1、专题28焦耳定律考点一电流的热效应1（2020安徽宣城市）在九年级复习的过程中，小聪同学对物理知识点做了如下总结，其中正确的是（）A图中小球摆动过程中，小球受重力和绳子的拉力对小球做了功B图中墨水在热水中扩散得快，说明温度越高，分子无规则运动越剧烈C图中小球c带正电，则b球一定带正电，a球一定带负电D图中电暖器，若用超导体替代电热丝效果会更好【答案】B【解析】A小球在摆动过程中，拉力与小球的运动方向始终是垂直的，所以绳子的拉力对小球不做功，故A项错误；B墨水在热水中扩散的比冷水中快，说明温度越高，分子无规则运动越剧烈，故B项正确；C已知b球排斥c球，根据同种电荷互相排斥可知，b和c一定带同种电
2、荷，小球c带正电，则b球一定带正电，a球吸引b球，b球带电，根据异种电荷相互吸引，a球可能带与b不同的电荷，即a球可能带负电，又因为带电体能够吸引轻小物体，a球可能不带电，故C项错误；D由于超导体的电阻为零，电流流过超导体时，导体不会发热，故D项错误。故选B。2（2020安徽芜湖市九年级期末）下列说法不正确的是（）A火箭用液态氢做燃料主要是氢气的热值大B功率大的机械比功率小的机械做功一定快C物体的内能增加，一定是从外界吸收热量D电视机后盖的散热窗是防止电流的热效应造成的危害【答案】C【解析】A火箭用液态氢做燃料主要是氢气的热值大，燃烧相同的质量燃料，氢气放出的热量更多，A正确，不合题意；B功率
3、表示做功的快慢，所以功率大的机械比功率小的机械做功一定快，B正确，不合题意；C改变内能的方式有两种，做功和热传递，所以物体的内能增加，不一定从外界吸收热量，也可能是外界对它做功，C错误，符合题意；D电视机后盖的散热窗是为了把各电器元件由于电流的热效应产生的热量及时散失掉，防止电流的热效应造成危害，D正确，不合题意。故选C。3（2020安徽九年级其他模拟）下列用电器中，利用电流热效应工作的是A计算器B电热水壶C收音机D电冰箱【答案】B【解析】ACD计算器、收音机、电冰箱工作时主要把电能转化为光能、声能和机械能，不是利用电流热效应工作的，故ACD不符合题意；B电热水壶工作时主要把电能转化为内能，是
4、利用了电流的热效应来工作的，故B符合题意。故选B。4（2020安徽全国九年级单元测试）当温度降低到一定程度时，某些物质的电阻会变为零，这种现象叫超导常温下超导体的应用有着十分诱人的前景下面的几个电路元件可用超导体制作的是A电阻箱的电阻丝B电动机的线圈C电炉的电热丝D白炽灯泡的灯丝【答案】B【解析】电阻箱的电阻丝、电炉的电热丝和白炽灯泡的灯丝，都是利用电阻工作的，没有电阻他们就不能工作电动机的线圈若采用超导体，可以减小工作过程中的电能消耗，所以选B。故选B。5（2020安徽安庆市九年级期末）一台“220V 60W”的电扇，一个“220V 60W”的白炽灯，一个“220V 60W”的电烙铁，将它们
5、并联接在220V的电压下，在相同的时间内，比较它们产生的热量，则（）A白炽灯最多B电烙铁最多C电扇最多D都一样多【答案】B【解析】电扇工作时消耗电能，其主要工作部分是电动机，所以大部分转化为机械能，少部分转化为内能；白炽灯工作时把电能转化为内能和光能；而电烙铁工作时把电能全部转化为内能；它们都在额定电压下工作，实际功率相同，在相同的时间内，消耗的电能相等，因为只有电烙铁把电能全转化内能，所以电烙铁产生的热量最多。故选B。6（2020安徽九年级一模）石墨烯是一种高分子构成的片状结构材料，这种材料在一定条件下电阻可以降为零，它是由我国少年科学家曹原发现的，这一特点可以在生活中用于_（选填“电饭锅发
6、热丝”、“电动机线圈”或“小灯泡的灯丝”）。【答案】电动机线圈【解析】石墨烯在一定条件下电阻可以降为零，这样的材料叫做超导体；超导体的电阻为0，电饭煲发热丝、小灯泡的灯丝都是利用电流热效应工作的，它们不能使用超导体；电动机线圈与电流的热效应无关，可以使用超导体。7（2020安徽宣城市九年级期末）如图所示，将长短和粗细相同、材料不同的金属丝分别接入电路，当把铜丝接入电路后，闭合开关，小灯泡发光较亮。现生活中，若想制作电阻加热元件，根据你的分析应选择_材料较好。（选填“铜丝”或“镍铬合金丝”）【答案】镍铬合金丝【解析】根据题意可知，在相同长度和粗细的情况下，接入铜丝时灯泡较亮，说明此时电路电流较大
