大提高输电效率.
知识点2 根据W＝UIt计算热量
3.某导体两端的电压为3 V时，通过该导体的电流为0.3 A，10 s内电流做功为 J，消耗的电能为 J.
知识点3 根据Q＝I2Rt计算热量
4.一台玩具四驱车上的小电动机，两端接上3 V电压时它正常转动，通过线圈的电流为0.4 A.若电动机内的线圈电阻为2 Ω，小电动机的功率是 W，通电一分钟，线圈产生的热量是 J.
5.已知某导体的电阻值为18 Ω，通过它的电流为2 A，则它两端的电压为 V，通电1 min产生的热量为 J，热功率为 W.
6.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为220 V，线圈电阻为2 Ω，线圈中电流为10 A.这台电动机正常工作100 s产生的热量为 J，电流做的功为 J.
知识点4 Q＝t公式运用
7.用电热丝烧水，当电压为U时，t秒可将水烧开，如果电压降为原来的一半，则烧开同样的水所需时间为（ ）
A. B.4t C.2t D.
知识点5 电热的利用与防止
8.下列属于防止电流热效应产生危害的实例是（ ）
A.家里使用电热水壶烧水
B.利用电视机后盖的小孔散热
C.家里使用电饭锅煮饭
D.小佳妈妈使用电熨斗熨衣服
@中档提分训练
9.甲、乙两电热丝电阻之比为2∶3，通过的电流之比为3∶1，则相同时间内产生的热量之比为（ ）
A.2∶1 B.6∶1 C.1∶2 D.1∶6
10.（2023·广西）小明家连接插线板的导线折断后，他把两根导线拧在一起继续使用，用久后发现连接处容易发热，其主要原因是连接处（ ）
A.电阻变小 B.电流比别处电流小
C.电阻变大 D.电流比别处电流大
11.如图所示，长度、横截面积一样，材料不同的两个长方体电阻串联在电路中，电阻分别为R1＝2 Ω，R2＝4 Ω，在它们表面涂上厚度一样的蜡，现在闭合开关给它们通电，过一段时间后，我们观察到（ ）
A.R1上的蜡熔化得快
B.R2上的蜡熔化得快
C.R1、R2上的蜡熔化得一样快
D.无法比较
12.（2023·湘潭）取口香糖锡纸，剪成如图1所示形状，其中AB和CD段等长.戴好防护手套，将锡纸条（带锡的一面）两端连接电池正、负极，如图2所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火.下列分析正确的是（ ）
图1
图2
A.通过AB和CD段的电流不相等
B.正常情况下，AB段会先着火
C.AB和CD段的电压相等
D.AB和CD段的电阻相等
13.两只电阻R1、R2阻值之比为3∶5，将它们串联后接入电路中，在相同时间内电流所做功之比W1∶W2＝ ，若并联在电路中，相同时间内电流所做功之比为W1∶W2＝ .
14.【跨学科·生活实践】小明家新买一规格为“800 W”的电热水壶，经过几次使用后发现，晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长.请你用学过的物理知识帮助小明进行解答.
15.【核心素养·科学探究】小张在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关时采用了如图所示的实验装置；
甲
乙
（1）实验是通过观察两个U形管中 的大小来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少；
（2）图甲所示的装置是用来探究电流通过电阻时产生的热量与 的关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间， （选填“左”或“右”）边U形管中液面高度差较大；
甲
（3）图乙中，通电一段时间， （选填“左”或“右”）边容器中产生的热量较多，实验结论是： .
乙
16.（2023·金昌）如图所示，电源电压为9 V且保持不变.闭合开关后，电流表A1的示数为0.4 A，电阻R2＝15 Ω.求：
（1）电流表A2的示数；
（2）1分钟内，电阻R2上产生的热量.
@拓展延伸
17.现有两电热丝，甲标有“10 Ω 1 A”，乙标有“15 Ω 0.6 A”，把它们并联起来，通电10 s后，甲、乙两电热丝产生的总热量最多是 J.
