初三物理 焦耳定律(基础)知识讲解、练习、解析

焦耳定律（基础）【学习目标】1、知道电流的热效应；2、理解焦耳定律，知道电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关；3、知道电热的利用和防止。

【要点梳理】要点一、电流的热效应1．定义：电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。

2．影响电流的热效应大小的因素：导体通电时，产生热的多少与电流的大小、导体电阻的大小和通电时间有关。

通电时间越长，电流越大，电阻越大，产生的热量越多。

要点诠释：电流通过导体时，电流的热效应总是存在的。

这是因为导体都有电阻。

导体通电时，由于要克服导体对电流的阻碍作用，所以要消耗电能，这时电能转化成内能。

如果导体的电阻为零，电流通过导体时，不需要把电能转化成内能，这时电能在导体中传输时也不会因发热而损失。

3. 探究影响电流通过导体产生的热量的因素（1）电流产生的热量与电阻的关系如图18.4-2所示，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。

两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。

两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?实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

（2）电流产生的热量与电流大小的关系如图18.4-3所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。

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?实验表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

要点二、焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。

这个规律叫焦耳定律。

2．公式：Q=I2Rt要点诠释：焦耳定律的另外两个表达式:1. 从公式我们能看出，电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。

《焦耳定律》知识全解
1.通过实验理解焦耳定律，记住焦耳定律的计算公式，并能应用公式进行简单
的计算。

2.通过探究电流的热效应跟电阻大小的关系，学习控制变量法；了解电热的利
用和防止。

本节重点是焦耳定律；难点是通过实验探究得出电流的热效应跟电阻大小的关系。

命题以对电热的计算及电热的利用和防止为重点。

电流热效应的影响因素:电流、电阻和通电时间。

①在通电时间一定、电阻相同的条件下,电流越大,产生热量越多;
②在通电时间一定、电流相同的条件下,电阻越大,产生热量越多;
③在其他条件相同的情况下,时间越长,产生热量越多。

九年级物理《焦耳定律》练习题及答案九年级物理《焦耳定律》练习题及答案本课时的重点内容就是焦耳定律及其应用，中考中常见的相关考点有：焦耳定律的内容及应用、用控制变量法研究焦耳定律的实验、电热器的构造特点和原理等.其中有关焦耳定律的应用的试题较多，多表现为计算题，应用焦耳定律求与之相关的各物理量，对于焦耳定律的表达式Q=I2Rt适用任何用电器求电流热效应中产生的热量问题，而由之推导出的 Q=UIt=U2/Rt=Pt则只能适用于纯电阻电路求电流热效应的计算，使用时一定要分清情况，注意公式的应用范围，切忌乱套公式.有关用电器产生的电热的计算问题，往往要综合运用到串、并联电路的特性、欧姆定律和热量等知识，还要能够灵活运用求电流热效应的各种计算公式.对于纯电阻电路，产生的电热就等于消耗的电能，所以关键是要求出用电器的电功率(有关电功率的计算请参见第2课时电功率)，很多电热问题归根究底也就是想办法求电功率.复习本课时内容时特别要注意与电功、电功率知识的相互联系。