7、，那么铜丝的电阻较小，根据可知，在相同电流，相同通电时间下，电阻越大发热量越大，因此电阻加热元件应使用镍铬合金丝。8（2020安徽合肥市九年级期末）甲、乙两只电炉标有“220V 500W”和“220V 1000W”字样，把它们串联在 220V 的电路中，在相同时间内产生热量较多的是_（选填“甲”或“乙”）电炉：它们串联时甲电炉消耗的电功率与它们并联在 220V 的电路中时甲电炉消耗的电功率之比为_。【答案】甲 4:9 【解析】由P=可得，电炉的电阻为R=，因为甲、乙两只电炉的额定电压相同，额定功率P甲R乙；又因为串联电路中的电流处处相等即通过甲、乙两只电炉的电流：I甲=I乙，根据Q=I2Rt可
8、知，在相同时间内产生的热量Q甲Q乙，故串联时产生热量较多的是甲电炉；甲电炉的电阻为R甲=96.8乙电炉的电阻为R乙=48.4串联在220V电路中时，甲消耗的实际功率为P甲实=I2实R甲=R甲=96.8=W当甲电炉并联在220V电路中，P甲实=P甲额=500W，所以两种情况下甲消耗的功率之比为P甲实:P甲实=W:500W=4:99（2020安徽全国九年级单元测试）如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要_小时，小明觉得充电时间太长了，他想为什
9、么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电，于是他请教了科学老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因_。【答案】3 由于电流热效应，充电电流越大，单位时间电池产生的热越多，容易损坏电板【解析】（1）根据可得，将空电板充满电需要的时间（2）由于电流热效应，根据焦耳定律，即知，充电电流越大，单位时间电池产生的热越多，容易损坏电板，减少锂电池寿命，所以充电时不能提高最大输出电流。10（2020安徽全国九年级单元测试）寒冷的天气下，远距离输电线路上结冰严重，威胁电网安全，必须及时除霜熔冰中国电力科学研究院和湖南电力试验研究已成
10、功研制出比较先进的直流熔冰装置该装置可输出1至2万千瓦的功率和高达6000安的电流，最长融冰距离近200公里，可有效避免因线路结冰而倒杆断线如图所示，相距几十公里的甲、乙两地有三条输电线1、2、3，熔冰装置建在乙地，进行熔冰时，先切断电网的交流电，将熔冰装置上的“+”、“”两个输出接线端接到需要熔冰的输电导线上。（1）请合理猜想该熔冰装置进行熔冰工作的基本原理是_，在熔冰过程中，_能转化为_。（2）若要对甲、乙两地之间的“1”和“3”两根输电线同时熔冰，请你在图中以笔画线代替导线，进行切实可行的连接，实现熔冰。（_）【答案】电流的热效应电内【解析】（1）电流具有热效应、磁效应及化学效应，而使冰
11、熔化只需给冰提供热量，升高冰的温度，所以利用电流的热效应即可使冰熔化；在熔化过程中消耗了电能，获得了内能，即电能转化为内能；（2）要使1、3同时熔冰，则应将1、3两根导线串联接在电源两端，使两导线同时发热，如图所示：。考点二焦耳定律11（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【解析】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
12、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。12（2020安徽全国九年级单元测试）如右图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后（两容器都不向外放热），下列说法正确的是（）A两容器中电阻产生的热量相同B右边容器中空气的温度是左边容器
