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17.3 焦耳定律
第十七章 电流做功与电功率
沪科版2024版物理九年级全册
17.3 焦耳定律教案
一、教学目标
（一）知识与技能目标
学生能清晰阐述电流热效应的概念，即电流通过导体时电能转化为内能的现象。
深入理解焦耳定律，准确表述其内容为电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，并熟练掌握其数学表达式\(Q = I^{2}Rt\)，明确各物理量的单位及含义 。
能够依据焦耳定律，熟练计算在不同电路情境下（纯电阻电路与非纯电阻电路），电流通过导体产生的热量，灵活运用焦耳定律解决实际问题，如分析生活中用电器发热现象、计算电热器工作时产生的热量等。
全面了解电热的利用和防止实例，掌握常见电热器（如电熨斗、电热水器等）的工作原理，以及在生活中防止电器过热引发安全隐患的方法和措施。
（二）过程与方法目标
通过观察生活中电流热效应的现象，如灯泡发光发热、电炉子烧水等，培养学生从生活现象中发现物理问题的能力，提升学生的观察能力和对生活的敏感度。
在探究焦耳定律的实验过程中，引导学生运用控制变量法设计实验方案，选择合适的实验器材（如电阻丝、电源、电流表、电压表、温度计、秒表、导线等），学会通过测量温度变化或其他热效应现象来验证焦耳定律，锻炼学生的实验设计和操作能力，提高学生科学探究的素养。
对实验数据进行分析、归纳和总结，培养学生的数据处理能力和逻辑思维能力，使学生能够从实验数据中得出正确的结论，理解电流、电阻、通电时间与热量之间的定量关系。
鼓励学生运用焦耳定律对实际生活中的电路问题进行分析和解释，如解释导线与用电器连接时，导线不热而用电器发热的原因，培养学生运用物理知识解决实际问题的能力，实现从理论知识到实际应用的迁移。
（三）情感态度与价值观目标
以生活中丰富多样的电流热效应实例为切入点，激发学生对物理学科的浓厚兴趣，使学生认识到物理知识与日常生活紧密相连，体会物理学科的实用性和魅力，从而增强学生学习物理的主动性和积极性。
在实验探究过程中，培养学生严谨认真的科学态度和实事求是的科学精神，让学生养成规范操作实验仪器、仔细观察实验现象、准确记录实验数据的良好实验习惯，提高学生的科学素养。
通过了解电热的利用和防止对生活的影响，增强学生的安全意识和节约能源意识，培养学生的社会责任感，引导学生关注生活中的物理现象，将所学知识应用于实际生活，为改善生活和社会发展贡献自己的力量。
二、教学重难点
（一）教学重点
深刻理解焦耳定律的内容，明确电流、电阻、通电时间与热量之间的定量关系，掌握其数学表达式\(Q = I^{2}Rt\) ，并能熟练运用公式进行热量计算，这是本节课的核心知识。
透彻理解电流热效应的概念，通过大量生活实例，如电暖气取暖、电饭锅煮饭等，帮助学生认识电流热效应在生活中的广泛应用，使学生能够清晰解释各种电流热效应现象，这是理解焦耳定律应用的基础。
掌握实验探究焦耳定律的方法和过程，包括实验方案的设计、实验器材的选择、实验数据的测量与记录、实验结果的分析与总结等，通过实验让学生直观感受各因素对电流产生热量的影响，培养学生的科学探究能力，这是学生获取知识、提升能力的重要途径。
（二）教学难点
理解焦耳定律中热量与电流平方成正比的关系，这一关系相对复杂，与学生直观的认知有一定差异，学生较难理解其深层次的物理原理。需要通过详细的理论推导、实验数据对比分析以及生动形象的比喻等方式，帮助学生突破这一理解难点。
