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第十八章 电功率
第4 节 焦耳定律
一、单选题
1．（2021·北京房山区·九年级期末）图示，给电炉通电后，电炉丝热得发红，而用手触摸与之连接的导线
却不觉得烫手， 这是因为 （ ）
A．电流通过导线时没有产生热效应
B．通过电炉丝的电流比通过导线的电流大得多
C．电炉丝的电阻比导线的电阻小得多
D．电炉丝消耗的电功率比导线消耗的电功率大得多
【答案】D
【详解】
A．电流通过电炉丝和导线都有热效应，故A错误；
BC．电炉在使用时，电炉丝和导线串联，通过它们的电流相等，通电时间t相同，由于 ，根
据 可知，电流产生的热量 ，从而出现电炉丝热的发红，而与电炉丝相连的导线却
不怎么热的现象，故BC错误；
D．根据 可知，电炉丝和导线串联，通过它们的电流相等，由于 ，导线消耗的电
功率比电炉丝消耗的电功率小，故D正确。
故选D。
2．（2021·全国九年级期末）图示的用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
试卷第1页，总11页A． 手机
B． 电饭煲
C． 电风扇
D． 扬声器
【答案】B
【详解】
A．手机工作时主要转化为声能和光能，不是利用电流的热效应工作的，故A不符合题意；
B．电饭锅工作时主要把电能转化为内能，是利用电流的热效应工作的，故B符合题意；
C．电风扇主要是把电能转化为机械能，不是利用电流的热效应工作的，故C不符合题意；
D．扬声器主要将电能转化为声能，不是利用电流的热效应工作的，故D不符合题意。
故选B。
3．（2021·河北唐山市·九年级期末）某电路中白炽灯工作一段时间后，用手靠近灯头，感觉温度很高，而
与它相连的导线却不热，这是因为（ ）
A．导线散热比灯丝快 B．导线绝缘皮隔热
C．通过导线电流比灯丝小 D．导线电阻比灯丝小
【答案】D
【详解】
试卷第2页，总11页因为灯丝与导线串联，通过的电流相等、通电时间相等，根据Q=I2Rt，导线的电阻远小于灯丝的电阻，即
R ，电流在灯丝上产生的热量比导线上产生的热量多，所以灯头温度很高，而与灯丝相连的导线
灯丝 导线
却不那么热。
故选D。
4．（2021·江苏泰州市·九年级期末）家用洗衣机的主要部件是电动机，若一台洗衣机在220V电路中正常
工作时通过的电流为2A，每分钟产生的热量为960J，则下列说法中不正确的是（ ）
A．电动机的功率为440W B．电动机线圈的电阻为
C．电动机的发热功率为16W D．电动机被卡住不转动时，电功率为12100W
【答案】B
【详解】
A．电动机的电功率为
P=UI=220V×2A=440W
故A正确，不符合题意；
B．根据Q=I2Rt得线圈的电阻
故B错误，符合题意；
C．电动机的发热功率为
故C正确，不符合题意；
D．电动机卡住时变为纯电阻电路，电功率
故D正确，不符合题意。
故选B。
5．（2021·山西临汾市·九年级期末）将规格都是“220V、1000W”的一台空调、一台吹风机和电烤箱分别
接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（ ）
A．电烤箱产生的热量最多
B．空调产生的热量最多
试卷第3页，总11页C．吹风机产生的热量最多
D．三个用电器产生的热量一样多
【答案】A
【详解】
家庭电路电压是220V，三个电器都在额定电压下工作，实际功率相同都是1000W，通电相同时间，由
W=Pt可知，三个用电器在相同时内消耗的电能相同。
A．电烤箱工作时，电能全部转化为内能，产生的热量最多，故A正确；
B．空调工作时，大部分电能使压缩机和电风扇转动，转化成机械能；只有一小部分电能使压缩机和电风
扇的线圈发热，产生少量的热量，故B不正确；
C．吹风机工作时，一部分电能使风扇转动，转化成机械能；一部分电能使电热丝发热，产生热量，故C
不正确。
D．三个用电器消耗的电能相同，但产生的热量不同，故D不正确。
故选A。
6．（2021·广东广州市·九年级期末）如图所示，两个透明容器中密闭着等量的空气，U形管中液面高度的
变化反映密闭空气温度的变化，三段电阻丝的电阻关系是： 。小明用下图装置进行实验（没通
电时，U形管中各液面高度相平），探究电流通过导体时产生的热量Q跟什么因素有关。下列说法正确的
