沪科版物理九年级上册课时同步训练
第十六章 电流做功与电功率
第四节 科学探究：电流的热效应
自主预习 要点感知
要点1 电流的热效应
1. 电流热效应是指电流通过导体 的现象，在电流的热效应现象中， 能转化为 能。
2. 导体产生热量的多少与导体的电流大小、导体的电阻大小、通电时间长短有关。
(1)在电流和通电时间相同的条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越 。
(2)在电阻和通电时间相同的条件下，导体中的电流越大，电流产生的热量越 。
(3)在电流和电阻相同的条件下，通过时间越长，电流产生的热量越 。
要点2 焦耳定律
1. 焦耳定律是 国物理学家 在1840年通过大量的实验探究发现的。
2. 内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。
3. 焦耳定律的公式：Q＝ 。
4. 公式中各物理量的单位：电流的单位是 (符号： )，电阻的单位是 (符号： )，时间的单位是 (符号： )，热量的单位是 (符号： )，则1J 1A2·Ω·s。
5. 推导：在纯电阻电路中，电流所做的功全部用来产生 ，即Q W，因为W＝ ，根据欧姆定律U＝ ，所以Q＝W＝UIt＝I2Rt＝t。
课后集训 巩固提升
1. 下列家用电器中，利用电流的热效应工作的是( )
A. 电暖气 B. 洗衣机 C. 电风扇 D. 电视机
2. 如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W”的字样，它们都在额定电压下工作相同的时间，三个用电器产生的热量是( )
A. 电视机最多 B. 电烙铁最多 C. 电风扇最多 D. 一样多
3. 有两根阻值相同的电阻丝先串联后并联，接到同一电源上，则在相同时间内所产生的热量( )
A. 串联时多 B. 并联时多 C. 一样多 D. 无法确定
4. 关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是( )
A. 根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B. 根据Q＝t可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C. 根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D. 根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
5. 电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为( )
A. 通过导线的电流小于通过电阻丝的电流
B. 导线的绝缘皮隔热
C. 导线散热比电阻丝快
D. 导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少
6. 如图所示是探究在通电时间一定时，电流产生的热量与哪些因素有关的实验装置。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。下列选项是关于此实验的一些描述，其中正确的是( )
甲 乙
A. 在甲图中，探究的是电流产生的热量与电阻材料的关系
B. 在乙图中，探究的是电流产生的热量与电阻的关系
C. 在甲图中，闭合开关一段时间后，A瓶中温度计的示数更高
D. 在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升高得越少
7. 用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示。将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度。正确的是( )
甲 乙
A. 甲导体的温度升高得多 B. 乙导体的温度升高得多
C. 甲、乙两导体升高的温度相同 D. 条件不足，无法判断
8. 如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小，下面关系中正确的是( )
甲 乙
A. U甲＝U乙，Q甲＝Q乙 B. U甲＜U乙，Q甲＞Q乙
C. U甲＜U乙，Q甲＜Q乙 D. U甲＞U乙，Q甲＜Q乙
9. 一台电动机正常工作时，线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作1s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则( )
A. W＝3800J，Q＝200J B. W＝3800J，Q＝3800J
C. W＝72200J，Q＝200J D. W＝72200J，Q＝3800J
10. 夏天常用的电热驱蚊器是利用电流的 效应工作的，与电灯、电风扇等其他家用电器是 联在电路里的，其发热元件正常工作时的电阻为8800Ω，接在家庭照明电路中，正常工作100s产生的热量是 J。
11. 小明要用如图所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系。其中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同。
(1)请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整。
(2)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 显示电流产生热量的多少的。像这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学的研究中经常用到，请你列举一例： 。
(3)在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有 。
(4)在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则 瓶内温度计的示数升高得多。
12. 一段导体的电阻为30Ω，通电1min产生的热量是7200J。求：
(1)通过它的电流为多少？
(2)当通过它的电流增大1倍时，在相同的时间内产生的热量是多少？
13. 电动机是一种使用广泛的动力机械。从能量转化的角度看，它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为30A。问：
(1)每分钟该电动机消耗的电能是多少？
(2)已知电流通过导体时产生的热量Q＝I2Rt(其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间)，若该电动机线圈的电阻是0.4Ω。则线圈每分钟产生的热量是多少？
参考答案
自主预习 要点感知
要点1 1. 发热 电 内 2. (1)多 (2)多 (3)多
要点2 1. 英 焦耳 2. 电流的二次方 电阻 通电时间 3. I2Rt 4. 安培 A 欧姆 Ω 秒 s 焦耳 J ＝ 5. 热量 ＝ UIt IR
课后集训 巩固提升
1. A 2. B 3. B 4. D 5. D 6. A 7. B 8. C 9. A
10. 热 并 550
11. (1)如图所示。
(2)温度计示数升高的多少(只答出温度计也可) 研究声音是由振动产生的时候，用乒乓球的振动显示音叉的振动；探究平面镜成像时，用相同的蜡烛找像的位置等(只要符合转换法即可) (3)两瓶内煤油的质量、通电时间(只要答出这两个量即可) (4)甲
12. 解： (1)由Q＝I2Rt得I＝＝＝2A。
(2)Q′＝I′2Rt＝(4A)2×30Ω×60s＝2.88×104J。
13. 解：(1)W＝UIt＝220V×30A×60s＝3.96×105J。
(2)Q＝I2R′t＝(30A)2×0.4Ω×60s＝2.16×104J。