区分纯电阻电路和非纯电阻电路，明确焦耳定律在不同电路中的应用条件和计算方法。在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，\(Q = W = UIt = I^{2}Rt=\frac{U^{2}}{R}t\)；而在非纯电阻电路中，电能部分转化为内能，\(Q < W\)，\(Q = I^{2}Rt\)，不能简单套用其他公式。学生在实际应用中容易混淆两种电路，导致计算错误，需要通过大量实例分析和练习加以强化。
从能量转化和守恒的角度深入理解焦耳定律，认识到电流通过导体产生热量是电能向内能的转化过程，且在这个过程中能量守恒。这需要学生具备一定的抽象思维能力和对能量概念的深入理解，教师需引导学生结合已学的能量知识，通过具体实例分析，帮助学生建立起能量转化与焦耳定律之间的联系，突破这一难点。
三、教学方法
讲授法：系统讲解焦耳定律的内容、公式、各物理量含义及单位，介绍电流热效应概念、电热利用和防止的相关知识，确保学生掌握基础知识。例如在讲解焦耳定律公式\(Q = I^{2}Rt\)时，详细说明\(Q\)表示热量（单位焦耳），\(I\)表示电流（单位安培），\(R\)表示电阻（单位欧姆），\(t\)表示通电时间（单位秒）。
实验探究法：组织学生进行实验探究电流产生热量与电流、电阻、通电时间的关系。提供实验器材，引导学生设计实验方案，如在探究电流对热量的影响时，控制电阻和通电时间不变，改变电流大小，观察温度计示数变化来判断热量多少。通过实验操作、数据记录与分析，培养学生科学探究能力。
讨论法：针对生活中电流热效应现象（如导线不热而用电器发热）、电热利用和防止实例（如电热水器工作原理、电脑散热措施）等组织学生讨论。激发学生思维，促进学生交流，加深对知识理解，如让学生讨论在家庭电路中，为什么大功率用电器工作时，导线容易发热甚至引发火灾。
案例分析法：展示实际案例，如某家庭因使用劣质电热器引发火灾新闻报道，分析案例中涉及的焦耳定律知识，如劣质电热器电阻可能不符合标准，导致电流产生热量过多引发危险，提高学生运用知识解决实际问题能力。
多媒体辅助教学法：运用多媒体展示实验视频（如焦耳定律实验完整过程）、生活中电流热效应图片（如各种电热器工作场景）、动画演示（如电流通过导体电能转化为内能微观过程）等，增强教学直观性和趣味性，帮助学生理解抽象知识。
四、教学过程
（一）导入新课（5 分钟）
展示生活中常见用电器工作的图片，如电熨斗熨烫衣服、电水壶烧水、灯泡发光等，提问学生：“这些用电器工作时，除了实现其主要功能外，还有什么共同现象？” 引导学生观察并发现这些用电器通电后都伴有发热现象，从而引出电流热效应的概念。
提出问题：“电流通过导体时为什么会产生热量？产生的热量多少与哪些因素有关呢？” 引发学生思考，激发学生的好奇心和探究欲望，顺势导入本节课的主题 —— 焦耳定律。
（二）新课讲授
电流的热效应（5 分钟）
结合导入环节展示的图片，详细讲解电流热效应的概念：电流通过导体时，电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。强调这是一种普遍存在的物理现象，在日常生活和生产中广泛应用。
让学生列举生活中其他电流热效应的实例，如微波炉加热食物、电烤箱烤制面包等，加深学生对概念的理解和对生活中物理现象的关注。
实验探究：电流产生的热量与哪些因素有关（20 分钟）
提出问题：引导学生思考电流产生热量的多少可能与哪些因素有关，鼓励学生大胆猜想。学生可能会提出与电流大小、电阻大小、通电时间长短等因素有关。
猜想假设：组织学生分组讨论，每个小组记录下猜想结果，并推选代表阐述猜想依据。例如，有的小组可能认为电流越大，单位时间内通过导体的电荷越多，电能转化为内能就越多，产生热量越多；电阻越大，对电流阻碍作用越大，电能转化为内能也会越多等。
