人教版物理九年级下册?课时同步训练
第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
自主预习 要点感知
要点1 电流的热效应
电流通过导体时电能转化成 ，这种现象叫做电流的热效应。
要点2 探究电流热效应的影响因素
探究影响电流产生热量多少的因素的实验中，将电流产生的热量的多少通过 展现出来；在探究产生电热多少与电阻大小关系时，必须在 和通电时间相同的情况下比较。
要点3 焦耳定律
1. 内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 成正比，跟 成正比。
2. 公式：Q＝ ，式中Q表示 ，单位是 ；变形公式为Q＝W＝UIt＝t(适用于纯电阻电路)。
要点4 电热的利用和防止
1. 利用：家里的电暖器、电饭锅、电炉子等。
2. 防止：电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片。
课后集训 巩固提升
1. 如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A. 计算器 B. 电风扇 C. 电暖气 D. 电视机
2. 电流热效应在科研、生产、生活中被广泛应用，但有时它也会给我们带来危害，下列情况不属于防止电热危害的是( )
A．电视机的后盖有许多孔 B．电脑机箱内有小风扇
C．电动机外壳有许多散热片 D．养鸡场安装电热孵化器
3. 某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是( )
A B
C D
4. 当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q，如果要使它产生的热量为2Q，下列办法中可行的是( )
A．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的
B．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的
C．将电阻变为原来的，通电时间变为原来的2倍
D．将电压变为原来的，电阻变为原来的2倍
5. 在炎热的夏天，电视机连续使用较长时间后，要停一会，但如果长期停止使用，隔一段时间要通电一次。这是因为 在起作用，前者是为了 ，后者是为了 。
6. 如图所示，电源电压为12V，灯泡上标有“12V 12W”，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)。
7. 如图所示，电源电压保持不变，R1＝5Ω，闭合开关S，开关S0拨至b时，电压表示数是拨至a时的三分之一，则R2＝ Ω；若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，R1在1min内产生的热量是 J。
8. 在如图所示电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机线圈的电阻为2Ω，闭合开关，电流表A1、A2的示数分别为0.8A、0.3A，则该电路电源电压为 V。1min内电路消耗的电能为 J，1min内电流通过电动机产生的热量为 J。
9. R1、R2分别连接成如图所示甲、乙两种电路，R1＝2R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q甲1、Q甲2，则Q甲1∶Q甲2＝ 。图乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q乙1∶Q乙2＝ 。
甲 乙
10. 用如图所示的装置做“探究电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”的实验。(甲、乙是完全相同的密闭容器，闭合开关前，A、B两U形管内液面相平)
(1)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U形管中液面的 来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用了 的探究方法。
(2)通过对比观察， (选填“甲”和“乙”)容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电流强度和通电时间相同时，电阻越 ，导体产生的热量越多。
甲 乙
11. 用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。相同烧瓶内装满了煤油。
甲
(1)烧瓶中装入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。
(2)请根据实物电路，在虚线框内画出对应的电路图。
(3)为达到实验目的，选用的两电阻线R1与R2的阻值应 。通过R1的电流 通过R2的电流。
(4)通电一段时间后，b烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明 。
(5)小红用如图乙所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图像。根据焦耳定律可知，图丙中能正确反映h-I关系的是 。
乙 丙
12. 如图所示是某品牌电炖锅的内部简化电路图。电炖锅上有1000W和400W两挡功率，挡位可自动调节。其工作过程是：按下开关，自动选择1000W挡将汤煮至100℃，然后自动跳至400W挡进行保温慢炖。设汤的初温为20℃，质量为3kg，汤的比热容为4.0×103J/(kg·℃)。求：
(1)若电炖锅将汤从初温加热至100℃耗时20min，在此过程中汤吸收的热量是多少？电炖锅的效率是多少？
(2)R1的阻值是多少？
(3)电炖锅进入保温慢炖时，开关S会自动跳至“a”或“b”哪个位置？试说明理由。
13. 如图所示，某家用电器具有加热、保温的功能。用电器发热电阻R的额定电压为220V，额定功率为605W。加热时，按下温控开关S与a、b接触，此时红色指示灯亮；当达到一定温度时，温控开关S自动跳接到c，使用电器处于保温状态，此时绿色指示灯亮。红灯标有“6V 1.5W”、绿灯标有“12V 3W”的字样，用电器工作时两灯均正常发光(虚线框内为用电器的加热和保温装置)。请根据以上信息解答下列问题：
(1)电阻R1的作用。
(2)当用电器处于加热状态时，加热装置1min消耗的电能。
(3)当用电器处于保温状态时，保温装置的发热功率和电阻R2的阻值。
参考答案
自主预习 要点感知
要点1 内能
要点2 温度计的示数变化 电流大小
要点3 1. 电流的二次方 电阻 通电时间 2. I2Rt 热量 J
课后集训 巩固提升
1. C 2. D 3. B 4. A
5. 电能 散热 驱潮
6. 9.6 192 变暗
7. 10 12
8. 6 288 30
9. 2∶1 1∶2
10. (1)高度差 转换法 (2)乙 大
11. (1)绝缘体 (2)如图所示。
(3)相等 小于 (4)在电阻和通电时间相等时，电流越大，产生的热量越多 (5)A
12. 解：(1)汤吸收的热量是Q吸＝cmΔt＝4.0×103J/(kg·℃)×3kg×(100℃－20℃)＝9.6×105J，电炖锅工作20min所消耗的电能是W＝P加热t＝1000W×20×60s＝1.2×106J。所以，电炖锅的效率η＝×100%＝×100%＝80%。
(2)当S接“a”时，只有R1在工作，电阻达到最小，处于大功率，即P＝P加热＝1000W，R1＝＝＝48.4Ω。
(3)开关自动跳在“b”位置，因为电炖锅进入保温慢炖时，功率最小为400W。由公式R＝可知，此时电路中的电阻应为最大值，这时电路中R1和R2应串联，所以开关自动跳至“b”位置。
13. 解：(1)R1起分压(限流)的作用，以保证红灯正常发光。
(2)W加热＝P加热t＝605W×60s＝3.63×104J。
(3)I绿＝＝＝0.25A，U保温＝U－U绿＝220V－12V＝208V，P保温＝U保温·I绿＝208V×0.25A＝52W，R保温＝＝＝832Ω，R＝＝＝80Ω，R2＝R保温－R＝832Ω－80Ω＝752Ω。
