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人教版物理九年级全一册精做课件授课教师：.班级：9年级（）班.时间：.18.4焦耳定律第十八章电功率18.4焦耳定律同步练习题（人教版九年级全一册）一、选择题（每题3分，共30分）1.电流通过导体时导体发热的现象叫做电流的热效应，下列用电器主要利用电流热效应工作的是（）A.电风扇B.电视机C.电饭锅D.电脑2.焦耳定律的数学表达式是（）A. $$Q=I^2Rt$$ B. $$Q=UIt$$ C. $$Q=\frac{U^2}{R}t$$ D. $$Q=Pt$$3.关于焦耳定律，下列说法正确的是（）A.只适用于纯电阻电路B.适用于所有通电导体的产热计算C.只适用于电热器D.不适用于电动机电路4.在通电时间和电阻相同时，通过导体的电流越大，导体产生的热量（）A.越少B.越多C.不变D.无规律5.两根阻值不同的电阻丝串联接入电路，通电相同时间，产生热量多的是（）A.阻值大的B.阻值小的C.热量相同D.无法判断6.两根阻值不同的电阻丝并联接入电路，通电相同时间，产生热量多的是（）A.阻值大的B.阻值小的C.热量相同D.无法判断7.下列关于电功和电热的关系，说法正确的是（）A.纯电阻电路中W=Q B.非纯电阻电路中W=QC.所有电路中W=Q D.电热一定大于电功8.电动机工作时的能量转化是（）A.电能全部转化为内能B.电能主要转化为机械能，少量转化为内能C.电能全部转化为机械能D.机械能转化为电能9.为防止电流热效应带来的危害，下列措施合理的是（）A.导线加粗B.电脑加装散热风扇C.长时间超负荷用电D.电阻丝不加隔热层10.阻值为5Ω的电阻，通过0.2A的电流，通电10s产生的热量为（）A. 2J B. 20J C. 0.4J D. 10J二、填空题（每空2分，共28分）11.电流通过导体产生的热量跟_________的二次方成正比，跟导体的_________成正比，跟_________成正比，这就是焦耳定律。12.焦耳定律公式：_________，公式中热量单位是_________。13.纯电阻电路中，电能全部转化为内能，因此电功_________电热；非纯电阻电路中，电能主要转化为其他形式能，电功_________电热。14.串联电路中，电流相等，相同时间内导体产生的热量与_________成正比；并联电路中，电压相等，相同时间内产生的热量与_________成正比。15.电热的利用：电热水器、_________、_________等；电热的防止：电脑散热、输电导线降温等。16.导体电阻不变，通电时间不变，电流增大为原来的2倍，产生的热量变为原来的_________倍。三、实验探究题（共22分）17.探究“电流产生的热量与哪些因素有关”实验，完成填空。（1）本实验采用_________法和转换法，通过U形管液面高度差反映电阻丝产生热量的多少。（2）探究电热与电阻的关系时，将不同电阻丝_________联，控制_________和通电时间相同，得出结论：电流和时间相同时，电阻越大，产生热量越_________。（3）探究电热与电流的关系时，控制_________和通电时间相同，改变电路中电流大小，得出结论：电阻和时间相同时，电流越大，产生热量越_________。（4）实验表明：通电时间越长，导体产生的热量越_________。（5）实验中转换法的应用：将不易直接测量的_________转换为容易观察的液面高度差。四、计算题（共20分）18.一段阻值为10Ω的电阻丝，通过0.3A的电流，通电20s，求电阻丝产生的热量。（10分）19.某电熨斗接入220V电路，工作电阻为44Ω，正常工作1min，求产生的电热。（10分）五、参考答案与解析选择题答案：1.C解析：电饭锅将电能主要转化为内能，利用电流热效应工作；电风扇主要转化为机械能，电视、电脑主要转化为光能和声能。2.A解析：$$Q=I^2Rt$$是焦耳定律原始公式，普遍适用于所有电路产热计算。3.B解析：焦耳定律是通用规律，适用于任何通电导体的产热计算，不分纯电阻与非纯电阻电路。4.B解析：由$$Q=I^2Rt$$可知，R、t不变，电流越大，产生热量越多。5.A解析：串联电流相等、时间相同，电热与电阻成正比，电阻越大产热越多。6.B解析：并联电压相等，由$$Q=\frac{U^2}{R}t$$可知，电阻越小，产热越多。7.A解析：纯电阻电路电能全部转化为内能，电功等于电热；非纯电阻电路电功大于电热。8.B解析：电动机是非纯电阻用电器，电能主要转化为机械能，少量转化为内能发热。9.B解析：电脑散热风扇及时散出热量，防止电热危害，其余选项会加剧发热、引发危险。