课前热身1.电流通过导体时产生的热量跟__________成正比，跟导体的____成正比，跟__________成正比，这个规律叫做焦耳定律，数字表达式是_______.2.电热器是利用电流的__效应制成的，它的主要部件是______.电流流过电热器所做的功全部用来产生____.3.有两根金属电阻丝，电阻分别为5Ω和15Ω，将它们串联后接在一个电源两端，它们的电压之比为_____，在相同的时间内产生的热量之比为______；如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为____，在相等的时间内产生的'热量之比为____.电流的平方电阻通电的时间Q=I2Rt热发热体热量1∶31∶33∶13∶1课前热身4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别加上相同的电压，那么下列说法中正确的是( )A.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多B.短的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多C.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较少D.短的镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生的热量较少5.一根电阻丝接在电压U=5V的电源上，在1s内产生的热量是2J，要让该电阻(其电阻大小恒定不变)产生8J的热量，可采用的办法是( )A.使电源电压变为10V，通电时间仍为1SB.使电源电压仍为5V，通电时间变为2SC.使电源电压变为20V，通电时间变为 SD.使电源电压变为10V，通电时间变为2SCA课前热身6.有一种家用电熨斗的规格为“220V，300W”，这种电熨斗内部的电热丝的电阻是多少?如在额定电压下工作，1min内产生的热量是多少?【答案】161.3Ω，1.8×104J典型例题解析【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热，这是为?电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多.【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω ，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为____J，产生的热量为___J.3800200典型例题解析【例3】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置，它是由三段阻值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路与方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时为高温，掷到B点时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生的热量是低温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它的电路图.图9-3-1答案典型例题解析典型例题解析【例4】现有甲、乙两只废旧电炉，分别标有“220V，1000W”和“220V，500W”字样，其中电热丝均完好无损.某想利用这些电热丝来自制一个电热器接入照明电路中使用，下列设想可行的是( )A.要使电热器的电功率为250W，只要将乙电热丝的一半接入电路B.要使电热器的电功率为2000W，只要将乙电热丝分成等长的两段并联后接入电路C.要使电热器的电功率为400W，只要将乙电热丝与一半长的甲电热丝串联后接入电路D.要使电热器的电功率为750W，只要将两只电热丝各取一半串联后接入电路C方法小结对于用电器吸热量的计算，首先要分析该电器是非纯电阻性器件还是纯电阻性器件，初中阶段研究的用电器大多为纯电阻性器件.对于非纯电阻性器件，电流产生的热量只能用Q=I 2Rt来计算，而纯电阻性器件则可用下列等式中任一个计算热量：Q=I2Rt= W=UIt=U2/Rt=Pt.在很多情况下，计算纯电阻性器件产生的电热问题，可归结为用电器的电功率的计算问题(因为通电时间往往为已知)，所以必须理解电功率的各个计算公式，以及串并联电路特性和欧姆定律.至于将用电器的电热问题与热学中的热量问题相结合的题目，关键抓住两者之间的联系，即有百分之多少电热被水或物质吸收了，然后分头求解即可.课时训练1.某同学自制了一个“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻. 将这个电热驱蚊器接在电源的两端，当电源两端电压为220V时，1min内产生的热量的______J.2.一个标有“220V，500W”字样的电加热器(俗称“热得快”)，正常工作20分钟产生的热量为______焦.假若电加热器放出的这些热量全部被水吸收，在标准大气压下 ____(填“能”或“不能”)将质量为2千克20℃的水加热至沸腾.3.阻值为R的电热丝接到电压不变的电源上，3分钟可以使一杯水烧开，现换用阻值为2 R的电阻，再接到此电源上，__分钟可以使同样的一杯水烧开.290.4不能6×1056课时训练4.如图9-3-3所示，电源电压220伏，R是电烙铁，标有“220V，40W”字样；L是电灯泡，标有“PZ220—40”字样.当开关S闭合时，电烙铁每分钟产生的热量是________焦，当开关S断开时，电烙铁的实际功率是__瓦；开关S断开后，整个电路工作__小时消耗1千瓦电能.5.将规格分别为“220V，1000W”和“220V，500W”的甲、乙两根电阻丝串联起来，接入一电源两极，电源最大不能超过___伏，此时，整个电路的最大功率是___瓦.750502.4×10 310图9-3-3330 课时训练6.研究焦耳定律的实验装置如图9-3-4所示，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的阻值比乙瓶中的电阻大.实验分三步进行，其中第一步为：接通电路一段时间，比较甲、乙两瓶中的煤油哪个上升得高，这一步是在什么情况下研究热量跟哪个物理量的关系?( )A.是在通电时间相同的情况下，研究热量跟电流的关系B.是在电流相同的情况下，研究热量跟通电时间的关系C.是在电流相同但电阻不同的情况下，研究热量跟通电时间的关系D.是在电流和通电时间相同的情况下，研究热量跟电阻的关系D 图9-3-4课时训练图9-3-4课时训练7.如图9-3-5所示，a、b相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分别为R1和R2，且R1＜R2，则闭分开关S后，a、b容器中水温上升较快的是( )A. a容器中的水B. b容器中的水C. a、b容器中的水温上升的快慢一样D.无法判断B图9-3-5课时训练8.一电热器有两根电阻丝，当只使用一根时，需t1分钟才能煮沸一壶水，当只使用另一根通电时，需要t2分钟才能煮沸一壶水，已知t1 ＜ t2，若将这两根电阻丝并联起来使用，则煮沸同样一壶水的时间为t，那么（）A. t 大于（t1 + t2 ）B. t小于（t1 + t2 ）C. t介于t1和t2之间D. t 应为t1和t2之和9.在温度是20℃的2400g的水里有一根阻值为10Ω的电阻丝.若通过这根电阻丝的电流是10 A，需要多少时间才能把水加热到95℃(假设电阻丝放出的热量全部被水吸收)?【答案】756秒D下载全文。