设计实验：引导学生根据控制变量法设计实验方案，教师提供实验器材（电源、开关、滑动变阻器、不同阻值电阻丝、温度计、装有等质量煤油的烧瓶、导线等）。以探究电流产生热量与电阻关系为例，指导学生设计实验电路，将不同阻值电阻丝串联在电路中，保证通过它们的电流相同，控制通电时间相同，通过观察温度计示数变化来反映电阻丝产生热量多少（因为煤油比热容较小，吸收相同热量温度变化明显，便于观察）。让学生画出实验电路图，讨论实验步骤和注意事项，如连接电路时开关断开，滑动变阻器滑片置于阻值最大处，实验过程中注意观察温度计示数变化不能超过量程等。
进行实验：学生分组按照设计好的实验方案进行操作，教师巡视各小组，指导学生规范操作仪器，提醒学生准确读取和记录电流大小、电阻值、通电时间以及温度计示数等数据。例如，在探究电流产生热量与电流关系时，通过滑动变阻器改变电流大小，记录不同电流值下温度计示数随时间变化情况。
分析论证：实验结束后，各小组整理实验数据，绘制数据图表（如电流 - 温度变化关系图、电阻 - 温度变化关系图等）。引导学生分析数据，得出结论：在通电时间相同、电流大小相同时，电阻越大，电流产生的热量越多；在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，电流产生的热量越多；对于同一电阻，电流和电阻不变时，通电时间越长，电流产生的热量越多。各小组推选代表汇报实验结果，教师进行总结和点评，对实验中出现的问题进行分析讲解，如实验数据偏差较大的原因可能是实验仪器精度问题、操作过程中存在误差等。
焦耳定律（10 分钟）
定律内容讲解：介绍焦耳定律是英国物理学家焦耳经过大量实验研究得出的重要结论。详细阐述焦耳定律内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。强调热量与电流平方成正比这一关键关系，通过具体数据对比，如当电流增大为原来 2 倍时，热量增大为原来 4 倍，帮助学生理解。
公式推导与讲解：引导学生从理论上推导焦耳定律公式。已知在纯电阻电路中，电流做功\(W = UIt\)，根据欧姆定律\(U = IR\)，将其代入可得\(W = I^{2}Rt\)，又因为在纯电阻电路中电能全部转化为内能，即\(Q = W\)，所以得出焦耳定律公式\(Q = I^{2}Rt\)。讲解公式中各物理量的单位及含义，强调公式适用范围为任何电路计算电热（但在非纯电阻电路中计算电功不能简单用此公式推导其他形式）。
例题讲解：展示相关计算例题，如 “一根电阻丝电阻为\(10\Omega\)，通过的电流为\(2A\)，通电\(5min\)，求产生的热量是多少？” 引导学生根据焦耳定律公式进行计算，先统一单位\(t = 5\times60s = 300s\)，再代入公式\(Q = I^{2}Rt=(2A)^{2}\times10\Omega\times300s = 12000J\)，规范解题步骤，让学生明确解题思路和方法。
电热的利用和防止（10 分钟）
电热的利用：展示常见电热器图片，如电热水器、电熨斗、电热毯等，介绍它们的工作原理都是利用电流热效应将电能转化为内能来工作。以电热水器为例，讲解其内部发热体电阻较大，根据焦耳定律，在电流和通电时间一定时，电阻越大产生热量越多，从而将水加热。让学生讨论生活中还有哪些电热利用的实例，以及这些电热器给生活带来的便利。
电热的防止：展示一些因电热引发问题的图片或新闻报道，如电线过热引发火灾、电脑 CPU 过热导致死机等，引导学生分析电热可能带来的危害。讲解在生活中防止电热危害的方法，如在电器设备中安装散热片（如电脑 CPU 的散热片）、散热风扇（如电源风扇），选择电阻率小、熔点高的导线（如家庭电路常用铜导线）以减少导线发热等。组织学生讨论在家庭电路中，如何合理使用电器防止电热引发安全问题，如避免多个大功率电器同时使用一个插座等。
（三）课堂小结（5 分钟）