10.A解析：$$Q=I^2Rt=(0.2\,\text{A})^2 \times 5\,\Omega \times 10\,\text{s}=2\,\text{J}$$。填空题答案：11.电流；电阻；通电时间12. $$Q=I^2Rt$$；焦耳（J）13.等于；大于14.电阻；电阻15.电烙铁；电热水壶（合理即可）16. 4实验探究题答案：（1）控制变量（2）串；电流；多（3）电阻；多（4）多（5）热量多少计算题答案：18.解：由焦耳定律可得：$$Q=I^2Rt=(0.3\,\text{A})^2 \times 10\,\Omega \times 20\,\text{s}=18\,\text{J}$$答：电阻丝产生的热量为18J。19.解：电熨斗为纯电阻用电器，可用$$Q=\frac{U^2}{R}t$$统一单位：$$t=1\,\text{min}=60\,\text{s}$$$$Q=\frac{(220\,\text{V})^2}{44\,\Omega} \times 60\,\text{s}=6.6\times10^4\,\text{J}$$答：电熨斗产生的电热为$$6.6\times10^4$$J。习题总结本套习题全覆盖18.4焦耳定律核心考点，包含电流热效应辨析、焦耳定律公式理解与通用范围、串并联电热规律、纯电阻与非纯电阻电路区别、探究实验方法、电热利用与防止、基础定量计算。严格延续整章习题统一难度与排版，重点突破“公式混用”“W与Q大小辨析”“串并联电热规律混淆”三大高频易错点，是电功率章节计算与实验必考核心内容。学习目标
1.知道电流的热效应；了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象，分析解决简单的实际问题。
2.结合电功的表达式和欧姆定律推导焦耳定律的表达式，培养演绎推理能力；
3.通过 “探究电流产生的热量与哪些因素有关” 的实验，体会实验中控制变量的方法
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。
电炉丝热得发红，说明电流在电炉丝上产生的热量更多，那电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关
电流的热效应
课堂导入
活动
将一张锡箔纸的两端，分别贴在一个电池正负极，观察会发生什么现象？
　　当锡箔纸与电池两端接触时，相当于电路接通了，此时锡箔纸快速发热、变红、并燃烧。
现象
电能　　　内能
转化
探究新知
电流的热效应
　　生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。
熨斗
电饭煲
探究新知
电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热
电炉的电炉丝和导线中通过的电流相同，电炉丝热得发红，说明电炉丝的温度比导线高，电流在电炉丝上产生的热量更多。
电流通过导体时产生热量的多
少跟什么因素有关？
讨论交流
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，这种现象叫作电
流的热效应；四个家用电器利用电流的热效应工作的是电饭
煲，故 错误，D正确。
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2. 如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关
的实验，下列分析不正确的是( )
A. 甲、乙两次实验都应用了控制变量法
B. 实验中，应通过观察 形管中液面的变化来比较电流通过
电阻丝产生热量的多少
C. 乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
D. 分析乙实验装置的实验现象，可以得出的结论是电阻相
同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，
电阻丝产生的热量越多
√
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探究新知
③可能与通电时间有关。
演示实验
【实验】探究影响电流的热效应的因素
猜想与假设
电热水壶刚通电时，水并不能立即沸腾，而需要一定的时间。
①可能与通过导体的电流有关。
②可能与导体的电阻有关。
有电流导体时，导体才会发热。
电烤炉工作时，烤炉温度高，导线几乎不发热。
探究新知
实验思路
