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2022-2023物理新课标下九年级全册同步课节减负作业（人教版）
第十八章 电功率
专题18.4 《焦耳定律》课节减负作业
一、选择题
1．下列用电器属于利用电流热效应工作的是（ ）
A．电饭锅 B．电风扇 C．计算机 D．电视机
【答案】A．
【解析】当电流通过电阻时，电流作功而消耗电能，产生了热量，这种现象叫做电流的热效应．
A．电饭锅将电能转化为内能，利用了电流的热效应，符合题意；
B．电风扇主要是把电能转化为机械能，是利用了电流的磁效应，不合题意；
C．计算机主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，不合题意；
D．电视机主要将电能转化为光能和声能，不是利用电流的热效应，不合题意．
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，线圈中通过的电流为10A．这台电
动机工作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=7200J，Q=200J D．W=7200J，Q=3800J
【答案】A．
【解析】本题考查的知识点是焦耳定律；电功的计算．
已知电压、电流与通电时间，由W=UIt可以求出电动机消耗的电能，由焦耳定律可以求出其产生的热量．
电动机消耗的电能：
W=UIt=380V×10A×1s=3800J；
产生的热量Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J；
3.图甲是小灯泡的电压——电流图像。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中（如图乙），
闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75W时，（ ）
A．电流表的示数为0.2A
B．滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω
C．电路消耗的总功率为1.35W。
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D．10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J
答案：C
解析：当小灯泡的功率为 0.75W时，根据图甲，可知，灯泡 L两端的电压为2.5V，通过灯泡的电流为
0.3A，电路中的等效电阻 ，电路消耗的总功率P = U I=4.5V╳0.3A=1.35W。
总 总
变阻器R在10s产生的热量Q=W=UIt=2V╳0.3A╳10s=6J；A．电流表的示数为0.2A ，错误；B．滑动变阻
器R接入电路中的电阻为15Ω，错误；C．电路消耗的总功率为1.35W，正确；D．10s内滑动变阻器R产生
的热量为13.5J，错误；故应选C。
4.如图，电源电压保持不变，电阻R的阻值为20Ω，闭合开关S，电流表A 的示数为0.3A，电流表A 的示
1 1 2
数为0.2A，电路通电时间为3min.下列说法中不正确的是（ ）
A. 电源电压为6V B. 电阻R的阻值为30Ω
2
C. 电路的总功率为3W D. 这段时间电路消耗的电能为9J
【答案】D
【解析】A．电阻R与R并联，电源电压等于R两端的电压
1 2 1
故A正确，不符合题意；
B．电阻R的阻值
2
故B正确，不符合题意；
C．电路的总功率为
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故C正确，不符合题意；
D．这段时间电路消耗的电能
故D错误，符合题意。
二、填空题
1.吸尘器正常工作一段时间后，机身的温度会升高，这是电流的______效应，一个“220V、440W”的吸尘
器，线圈电阻是10Ω，工作1min消耗的电能是_______J，产生的热量是______J。
【答案】 热 2.64×104 2.4×103
【解析】吸尘器正常工作一段时间后，由于电流的热效应，机身的温度会升高。
吸尘器工作1min消耗的电能
W=Pt=440W×60s=2.64×104J
通过吸尘器的电流
I= =2A
产生的热量
Q=I2Rt=(2A)2×10Ω×60s=2.4×103J
2.电炉子工作时，通过导线和电炉丝的电流相等，电炉丝电阻比导线电阻 ，根据焦耳定律可知，相同
时间内电炉丝产生的热量比导线 ，所以电炉丝热得发红而导线不太热．
【答案】大，多。
【解析】分析电流产生热量多少问题，一般要用焦耳定律。
电炉子在使用时，电炉丝和导线串联，I =I ，通电时间t相同，
电炉丝 导线
因为Q=I2Rt，R ＞R ，
电炉丝 导线
所以电流产生的热量：Q ＞Q ，
电炉丝 导线
从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。
3．如图所示，电源电压不变，R
2
=30Ω，R
3
=10Ω．只闭合S
1
，电流表Ⓐ示数为0.2A，电压表Ⓥ示数为
4.0V，则定值电阻R 为 Ω，电源电压为 V．闭合S 、S 、S ，电流表A 、A 示数之比为 ，通电
1 1 2 3 1 2
lmin电阻R 产生的热量为 J。
1
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【答案】20；6；5：2；108。
【解析】（1）只闭合S ，电阻R 、R 串联，电流表测量的是整个电路中的电流，电压表测量的是电阻R
1 1 3 1
两端的电压。
由欧姆定律可得R 的阻值：
1
R= = =20Ω；
1
根据串联电路的特点和欧姆定律可得，电源电压：
U=I（R+R）=0.2A×（20Ω+10Ω）=6V；
1 3
（2）闭合S 、S 、S ，电阻R 、R 并联，电流表A 测量的是干路中的总电流，A 测量R 的电流，电压表测
1 2 3 1 2 1 2 2
量的是电源电压；
则通过R 的电流：I= = =0.3A，
1 1
A 的示数（通过R 的电流）：I= = =0.2A，
2 2 2
所以干路中电流表A 的示数：I=I+I=0.3A+0.2A=0.5A，
1 2
电流表A、A 示数之比为 = = ；
1 2
通电lminR 产生的热量：Q=I2Rt=（0.3A）2×20Ω×60s=108J。
1 1 1 1
三、实验探究题
1．如图所示，物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明
容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与 U 形管相连，接入电路。