引导学生回顾本节课所学内容，包括电流热效应的概念、焦耳定律的内容和公式、实验探究过程及结论、电热的利用和防止等方面。请学生代表发言总结，其他学生补充完善。
教师对重点内容进行强调，如焦耳定律公式的应用、实验中控制变量法的运用、生活中电热利用和防止的实例等，帮助学生构建完整的知识体系，加深学生对本节课知识的理解和记忆。
（四）课堂练习（5 分钟）
展示练习题，涵盖选择题、填空题和计算题。例如：
选择题：下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电视机 B. 电风扇 C. 电烙铁 D. 电冰箱
填空题：某导体电阻为\(5\Omega\)，通过的电流为\(3A\)，通电\(10s\)，产生的热量为______J。
计算题：一个 “220V 1000W” 的电炉子，正常工作时电阻丝的电阻是多少？若实际电压为 200V，在 10min 内产生的热量是多少？（不考虑电阻变化）
学生独立完成练习，教师巡视，及时发现学生存在的问题。练习结束后，对答案进行详细讲解，针对学生普遍存在的错误和疑问进行深入分析解答，强化学生对知识的掌握，如在讲解计算题时，强调解题思路和公式的正确运用。
（五）布置作业（课后完成）
书面作业：布置教材课后相关习题，包括对焦耳定律概念的理解、公式计算以及实际应用分析等题目，如计算不同规格电热器工作时产生的热量、分析家庭电路中导线发热问题等，巩固本节课所学知识。
实践作业：让学生回家观察家中至少 3 个用电器，分析其是否利用电流热效应工作，若利用，说明工作原理；若存在防止电热的设计，记录相关措施，下节课交流分享。
拓展作业：查阅资料，了解在现代科技中（如芯片制造、电动汽车电池散热等领域），焦耳定律的应用和对电热控制的新技术、新方法，写一篇科普短文，培养学生的科学探索精神和对前沿科技的关注。
五、教学资源
多媒体课件，包含电流热效应实例图片、实验演示视频、焦耳定律介绍动画、电热利用和防止相关图片及视频等，辅助教学，增强教学直观性和趣味性。
实验器材，如电源、开关、滑动变阻器、不同阻值电阻丝、温度计、装有等质量煤油的烧瓶、导线、电流表、电压表等，用于学生进行实验探究。
科普书籍、相关网站资源，供学生课后查阅拓展知识，如《趣味物理学》《科学美国人》杂志官网等，获取更多关于焦耳定律及电热应用的知识。
六、教学反思
在教学过程中，密切关注学生对电流热效应概念、焦耳定律内容的理解程度，以及在实验探究和公式计算中的表现。针对学生在理解热量与电流平方关系、区分纯电阻和非纯电阻电路应用等难点问题上的困惑，通过增加实例分析、类比讲解、专项练习等方式加以强化。在实验探究环节，注重培养学生的实验设计、操作和数据处理能力，引导学生规范实验流程，提高实验准确性。根据学生课堂表现、作业和实践反馈，总结教学中的优点和不足，不断改进教学方法，优化教学内容，提高教学效果，确保学生扎实掌握焦耳定律相关知识，提升学生的物理学科核心素养。
5
课堂检测
4
新知讲解
6
变式训练
7
中考考法
8
小结梳理
学习目录
1
复习引入
2
新知讲解
3
典例讲解
将“220 V 100 W”的白炽灯泡接入电路，闭合开关，电灯发光。
让一名学生上前用手触摸灯泡和连接灯泡的导线，有何感觉？
演示实验
灯泡发烫，导线不怎么热。
电暖器取暖
使用电的过程中，电热可以利用，也可能会带来灾害。
空调暖风机取暖
用电不善和线路老化引起火灾
给电炉通电，观察电炉丝上发生的现象，同时观察连接电炉的导线有何现象？
1.计算电功率的公式有哪些？
2.什么是用电器的额定电压、额定功率？
复习导入
电功率
P
定义式
决定式
“纯电阻”电路
情景导入
2.5V
这个小灯泡，铭牌上只有额定电压“2.5 V”字样，没有额定功率，你们能想办法测量小灯泡的额定功率吗?