中考物理焦耳定律的知识点1
(1)焦耳定律：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。

(2)计算公式：Q=I2Rt(适用于所有电路);对于纯电阻电路可推导出：Q=UIt=U2t/R=W=Pt
①串联电路中常用公式：Q=I2Rt。

Q1：Q2：Q3：：Qn=R1：R2：R3：：Rn
并联电路中常用公式：Q=U2t/R;Q1：Q2=R2：R1。

②无论用电器串联或并联，计算在一定时间所产生的总热量常用公式Q=Q1+Q2+Qn
③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q=U2t/R=Pt
中考物理焦耳定律的知识点2
1、焦耳定律反映了电流热效应的规律，是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。

由公式Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量和电流强度I，电阻R及通电时间t有关，又因为产生的热量跟导体中电流强度的`平方成正比，所以，电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。

2、运用公式Q=I2Rt解决问题时，电流强度I的单位是安，电阻R的单位是欧，时间t的单位是秒，热量Q的单位才是焦耳，即各物理量代入公式前应该先统一单位。

用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。

因为电能还可能同时转化为其他形式，所以只有电流所做的功全部用来产生热量，才有成立。

3、电热器的原理是电流的热效应，它表现的是电流通过导体都要发热的现象，在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。

发热体是电热器的主要组成部分，它的作用是将电能转变为内能供人类使用。

第11讲焦耳定律——划重点初三期中期末之复习讲义考点1：电流的热效应1.电流的热效应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。

2.影响电流通过导体时产生热量的因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。

通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。

电流通过导体时产生热量的比较①在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

②在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

考点2：焦耳定律英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。

1.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。

2.定义式：Q=I2Rt3.公式适用范围：普遍适用，适用于任何用电器和电路。

4.公式应用注意事项：①同体性：Q、I、R、t必须对应同一段导体或同一个用电器；②同时性：Q、I、R必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量；③统一单位：Q、I、R、t四个物理量的单位都必须是国际单位。

5.焦耳定律公式的理论推导：在纯电阻电路中，电流所做的功全部转化为热量，而没有转化为其他形式的能，那么此时电流产生的热量Q就等于消耗的电能W电，即Q=W电，因W电=UIt，根据欧姆定律的变形式U=IR，可推导出Q=W电=UIt=IR·It=I2Rt。