利用电热丝加热质量相同的同种液体，通过液体温度升高的情况，判断通电导体产生热量的多少。
①用一根电热丝给一定质量的液体加热，在保持通电电流相同的情况下，探究通电导体产生的热量与加热时间的关系。
②选择两根阻值不同的电热丝，在相同的时间内通过大小相同的电流，探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系。
③选择两根阻值相同的电热丝，在相同的时间内通过大小不同的电流探究通电导体产生的热量与电流大小的关系。
探究新知
实验过程
①电热与电阻的关系
　　选取阻值不一样的电阻丝，如5Ω和10Ω的电阻丝，装入实验装置中，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。
　　两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过
两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U
形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？
结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，
一段电阻丝的电阻越大，电阻丝产生的热量越多。
电热与电阻的关系
探究新知
②电热与电流的关系　　
　　选取阻值相同的两个5Ω电阻丝，装入两个透明容器中，并在其中一个容器的外部，并联一个阻值为5Ω电阻丝，则通过两个容器中电阻丝的电流不同。　　
　　闭合开关，在通电时间相同的情况下，
观察两个U形管中液面高度的变化。
你看到的现象说明了什么？
电热与电流的关系
结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，电阻丝产生的热量越多。
探究新知
③电热与通电时间的关系　　
　　将一阻值为5Ω电阻丝，装入一个透明容器中。闭合开关，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？
结论：电流通过导体产生的热量跟通电时间有关。通电时间越长，电阻丝产生的热量越多。
Δh
探究新知
归纳总结
· 在电流相同和通电时间一定时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
· 在电阻和通电时间相同时，通过电阻电流越大，电阻产生的热量越多。
· 在电流相同、电阻相同时，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。
探究新知
理论探究
　　将不同阻值的电阻串联接入电路，接在稳定电源上，接通电路，通电一段时间后，观察温度的变化情况，并记录数据。
电阻R/Ω
1
2
3
4
5
6
初温t0/℃
26.6
26.8
26.7
26.6
26.8
26.7
末温t/℃
27.2
28.1
28.6
29.1
29.9
30.4
温度变化量⊿t/C
0.6
1.3
1.9
2.5
3.1
3.7
【实验】探究电流通过导体产生的热量跟电阻是否成正比
探究新知
Δt/℃
R/Ω
结论：在电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电阻成正比。
探究新知
理论探究
电流产生的热量与电阻的正比关系
　　两个定值电阻 R1＝5Ω、R2＝10Ω串联起来，接在电源上，通过它们的电流应该是相等的。通电一段时间后，电阻消耗的电能全部转化为内能，对这两个电阻产生的热量，应用 W=UIt 和欧姆定律进行分析，我们能得出什么推论？
W=UIt
U=IR
W1=U1I1t=I1R1×I1t=I2R1t
由于 R1、R2 串联
I=I1=I2
W2=U2I2t=I2R2×I2t=I2R2t
W2＞W1
结论：在电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟导体电阻成正比。
3. 汽车尾部的挡风玻璃上有一种电加
热除雾装置，它由5条阻值均为
的电阻丝并联而成，简化结构如图所
示。该装置接在 的汽车电池上工作
产生的热量为( )
A
A. B. C. D.
【点拨】由并联电路的电阻规律可
知，5条阻值为 的电阻丝并联
的总电阻 ，电加热
除雾装置 产生的热量
。
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4. 甲、乙两个电热器的电阻之比为 ，通电相同时间产生
的热量之比为 ，则通过甲、乙的电流之比为( )