说出你的想法。
小组讨论（3分钟）
让小灯泡两端的电压达到额定电压，测量出此时的电流，根据公式P = UI即可计算出额定功率。
思路方案：
实验目的:
实验原理：
P=UI
测量小灯泡的电功率P
应测量的物理量:
小灯泡两端的______，
和通过的________。
电压U
电流I
伏安法
实验方法：
实验探究
怎样测量电功率
实验器材：
实验电路图：
干电池、开关、小灯泡、电压表、电流表、滑动变阻器、导线若干。
干电池
干电池
滑动变阻器在本实验中的作用:
1.保护电路。
2.改变灯泡两端的电压，便于多次实验。
实验探究
怎样测量电功率
实验器材：
怎样测量电功率
实验电路图：
实验探究
思考讨论：
1.在连接电路时，有哪些注意事项？
2.在测量小灯泡的额定功率时，具体应怎样操作？
3.测出灯泡的额定功率后，如何测出灯泡在其它电压下的功率？这时的功率是什么功率？
4.实验过程中应记录哪些数据？要观察什么？
实验探究
怎样测量电功率
思考讨论
连接实验电路、进行实验
实验探究
实验数据记录表格
小灯泡的额定电压： 2.5 V
{C4B1156A-380E-4F78-BDF5-A606A8083BF9}小灯泡两端
的电压
电压U/V
电流I/A
电功率 P/W
小灯泡亮度
等于
额定电压
2.5
高于
额定电压
低于
额定电压
实验探究
把你测量的实际功率与小灯泡的额定功率进行比较, 它们是否一定相等？在什么条件下相等？
2. 在不同的实际功率下,灯泡的亮度一样吗?
3. 你认为小灯泡的亮度是由什么决定的？
交流合作
结论：
灯泡的实际功率不一定等于额定功率。
当实际电压等于额定电压时，实际功率等于额定功率。
当灯泡U实=U额时，P实=P额;正常发光
当灯泡U实>U额时，P实>P额；较亮
当灯泡U实灯泡的亮度是由它的实际功率决定的。
交流合作
现象1：小明连接的实验电路，闭合开关，发现电压表的指针反偏
电压表的正负接线柱接反了。
现象2：小华连接实验电路，连好最后一根导线后，就发现灯泡很亮，且移动滑动变阻器的滑片，灯泡亮度不变
连接电路时，开关没有断开；
使用了滑动变阻器上面的两个接线柱
试分析下列实验现象原因
评估反思
现象4：小宇连接好电路，检查电路无误后，闭合开关，发现小灯泡不亮，电压表有示数，电流表指针不动。
小灯泡开路了
现象3：小东连接的电路，闭合开关，移动滑片，灯泡亮度明显变化，但电流表指针偏转很小，很难读数。
电流表的量程选的太大
评估反思
试分析下列实验现象原因
随堂练习
作业
1.如图是灯L1、L2，的U-I图像。由这两条曲线可知，当电压为100V时，灯L1的实际功率为_____W，灯L1的电阻大于_______(选填“大于”“小于”或“等于”)灯L2的电阻。
20
大于
选自教材P127 作业 第1题
2.某同学用如图所示的实物图测定额定电压为2.5V、额定功率不大于 l W的小灯泡的功率。在该同学连接好的电路中，存在三处错误。请找出:
选自教材P127 作业 第2题
①___________________________________________;
②___________________________________________;
③___________________________________________;
电流表的量程选择错误
滑动变阻器的接线柱接错
电压表的正、负接线柱接反了
选自教材P127 作业 第2题
3.在测量2.5V的小灯泡的功率的实验中：
（1）在连接电路时，开关应该是————的。
（2）某同学在连接电路时还有导线没连，请你替他连上。
（3）连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为————V时，灯泡正常发光。此时电流如图所示为______A，小
断开
2.5
0.32
灯泡的额定功率是_________W.