纯电阻电路与非纯电阻电路的公式应用规律：考点3电热的利用和防止1.电热的利用电热的主要作用是制成各种各样的电热器。

电热器的主要部分是发热体，发热体一般由电阻大、熔点高的金属导体制成。

电热器工作时主要将电能转化为内能，常见电热器如热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。

很多用电器在工作时，虽然也会将一部分电能转化为内能，但其目的并不是利用电热，而是将电能转化为其他形式的能，这样的用电器不是电热器。

焦耳定律典型题1、利民电器厂设计了一种具有高、中、低温三档的家用电火锅，其发热体电阻丝如图5所示. A、B、C为三个接线柱，B是电阻丝中点的接线柱. 相信你一定能帮助该厂完成以下工作.(1) 说明各挡位的连接方法(文字表述)低温档：将接入电源；中温档；将接入电源；高温档：将接入电源上.(2) 如果低温档发热功率为200W，那么：中温档发热功率是 W；高温档发热功率是 W.2、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。

当开关S1接b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1∶P2＝。

3、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈电阻为2，通过线圈的电流为10A，这台电动机正常工作时，1s消耗的电能为___________J，产生的热量为______________J。

4、一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压220 V，额定功率模糊不清，热效率为90%。

正常工作情况下烧开满壶水需要5 min，水吸收的热量为118800 J，此时热水壶消耗的电能为________J，其额定功率为________W，电阻是________Ω。

若实际电压为198 V，通过电热水壶的电流是________A，1 min内电热水壶产生的热量是________J。

(假设电阻不随温度改变)5、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R1的阻值是Ω．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻器消耗的电功率是＿＿＿ W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为＿＿＿＿ J．二、计算题（每空？分，共？分）6、图是某简易电吹风工作原理的电路图(R为电热丝，M为电动机)，表3是该电吹风的铭牌。

求：(1)电吹风正常工作且吹热风时，流过电热丝的电流多大。

一、单选题1．（2021·重庆渝中区·九年级期末）通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不太热，这是因为（ ）A ．电炉丝有电流的热效应，而铜导线中没有电流的热效应B ．电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多C ．通过电炉丝的电流大，而通过铜导线的电流小D ．电炉丝容易导电，铜导线不容易导电【答案】B【详解】电炉在使用时，电炉丝与铜导线是串联的，通过它们的电流相同，通电时间相同，但电炉丝的电阻远大于铜导线的电阻，由焦耳定律2Q I Rt 可知，电流通过电炉丝时产生的热量要比电流通过铜导线时产生的热量多，所以通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不太热的原因是电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多。

故选B 。

2．（2021·安徽淮北市·九年级期末）随着生活水平的提高，家用电器越来越多，使用时若出现如图所示的情形，会导致连接插座的导线发热，稍不小心就会导致火灾，究其原因是（ ）A ．电路中的用电器用电时间太长B ．电路中的用电器的总功率过大C ．电路中的用电器过多D ．电路中的用电器的总电阻过大【答案】B【详解】第4节 焦耳定律 第十八章 电功率A．电路中的用电器用电时间太长，如果用电器的总功率不大，或用电器没有全部工作，不会造成干路中的电流过大，不会造成图中的情形，故A不符合题意；B．图中在同一插座上同时使用几个大功率的用电器，会使用电器的总功率过大，会导致干路中的电流过大，会使得连接插座的导线发热甚至燃烧起来，故B符合题意；C．电路中用电器过多，只有用电器的功率较大且同时工作时，才会造成干路中的电流过大，故C不符合题意；D．若电路中用电器的总电阻过大，由欧姆定律可知干路中的电流较小，不会造成图中的情形，故D不符合题意。

故选B。

3．（2021·广东佛山市·九年级期末）我国航母舰载机起飞采用了自行研制的电磁导射器，电磁弹射器的弹射车与舰载机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体有强电流通过时，就可以受到强大的推力，图中与弹射车工作原理一致的是（）A．B．C．D．【答案】B【详解】由题意可知，电磁弹射器的弹射车与飞机前轮连接，并处于强磁场中，当弹射车的导体通以强电流时，即可受到强大的推力，由此可知其原理是通电导体在磁场中受力而运动。