是（ ）
A．由于R 与R 串联，所以通过它们的电流一定相同
1 2
B．此实验在探究电流通过导体产生的热量Q与电阻R大小是否有关
C．通电后，左侧U形管内的液面高度差将会比右侧U形管内的液面高度差小
D．此实验是通过透明容器中空气的受热膨胀的程度来反映电阻R产生热量的多少
【答案】D
试卷第4页，总11页【详解】
A．由图可知，R 与R 并不是串联的，而是R 与R 并联后，再与R 串联，通过R 的电流大于通过R 的电
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流，故A错误；
B．实验中，透明容器中对空气进行加热的电阻R 与R 大小相等，通过R 的电流大于通过R 的电流，所
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以此实验在探究电流通过导体产生的热量Q与通过电阻的电流I大小是否有关，故B错误；
C．实验中，透明容器中对空气进行加热的电阻R 与R 大小相等，通过R 的电流大于通过R 的电流，根
1 2 1 2
据焦耳定律可知，相同时间内，通过R 产生的热量较多，所以，通电后，左侧U形管内的液面高度差将会
1
比右侧U形管内的液面高度差大，故C错误；
D．实验中，电流通过导体产生的热量不便测量，采用了转换法，通过透明容器中空气的受热膨胀的程度
来反映电阻R产生热量的多少，故D正确。
故选D。
7．（2020·河南郑州市·九年级月考）小华利用如图所示的实验装置来探究“影响通电导体产生热量的因
素”，下列说法正确的是（ ）
A．甲图是控制电流、通电时间相同时，探究电热与电阻的关系
B．乙图是控制电压、通电时间一定时，探究电热与电流的关系
C．甲图中闭合开关后，a管中液面上升比b快
D．乙图中闭合开关后，d管中液面上升比c快
【答案】A
【详解】
AB．甲乙两图中通电导体都是采用串联方式，串联电路中电流相等，两图中通电导体的电阻不同，因此两
图都是控制电流、通电时间相同时，探究电热与电阻的关系，故A正确，B不正确；
CD．甲图中a管的电阻比b管小，乙图中d管电阻比c大，由
得，电流、通电时间相同时，电阻大的产生的热量多。所以a管产生的热量比b产生的热量少， d管产生
试卷第5页，总11页的热量比c产生的热量少，所以a管中液面上升比b慢，d管中液面上升比c慢，故CD不正确。
故选A。
二、多选题
8．（2021·广东深圳市·九年级期末）如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”
的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法不正确的是（ ）
A．U形管液面高度变化是因为容器中气体热胀冷缩的缘故
B．通电后透明容器中气体的内能增大是通过做功的方式改变的
C．图乙所示的装置是直接用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电阻大小的关系
D．图甲中，通电一段时间后左右两边容器内电阻产生的热量之比是
【答案】BC
【详解】
A. 通电后，容器内电阻温度升高，使容器内气体受热膨胀，从而使U形管液面发生变化，故A正确，不
符合题意；
B. 容器内气体内能增大是通过热传递的方式改变的，故B错误，符合题意；
C. 观察图乙可知，容器内两电阻阻值大小相等，电流大小不等，则探究的是电流通过导体产生的热量多
少跟电流大小的关系，故C错误，符合题意；
D. 观察左图可知，容器内两电阻电流相等，电阻之比为1:2，由Q=I2Rt可知，通电相同时间，产生热量之
比等于电阻之比，为1:2，故D正确，不符合题意。
故选BC。
三、填空题
9．（2021·江苏徐州市·九年级期末）实验小组的同学为了探究影响电流产生热量的因素，准备了两个相同
的烧瓶，内装煤油，两个相同的温度计，电阻丝R >R 。两电阻连接方式是_____（填“串联”或“并
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联”）。此方案可探究当通电时间和______定时，电流产生的热量跟电阻的关系，闭合开关，通电一段时
间后，温度升高较多的是温度计______（填“A”或“B”）。
试卷第6页，总11页【答案】串联 电流 A