0.8
选自教材P127 作业 第3题
知识点1 电流的热效应
1. ［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
【点拨】电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电
流的热效应；家用电器利用电流的热效应工作的是电饭煲，
故选D。
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知识点2 探究电热与哪些因素有关
2.实验小组探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。
同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，装入适量的煤油，插入一
支温度计，设计了如图甲所示的电路。
（1）用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。要求滑动
变阻器的滑片向右移动时，电流表示数变大，且导线不交叉。
如图所示。
（2）进行实验：实验中通过观察__________________来比
较相同时间内不同电流产生热量的多少。
温度计示数的变化
（3）调节滑动变阻器改变电流的大小，经过多次实验发现：
电阻丝阻值和通电时间一定时，电流I 越大，通电导体产生的
热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q 可能与
I成正比。随后在老师的帮助下，实验小组测出了多组Q与I
的数据。请提出一种判断小明猜想是否正确的方法：______
____________________________________________________
_____________________________________________。
?
【解】将测得的Q与I的数据描点画出Q?I图像，若Q?I图像为过原点的一条直线，则Q与I成正比，否则不成正比
?
（4）若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可
选择图乙中___（填“A”或“B”）烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中
的电阻____（填“串”或“并”） 联进行实验。
B
串
（5）本实验应用的研究方法有转换法和 __________法。
控制变量
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知识点3 焦耳定律
3. 将两电热丝R1、R2 串联起来，接在电路中，如图，若
R1>R2 ，则先被点燃的火柴是( )
?
C
A. 两电热丝上的火柴同时被点燃
B. 电热丝R2 上的火柴
C. 电热丝R1 上的火柴
D. 无法确定
?
【点拨】因为两电热丝R1、R2 串联，所以通过它们的电流和
通电时间都相同；根据焦耳定律Q=I2Rt 可知，在电流和通
电时间一定时，电阻越大产生的热量越多；因为R1>?R2 ，
所以Q1>Q2，电热丝R1 的温度高，火柴先被点燃，故C符合
题意，A、B、D不符合题意。
?
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4.将一根100?Ω 电阻丝接在某电路中，通过它的电流为2?A ，
在1?min内产生__________J 的热量；若将此电阻丝对折后再
接入同一电路中，若要它产生同样多的热量，通电时间应为
_____min 。
?
2.4×104
?
0.25
【点拨】将一根100?Ω 的电阻丝接在某电路中，通过它的电
流为2?A，根据Q=I2Rt，在1?min 内产生的热量
Q=I2Rt=(2?A)2×100?Ω×1×60?s=2.4×104?J ；若将此
电阻丝对折后，电阻丝长度变为原来的一半，横截面积变为
原来的两倍，电阻变为原来的14，电阻变为25?Ω 。
?
接入同一电路中，若要它产生同样多的热量，根据
Q=I2Rt=U2Rt ，通电时间之比应为
t1t=QU2R1QU2R=R1R=25?Ω100?Ω=14，t1=14t=14×1?min=0.25?min 。
?
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知识点4 电热的利用和防止
5. 电流的热效应在生产和生活中被广泛应用，但有时它也会
给我们带来危害。下列事例中属于防止电热危害的是( )
C
A. 孵化家禽的电热孵卵机
B. 用电熨斗熨衣服
C. 输电线常采用铜线或者铝线作为芯线
D. 家电长时间停用，隔一段时间应通电一次
【点拨】孵化家禽的电热孵卵机、用电熨斗熨衣服属于利用
电热，故AB 不符合题意；输电线常采用铜线或者铝线作为芯
线，是为了减小导线的电阻，是防止电热带来的危害，故C
符合题意；家电长时间停用，隔一段时间应通电一次，是应
用电热来给家电驱潮，故D不符合题意。
?
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6. ［2024·宜宾，多选］如图是探究电流热效应的实验装置，两个
相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2 ，其中
R1=5?Ω ，R2=R3=10?Ω 。下列说法正确的是( )
?