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（1）组装之前，U形管内注入适量红墨水，U形管 （选填“属于”或“不属于”）连通器。
（2）图甲是探究在通电时间相同和 相同的情况下，导体产生的热量与 大小是否有关的装
置。
（3）实验中通过观察 的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，
下列研究实例采用研究方法与此相同的是 。
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布
C．研究光的传播时，引入“光线”
D．扩散现象表明分子在不停地做无规则运动
（4）由图乙，电流表的示数为 A，在这种情况下，右侧容器中定值电阻在 10s内产生的热量是
J。
（5）某实验小组发现通电一段时间后，其中一个U形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原因可能是
。
【答案】（1）属于；（2）电流；电阻；（3）U形管液面高度；BD；
（4）2；400；（5）透明容器密闭性不好（透明容器漏气、对应电阻丝短路）。
【解析】（1）由图知，U形管内注入适量红墨水，上端开口，下端相连通，所以属于连通器；
（2）由图知，阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中，通过的电流和通电时间都相同，所以探究的是
电流产生热量与电阻的关系；
（3）电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。
采用的是转换法；
A.探究电流与电压、电阻的关系，采用的是控制变量法；
B.用铁屑显示磁体周围磁场分布，采用的是转换法；
C.研究光的传播时，引入“光线”，采用的是模型法；
D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动，采用的是转换法。故选BD；
（4）由图知，电流表选择的是～3A量程，对应的分度值是0.1A，电流表示数为2A；
右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q＝I2Rt＝（2A）2×5Ω×10s＝200J；
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（5）由Q＝I2Rt可知，电阻丝R 和R 在相同时间内产生的热量不同，则U形玻璃管中应该出现液面高度差；
1 2
而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变，说明与此相连的空气盒有可能漏气，也可能是对应的容器内
的电热丝短路。
四、计算题
1. 某导体的电阻是2Ω，通过2 A 的电流时，1 min 产生多少焦耳的热量?
【答案】480J
【解析】R=2Ω, I=2A, t=1 min=60s
根据焦耳定律：Q=I2Rt得
Q=I2Rt=（2A）2×2Ω×60s=480J
2.如图，灯L标有“4V 2W”，R＝20Ω，闭合开关S时，灯L正常发光（灯丝的电阻不受温度影响），求
通电1min电路中产生的热量为多少J？
【答案】168。
【解析】由图知R与L并联，电流表测干路电流，灯L正常发光，
所以U＝U＝U＝4V，
R L
由P＝UI可得通过灯泡的电流：I＝ ＝ ＝0.5A，
L
由欧姆定律可得通过R的电流：I＝ ＝ ＝0.2A，
R
由并联电路的电流特点可得电流表示数：I＝I+I＝0.5A+0.2A＝0.7A；
L R
通电1min电路中产生的热量：Q＝W＝UIt＝4V×0.7A×60s＝168J。
3．如图所示电路中，灯泡L标有“12V 3W”字样，R为定值电阻，闭合开关S后，灯泡L恰好正常发光，
电流表的示数为0.45A，通过计算回答：
（1）灯泡L的额定电流是多少安？
（2）定值电阻R的阻值是多少欧？
（3）该电路工作5min，定值电阻R产生的热量是多少焦？
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【答案】（1）灯泡L的额定电流是0.25A；
（2）定值电阻R的阻值是60Ω；
（3）R在5min内产生的热量是720J。
【解析】由电路图可知，电阻R与灯泡并联，电流表测干路的电流。
（1）由P=UI可得，灯泡L的额定电流：I= = =0.25A；
L
（2）因并联电路中各支路两端的电压相等，且灯泡正常发光，根据并联电路的电流规律可知，通过电阻
的电流为：
I=I﹣I=0.45A﹣0.25A=0.2A；
R L
所以，电源的电压U=U=12V，由I= 可得，R的阻值：R= = =60Ω；
L
（3）电阻在5min内消耗的电能：W=UIt=12V×0.2A×5×60s=720J。
五、简答题
1. 电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流
导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。
（1）列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例；
（2）列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施。
【答案】见解析。
【解析】（1）生活中，家里的电暖器、电烙铁、电热毯是利用电流的热效应来工作的。生产中，养鸡场
的电热孵卵器也是利用电流热效应的粒子。
（2）防止电流热效应产生危害的方法多种多样，如：电动机利用翼状的散热片增大散热面积；电冰箱在
放置时后背要与墙壁保持一定距离，使热量通过空气散发；计算机中的小风扇用来散热等。
2.小明冬天取暖时发现：电暖器的电热丝热的发红，而与电热丝相连的导线却不怎么热．
（1）请你根据小明发现的现象提出一个需要探究的物理问题；
（2）如图是小明进行实验探究的部分电路，A、B烧瓶中装有质量相等、初温相同的煤油，金属丝电阻分
别为R、R，R＜R．通电一段时间后，发现B烧瓶中温度计的示数大些．请用所学的知识解释此现象．
A B A B
温 度
计
A B
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【答案】见解析。
【解析】（1）电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？
（2）如图，镍铬合金丝和铜丝串联，通过的电流和通电时间都相同，由焦耳定律Q=IR2t可知：此时电流
产生的热量跟电阻成正比．因为镍铬合金丝的电阻大于铜丝的电阻，所以电流通过镍铬合金丝产生的热量
多，瓶中煤油吸收的热量也多．又由于A、B烧瓶中所装煤油的质量相等、初温也相同，因此B瓶中的煤油
温度上升的快．
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