C
A. B. C. D.
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焦耳定律
1.定义：电流通过导体产生的热量跟电流二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫作焦耳定律。
2.表达式：用I表示电流，R表示电阻，t表示时间，只表示热量，焦耳定律可以表示为
Q＝I2Rt
1J＝1A2·Ω·s
I的单位用安(A)，R的单位用欧(Ω)，t的单位用秒(s)，只的单位用焦(J)。
探究新知
3.焦耳定律的理解
①焦耳定律定义式Q=I2Rt，只适用于计算电流通过导体时产生的热量。
②电功的计算式W=UIt，适用于计算将电能转化为各种形式的能的过程中电流做的功。
探究新知
4.电功与电热
区别
①电功是指电流经过电路所做的功，其做功的多少表示电路消耗电能的多少，表示了有多少电能转化为其他形式的能。
②电热是指电流经过电路时，其产生的电能转化为内能的那一部分。
联系
①当电流通过某些用电器时，电能全部转化为了内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即Q＝W。
②当电流通过某些用电器时，电能主要转化为其他形式的能量，
只有少部分转化为内能，即Q＜W。
探究新知
学习了焦耳定律，请你解释电暖器电热管发热，而导线几乎不发热的原因。
通过导线电流跟电炉丝中的电流相等
导线的电阻很小
电炉丝的电阻较大
Q＝I2Rt
在相同时间内，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。
探究新知
【例 题】四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。如图甲所示，电阻为R1、R2的电阻器串联后接在电压为U的电路中；如图乙所示，电阻为R3、R4的电阻器并联后也接在电压为U的电路中。已知R1＝R3， R2＝R4，R1＞R2。
（1）电阻为 R1 和 R2 的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？
（2）电阻为 R3 和 R4 的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？
R1
R2
R3
R4
U
U
甲
乙
探究新知
解：（1）在串联电路中，通过电阻为R1和R2的两个电阻器的电流相等。
根据焦耳定律Q＝I2Rt，当I、t相同时，Q与R成正比，由于R1＞R2，
因此相同时间内电阻为R1的电阻器放出的热量比电阻为R2的电阻器多。
（2）在并联电路中，电阻为R3和R4的电阻器两端的电压相等。根据焦耳定律Q＝I2Rt 和欧姆定律=，可得 。由公式可知，电压相同时，相同时间内导体放出的热量与它们的电阻成反比，且 R3 ＞R4，因此相同时间内电阻为 R4 的电阻器放出的热量比电阻为 R3 的电阻器多。
Q=
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想想议议
《焦耳定律》中有这么一段话：“额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？”
请你用所学过的物理知识进行解释。
灯泡的额定电压相同，正常工作的时间相同，根据Q=W=可知，电阻越小，产生的热量越多，其前提条件是电压相同；
在电流相同时，正常工作的时间相同，根据Q=I2Rt可知，电阻越大，产生的热量越多，其前提条件是电流相同；所以，在各自的前提条件下，两种说法都是正确的，并不矛盾。
5. 小市同学在科学课上表演了一个小魔术，
用如图所示形状的金属片点燃火柴，他将
此金属片接在学生电源上（如图所示），
则将火柴放在哪个位置最容易被点燃
( )
C
A. 点 B. 点 C. 点 D. 都一样
【点拨】影响电阻大小的因素是材料、长
度、横截面积和温度，当材料、长度、温
度相同时，横截面积越小，电阻越大，由
图可知，点横截面积最小，故 点的电阻
最大，、、 是串联的，根据串联电路的电流特点可知，
通过、、的电流相同，根据 可知，在相同时间
内点产生的热量最多，故将火柴放在 点最容易被点燃。
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电热的利用和防止
电流的热效应在生产生活中有着广泛的应用。
常见的家用电热器、孵化器、电烤箱、烘干机等也利用了电流的热效应。
1.电热的利用
它们的发热体都由电阻较大的电阻丝制成，工作时消耗的电能几乎全部用来产生热量，有较高的效能。
养鸡场的电热孵化器，
使孵化雏鸡规模化。
电暖器、电饭锅、电熨斗等，都是利用电热的工作的。
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2.电热的利用
电流的热效应也可能产生危害。
例如，计算机、电视机工作时电流的热效应，导致温度过高，会影响其正常工作和使用寿命。故计算机、电视机的后盖都留有小孔，计算机还装有风扇。
为了防止用电器温度过高，必须通风散热。
散热窗
电脑工作时，CPU等部件的温度也会升高，需要安装散热窗、使用微型风扇及时散热。
大型电动机等大功率的用电器，都装有散热片、散热窗、电风扇等散热装置。
6.［2025·北京海淀区期末］如
图甲所示，定值电阻和 组
成并联电路，电源两端电压恒
为。闭合开关 ，通过电阻
的电流为。电阻 两端
的电压和通过它的电流 的图像如图乙所示。求：
（1） 的阻值。
【解】由图乙可知，当电阻两端的电压为 时，通过
它的电流为，则 。
（2）干路电流 。
电源电压为，和两端的电压均为 ，根据并联电路
的电流规律可知，干路电流 。
（3）和在内产生的总热量 。
该并联电路是纯电阻电路，所以和在 内产生的总热
量 。
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7. 在家庭线路中，有时导线长度不够，需
要把两根导线连接起来，而连接处往往比别处的温度高，而
且更容易老化，甚至引起火灾，这是因为( )
A
A. 连接处的电阻大 B. 连接处的电流大
C. 连接处的电阻小 D. 连接处的发热功率小
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8. 某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的
时间为；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为 。
若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用
的时间为，则 为( )