AB
A. 只闭合S1 ，可以探究电流通过导体产生的热
量与电阻的关系
B. 只闭合S1，若电路中的电流为0.2?A ，通电
1?min电阻R1产生的热量为12?J
C. 闭合S1和S2，通过R1的电流是R2 电流的0.5倍
D. 闭合S1和S2后，左侧U 形管内液柱的高度差和
右侧的高度差一样
?
【点拨】只闭合S1，电阻R1、R2 串联，通
电时间和电流大小均相等，两电阻的大小
不相等，因此，可以探究电流通过导体产
生的热量与电阻的关系，A正确；只闭合S1 ，
?
若电路中的电流为0.2?A，通电1?min电阻R1 产生的热量
Q=I2Rt=(0.2?A)2×5?Ω×1×60?s=12?J， B正确；
?
闭合S1和S2，R2和R3并联后，再与R1 串联，
则通过R1的电流等于R2和R3 并联部分的电流
之和，则通过R1的电流是R2 电流的2倍，C错
误；闭合S1和S2后，通过R1的电流是R2 电流
?
的2倍，通电时间相同，电阻大小不同，则左侧U 形管内液柱
的高度差和右侧的高度差不一样，D错误。故选AB 。
?
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7. 甲、乙两个电热器的电阻之比为5:4 ，通电相同时间产生
的热量之比为5:1 ，则通过甲、乙的电流之比为( )
?
C
A. 4:1 B. 1:4 C. 2:1 D. 1:2
?
【点拨】由题意可知，R甲:R乙=5:4 ，产生的热量之比
Q甲:Q乙=5:1，通电时间之比t甲:t乙=1:1，由Q=I2Rt 得通
过甲、乙两个电热器的电流之比
I甲:I乙=Q甲R甲t甲:Q乙R乙t乙=55×1:14×1=1:12=2:1 ，故C正确。
?
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8. 如图是直流电动机提升重物的示意图，电源电压U为50?V
且保持不变，电路中的电流是2?A，质量为10?kg的重物m 在
电动机带动下以0.8?m/s 的速度匀速上升，不计各处摩擦，则
电动机线圈的电阻是(g取10?N/kg) ( )
?
C
A. 18?Ω B. 8?Ω C. 5?Ω D. 2?Ω
?
【点拨】电动机消耗的电功率
P总=UI=50?V×2?A=100?W ；电动机的
?
电动机的输入功率等于输出功率和线圈电阻产生的热功率之
和，即P总=P热+P出 ；根据焦耳定律得线圈电阻的发热功率
P热=Qt=I2Rtt=I2R ，代入数据得
100?W=80?W+(2?A)2R，解得R=5?Ω ，故 C正确。
?
输出功率P出=Fv=mgv=10?kg×10?N/kg×0.8?m/s=80?W ；
?
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9.两个电阻串联在电路中，R1=10?Ω，R2=20?Ω 。R1 两端
的电压为1?V，通过R1的电流为____A，R2两端的电压为___V ，
通电5?min，R1上产生的热量为____J 。
?
0.1
2
30
【点拨】通过R1的电流I1=U1R1=1?V10?Ω=0.1?A ；因串联电路中
各处的电流相等，所以，R2 两端的电压
U2=I2R2=I1R2=0.1?A×20?Ω=2?V，通电5?min，R1 上产
生的热量Q=I12R1t=(0.1?A)2×10?Ω×5×60?s=30?J 。
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10.［2024·吉林］电炉丝通过导线接到电路中，通电一段时
间后，电炉丝热得发红，而与它串联的导线却几乎不发热。
请用所学的物理知识解释这种现象。
【答】电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通电的时
间和电流均相同,而导线的电阻很小，电炉丝的电阻很大，由
公式Q=I2Rt 知，相同时间电炉丝产生的热量远大于导线产
生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。
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科学探究电流的热效应
焦耳定律
电热与电功
电热器
电流的热效应—电流通过导体时，电能转化为内能的现象
内容
公式：Q=I?Rt
电能全部转化为内能，Q＝W，即Q＝W＝UIt＝I2Rt
电能部分转化为内能，W >Q
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