【详解】
[1][2]在“探究影响电流产生热量的因素”实验中，探究电阻大小与电流产生热量关系实验中，控制电流和
通电时间相同，电阻不同。由题可知，电阻丝R>R，应将电阻R、R 串联接入电路。探究此方案可探究
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当通电时间和电流一定时，电流产生的热量跟电阻的关系。
[3]因为电阻丝R>R，由焦耳定律可知，相同时间内Q>Q，温度升高较多的是温度计为A。
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10．（2021·江苏扬州市·九年级期末）某款家用吸尘器额定电压为220V，额定电流为4A，吸尘器的额定
功率为_________W，正常工作15min，使标有“800imp/(kW·h)”的电能表指示灯共闪烁_________次。
若吸尘器正常工作时，电动机的发热功率为32W，则电动机线圈的电阻为_________Ω。
【答案】880 176 2
【详解】
[1]吸尘器的额定功率为
[2]吸尘器正常工作15min电流做的功是
电能表指示灯闪烁的次数是
[3]电动机线圈的电阻为
四、实验题
11．（2021·江西南昌市·九年级月考）如果甲、乙是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有
关”的实验装置，两个透明容器中密封着等质量的空气。
试卷第7页，总11页(1)电流产生的热量不易直接测量因此在本实验中是通过观察两个U形管中的液面高度差的变化来比较电流
通过电阻丝产生的热量的多少，这里采用了______的研究方法。
(2)甲图所示装置可探究电流通过导体产生的热量的多少与______的关系通电一段时间后，______(选填
“左”或“右”）侧容器中电阻产生的热量多。
(3)乙图所示的装置是用来探究电流通过导体产生的热量与______的关系，乙装置中的电阻R 的作用主要
3
是______。
(4)如果乙装置中R 发生了断路，在通电时间相同的情况下，与R 未发生了断路相比较，左侧U形管中液
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面的高度差将______。（选填“变大”“变小”“不变”）
(5)生活中我们经常见到“电炉丝热得发红，而与它相连的导线却不热”这一现象，可用上面图______（选
填“甲”或“乙”）的实验结论来解释。
【答案】转换法 电阻 右 电流 使通过R 和R 的电流不相等 变小 甲
1 2
【详解】
(1)[1]电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过液面高度差的变化来反映，这种研究方法叫
转换法。
(2)[2][3]甲装置中，将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过它们的电流I与通电时间t相同，电阻
不同，可探究电流产生的热量与电阻的关系，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，由Q=I2Rt可知，
右边容器中的电阻产生的热量多，温度升得较快，则右侧U形管中液面的高度差大。
(3)[4][5]图乙的装置在实验中，右侧容器的外部，将一个完全相同的电阻和这个容器内的电阻并联，再接
入原电路，使通过左边容器中电阻R 的电流与通过右边容器中电阻R 的电流不同，可以探究电流产生的
1 2
热量与通过导体的电流大小的关系。
(4)[6]当乙装置中R 发生了断路时，电路中只有R 和R 串联，因R 的阻值大于R 与R 并联的阻值，所以
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此时电路中的总电阻变大，电路中电流变小，根据Q=I2Rt可知，在相同时间内，电流通过电阻丝R 产生热
1
量变少，则左侧U形管中液面的高度差将变小。
(5)[7]电炉丝和连接的导线串联在电路中（通过的电流相等），通电时间是相同的，而电炉丝的电阻比导线
试卷第8页，总11页的电阻大，与甲实验的原理相同。
五、计算题
12．（2021·广东潮州市·九年级期末）现在很多家庭和办公室采用新型管线饮水机，这种饮水机没有水仓，
