沪粤版物理九年级上册课时同步训练
第十五章 电能与电功率
15.4 探究焦耳定律
第2课时 焦耳定律
自主预习 要点感知
要点1 焦耳定律
1. 电流通过导体时产生的热量，跟 成正比，跟导体的电阻成正比，跟 成正比。
2. 在串联电路中，电阻产生的热量跟导体的电阻成 ，即＝。
3. 在并联电路中，电阻产生的热量跟导体的电阻成 ，即＝。
要点2 电流热效应的应用与控制
1. 电流热效应在生活或生产中的应用：电饭煲、电热壶、电熨斗、电暖器等都用到了电流热效应的原理。判断用电器是否利用电流的热效应工作，主要看它消耗的电能是否主要转化为 。
2. 电热的控制：装风扇和散热窗等，是为了加快用电器的 。
课后集训 巩固提升
1. 如图所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水，现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1A B
C D
2. 下列用来防止电热危害的物体是( )
A. 电热油灯上的散热片 B. 电熨斗的金属外壳
C. 电视机上散热孔 D. 电烙铁上的烙铁头
3. 电冰箱、电视机、电风扇等用电器的后面分别装有铁片或制成空格状，这样做的目的是( )
A. 为了用电器的美观 B. 为了防止用电器漏电
C. 为了防止用电器聚集热量 D. 为了节约用电器的制作材料
4. 电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为( )
A. 5∶4 B. 1∶5 C. 5∶1 D. 4∶5
5. 将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值为10Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电10min，电流产生的热量是( )
A. 1.5×103J B. 3.15×103J C. 7.5×103J D. 6.0×103J
6. 生活中有许多利用或防止电热的例子，请各举一例：
(1)利用电热： 。
(2)防止电热： 。
7. 将阻值为R甲＝40Ω和R乙＝10Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是 。若将两电阻并联后接在4V的电源上，1min内两电阻产生的总热量为 J。
8. 图中电源电压3V恒定不变，电阻R1＝10Ω，R2＝5Ω，则闭合开关S后，电压表示数为 V。通电1min内，R2产生的热量为 J。
9. 一台电动机线圈电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V，电流为0.5A，此时电动机正常工作；则电动机在1分钟内消耗电能 J，产生热量 J。
10. 将一个阻值是4Ω的电热水器放进质量是0.5kg的冷水中，当通过它的电流是5A时，7min内能使水的温度升高 ℃。[设电热水器产生的热量全部被水吸收，水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
11. 三个电阻的阻值比为R1∶R2∶R3＝1∶3∶5，若把它们串联在电源上，在相同的时间内产生的热量之比为Q1∶Q2∶Q3＝ ，若把它们并联在同一电源上，在相同的时间内三个电阻产生的热量之比为Q1′∶Q2′∶Q3′＝ 。
12. 小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个档位的发热功率。如图所示是其内部简化电路图。开关S1可分别与触点a、b接触。已知R1＝60.5Ω，R2＝121Ω，电源电压保持不变。当开关S1置于b端，S2断开时，电烤箱处于 档位；电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是 W；电烤箱在高档位工作时，对食物加热5min，消耗的电能是 J。
第12题 第13题
13. 如图所示，电源电压为12V，灯泡上标有“12V 12 W”。ae和bf是同种型号电阻丝，每1m的电阻均为0.5Ω，其他导线电阻不计，c、d两点始终保持与电阻丝良好接触。设ac与bd长度均为3m，那么，小灯泡两端电压为 V，两电阻丝在100s内产生的热量为 J。当c、d两点向右移动时，灯泡的亮度将 。(设灯泡电阻不随温度而变化)
14. 有两根阻值分别为R1＝30Ω和R2＝60Ω的电热丝，以串联和并联两种方式接在36V的电源两端，不考虑温度对电热丝电阻的影响。求：
(1)两电热丝串联时的总电流I串及并联时的总电流I并；
(2)在500s内，串联时R1和R2产生的热量Q串与并联时R1产生的热量Q1之比。
15. 浴霸是安装在浴室可供取暖和照明的家用电器。某浴霸的铭牌和简化电路如图所示。图中L为照明灯，L1、L2是两个额定功率都为275W的红外线取暖灯。
型号
额定电压
额定频率
额定功率
取暖
照明
90-5
220V
50Hz
550W
40W
问：(1)浴霸工作时，为了使取暖功率达到550W，应闭合的开关是 。
(2)照明灯正常工作时，电阻多大？
(3)L、L1、L2同时正常工作30min，消耗多少电能？
16. 电饭煲的原理如图所示，煮饭时按下温控开关S，使之与a、b接触，红色指示灯亮；饭熟后，温控开关自动断开；当饭的温度低于68℃时，开关S自动上升与触点c接触，电饭煲处于低温加热状态，黄色指示灯亮；温度升至68℃时自动断开，如此反复。(红、黄指示灯的电阻很小，计算时可忽略不计)
(1)试分析R1、R2各起什么作用？
(2)若煮饭时发热板的功率为484W，而低温加热时发热板的功率为4.84W，求R2的阻值。
参考答案
自主预习 要点感知
要点1 1. 电流的平方 通电时间 2. 正比 3. 反比
要点2 1. 内能 2. 散热
课后集训 巩固提升
1. D 2. C 3. C 4. A 5. D
6. (1)电饭锅(或电熨斗、电热水器、电烙铁等)
(2)电视机的散热孔(或电脑机箱内的小风箱、电动机外壳的散热片)
7. R甲 120
8. 2 12
9. 60 15
10. 20
11. 1∶3∶5 15∶5∶3
12. 低 800 3.6×105
13. 9.6 192 变暗
14. 解：(1)I串＝＝＝0.4A，I并＝＋＝＋＝1.8A。
(2)Q串＝UI串t＝36V×0.4A×500s＝7200J，Q1＝t＝×500s＝21600J，Q串∶Q1＝7200J∶21600J＝1∶3。
15. 解：(1)S1和S2
(2)照明灯正常工作时的电流I＝＝＝A，照明灯正常工作时的电阻R＝＝＝1210Ω。
(3)L、L1、L2同时正常工作时的总功率P总＝P＋P1＋P2＝40W＋550W＝590W＝0.59kW，L、L1、L2同时正常工作30min，消耗的电能W＝P总t＝0.59kW×0.5h＝0.295kW·h。
16. 解：(1)当S与a、b接通时，等效电路如图甲所示，R1跟红灯串联，然后与发热板并联，红灯所在的支路不影响发热板的功率。红灯起加热煮饭指示的作用，由于红灯的电阻很小，必须串联一较大的电阻R1，所以R1起分压限流保护红灯的作用。
当S与c接触时，等效电路如图乙所示。R2、黄灯与发热板三者串联，发热板两端的电压降低，发热板的功率减小，电饭煲处于低温加热状态，所以R2起分压降低发热板功率作用。
(2)S与a、b接通时，发热板功率P1＝＝＝484W，解得R板＝100Ω；S与c接触时，发热板功率P2＝I2R板＝()2R板＝()2×100Ω＝4.84W，解得R2＝900Ω。