A
A. B. C. D.
【点拨】只给一根电阻丝通电，消耗的电功率为 ，煮沸一
壶水用的时间为，产生的热量为 。同理，另
一根电阻丝产生的热量，则 ，两根电
阻丝并联接到原来的电源上，产生的热量 ，则
有。解得 ，故A
符合题意， 不符合题意。故选A。
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9. 如图是直流电动机提升重物的示
意图，电源电压为 且保持不
变，电路中的电流是 ，质量为
的重物 在电动机带动下以
C
A. B. C. D.
的速度匀速上升，不计各处摩擦，则电动机线圈的电
阻是 取 ( )
【点拨】电动机消耗的电功率
；
电动机的输出功率
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 ；根据焦耳定律得线圈电阻的发热功率
；
，代入数据得
，解得
，故 C正确。
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10.［2024·成都］小张想设计一个有“低温”
“中温”和“高温”三个挡位的电加热器，其
电路图如图所示，电源电压为 ，
、是电热丝，开关 接触相邻的两个
121
触点。她准备了三根电热丝， ，另外两根电热丝
的阻值分别是 和 ，该选取阻值为_____ 的
电热丝。开关接触“1”“2”两个触点时，通电 ,电流产生
的热量是__________ 。
【点拨】电路的工作状态有三种，分别是
“”单独接入、“、”并联接入、“ ”
单独接入，那么如果想要有3种挡位，则
需要、的阻值不同， ，则
应该选取阻值为 的电热丝；开关 接触“1”“2”两个触
点时，只有“”单独接入，通电 电流产生的热量
。
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11. 如图所示，小明在课前展示了一个小实验：
他用石蜡将几根牙签粘在一段细铁丝上，支撑起来。把几个
插有铁钉和五角硬币的柠檬串联起来，接在细铁丝的两端。
大约 后，发现石蜡变软，牙签逐渐开始从细铁丝上掉落
下来。请你根据所学的知识解释以上现象。
【解】硬币、铁钉和细铁丝都是
导体，小明把插有铁钉和五角硬
币的柠檬串联起来，组成水果电
池，接在铁丝两端后，构成闭合电路，电路中产生电流，根
据焦耳定律 可知，通电的铁丝会产生热量，使铁丝
的温度升高，当铁丝的温度高于石蜡的温度时，两者间存在
温度差，会发生热传递，石蜡吸收热量温度升高，开始熔化，
熔化后的石蜡变软，牙签在重力作用下就会掉落。
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12. 课外实践小组设计
了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。
已知电源电压恒为， 是阻值为
的电热丝，温度对电热丝阻值的
影响忽略不计。
（1）闭合开关 后，求电路中的电流。
【解】闭合开关后，电路中的电流 。
（2）求通电后电热丝 产生的热量。
通电后电热丝 产生的热量
。
（3）老师提醒，电热箱内温度太高，
无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功
率降至 ，小组成员想出了两种方法
改进电路：
方法一：在图中 点处串联接入一根
电热丝 ；
方法二：在图中 点处串联接入一根电
热丝 。
老师发现这两种改进方法电热箱内的
电功率都为 ，小组成员在这两种改
进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量
结果为和，， ，但由于粗心没有记
录和 分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法
更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
方法一更节能。
两种方法的电路简图如下：
在方法一中的电热箱的功率箱 ；
在方法二中的电热箱的功率箱 ，
因为两次电热箱内的电功率相等，即 ，得
出，由 可得，方法一更节能。
两种方法中， 两端电压
，因为电源电压保
持不变，则和 两端的电
压 ，所以
，则
， 箱
。
在方法一中，
，所以 两端
的电压 ，
由 可得，
。
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课堂小结
焦耳定律
电热的利用和防止
电流的热效应
焦耳定律
定义
影响电流通过导体时产生热量的因素
Q＝I2Rt
· 在电流相同和通电时间一定时，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
· 在电阻和通电时间相同时，通过电阻电流越大，电阻产生的热量越多。
· 在电流相同、电阻相同时，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。

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