打开出水开关立即给水加热，出水口随即流出热水，停止出水时，加热就会停止，如图是某品牌新型管线
饮水机，其额定电压 ，额定功率为 。求：
(1)饮水机正常工作时电流有多大；（保留2位有效数字）
(2)假如饮水机流入水温为 ，流出水温为 ， 流出 热水，则：流出的水吸收的热量为多
少？饮水机的加热效率是多少？
【答案】(1)9.1A；(2) ，84%
【详解】
解：(1)由题意知，饮水机正常工作的电流
(2)饮水机流出0.1kg的水吸收的热量
通电20s饮水机产生的热量
则饮水机的加热效率
试卷第9页，总11页答：(1)饮水机正常工作时的电流为9.1A；
(2)流出的水吸收的热量为3.36×104J，饮水机的加热效率是84%。
13．（2021·内蒙古呼伦贝尔市·九年级期末）某同学家里某段时间内共有两件用电器在工作，一盏
“220V，40W”的灯（灯泡电阻不变），一台“DY-IA（R3）”型的空调机。空调机正常工作时的电压为
220V，总功率为880W，内部线圈电阻为3.5Ω。求：
(1)正常工作时，两件用电器的总功率；
(2)如果小灯泡的工作电压是110V，它的实际电功率；
(3)该空调机正常工作1.5h，线圈电阻产生的热量。
【答案】(1)920W；(2)10W；(3)3.024×105J
【详解】
解：(1)正常工作时，两件用电器的总功率
(2)由 得灯泡的电阻
如果小灯泡的工作电压是110V，它的实际电功率
(3)通过空调机的电流
空调机线圈电阻产生的热量
Q= I2Rt= (4A)2×3.5Ω×1.5×3600s=3.024×105J
2 2
答：(1)正常工作时，两件用电器的总功率为920W；
(2)如果小灯泡的工作电压是110V，它的实际电功率是10W；
(3)该空调机正常工作1.5h，线圈电阻产生的热量为3.024×105J。
试卷第10页，总11页六、综合题
14．（2020·全国九年级月考）请阅读《常温超导首次实现》并回答题目。
常温超导首次实现
各种金属导体中，银的导电性能是最好的，但还是有电阻存在。在1911年，物理学家首次在低于-268.8°C
的环境中发现汞的超导现象，即电能可以在超导材料中零电阻通过，这种超导效应一直是在超低温的温度
下才能观察到。但在2020年10月14日，罗彻斯特大学在《自然》发表其研究人员首次在高达15°C的温
度下，观察到常温超导现象。这是高温超导材料的全新记录，但这次研究人员创造的常温超导材料，也存
在严重的限制，他们观察到的超导现象，是在2670亿帕的压强条件下实现的，这是和地心处压强相当的超
高压条件。
如果把超导现象应用于实际，会给人类带来很大的好处。在发电厂发电、输送电能等方面若能采用超导材
料，就可以大大降低由于电阻引起的电能损耗。如果用超导材料来制造电子元件，由于没有电阻，电流通
过电子元件时不会发热，不必考虑散热的问题，元件尺寸可以大大缩小，进一步实现电子设备的微型化。
(1)超导材料达到一定条件时，其电阻就能降到_________Ω；当电流通过超导体时，超导体两端电压为
_________V；
(2)在低于-268.8°C的环境中的汞的内能_________（选填“是”或“不是”）为零；
(3)设想一下，如果“常温常压超导”进入工业化，为了节能，超导材料_________（选填“可以”或“不
可以”）用于制造电热水壶，原因是_____________；
(4)超导材料应用于实际，会给人类带来很大的好处，现今超导材料为什么不能大规模的使用？
____________。
【答案】0 0 不是 不可以 由于没有电阻，电流通过电子元件时不会发热，不能将水烧开
现今超导材料需要在低温或超高压条件才能实现
【详解】
(1)[1]由上述材料可知，当达到一定条件时，超导材料的电阻就能降到0。
[2]由欧姆定律可知，当超导材料的电阻为0时，两端的电压为0。
(2)[3]物体任何时候都存在内能，不为零；所以在低于-268.8°C的环境中的汞的内能不是为零。
(3)[4][5]由于超导材料没有电阻，根据焦耳定律可知，电流通过电子元件时不会发热，即电能不能转化为
内能，水将不会烧开。
(4)[6]阅读材料可知，现今的超导材料要么在低温、要么在超高压条件才能实现；超导材料应用于实际，虽
然能带来较大的好处，但还是无法大规模的使用。
试卷第11页，总11页