13、中空气温度的两倍C右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍D右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍【答案】C【解析】A由图示可知，两个电阻丝是串联的，电流相同，电阻不同，所以相等的时间内产生的热量是不相同的，故A错；BCD右边容器中的电阻是左边容器电阻的二倍，所以右边容器中产生的热量是左边容器产生热的二倍，由于两个器中空气的质量相同，故可得右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍，故C正确、BD错误。应选C。13（2020安徽九年级二模）如图所示为测量灯泡L正常工作时电阻的电路图。已知：滑动变阻器最大阻值30，理想电压表量程为03V，理想
14、电流表量程均为00.6A，按电路图连接好电路，闭合开关，调节滑动变阻器的滑片P至某一位置时，灯泡L恰好正常发光，发现电压表的示数为2.5V，电流表A1的示数为0.4A，电流表A2的示数为0.5A，此时，滑动变阻器aP间电阻为R1，bP间电阻为R2。求：(1)正常发光时灯泡电阻RL的大小；(2) R1的阻值大小；(3)内电流通过电阻R1和R2所产生的热量之和。【答案】(1)6.25；(2)25；(3)15J【解析】由电路图可知，灯泡L与aP间电阻R1并联后再与bP间电阻R2串联，电压表测灯泡L两端的电压，电流表A1测灯泡L支路的电流，电流表A2测干路电流。(1)由可得，正常发光时灯泡电阻(2)因
15、并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以通过R1的电流因并联电路中各支路两端的电压相等，所以R1的阻值(2)因滑动变阻器的最大阻值为30，所以R2的阻值内电流通过电阻R1和R2所产生的热量之和答：(1)正常发光时灯泡电阻为6.25；(2) R1的阻值为25；(3)内电流通过电阻R1和R2所产生的热量之和为15J。14（2020安徽九年级专题练习）如图所示的电路中，只闭合S1时，通过R2的电流是1.5 A，R130 ，R220 求：（1）电源电压是多大；（2）只闭合S2时，通电20 s电流通过R1产生的电热是多少；（3）使开关通断情况发生变化，整个电路消耗的最小电功率P和最大电功率P之比是多少
16、【答案】（1）30V；（2）216J；（3）6：25【解析】（1）由图知，当只闭合开关S1时，只有R2接入电路，根据欧姆定律可得，电源电压为U=U2=IR2=1.5A20=30V（2）当只闭合S2时，R1与R2串联，电路的总电阻R=R1+R2=30+20=50此时电路中的电流通电20s电流通过R1产生的电热Q=I12R1t=（0.6A）23020s=216J（3）当只闭合S2时，R1与R2串联，总电阻最大，电路中电流最小，整个电路消耗的功率最小，由（2）可知，电流中的最小电流I小=0.6A，则整个电路消耗的最小电功率P=UI小=30V0.6A=18W当S1、S3闭合，S2断开时，R1与R2并联
17、，总电阻最小，电流最大，此时电路消耗的功率最大，则R1与R2并联时整个电路消耗的最大电功率所以，整个电路消耗的最小电功率P和最大电功率P之比15（2021安徽合肥市九年级期末）用如图所示的装置来探究“焦耳定律”的实验中，将A、B两个接线柱接入某电路中时，若已知通过R1的电流为1A，则R2通电3min产生的热量为_J。【答案】225【解析】图中一个5的电阻与两个5的电阻并联后再串联，根据串联电路的电流特点知道，右端两个电阻的总电流和左端的电阻电流相等，又因为R2=R3，所以通电时间t=180s，则电流通过R2产生的热量Q2=I2R2t=（0.5A）25180s=225J16（2021安徽阜阳市九
18、年级期末）美的电烤箱是一种厨房电器，一般为封闭或半封闭结构，可以用来加工一些面食，如面包，pizza，也可以做蛋挞、小饼之类的点心。某品牌的电烤箱的额定功率为1000W，额定电压为220V，该电烤箱正常工作2h产生的热量为_J。【答案】【解析】该电烤箱正常工作2h产生的热量17（2020安徽淮南市九年级期末）电炉中的电热丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为导线与电热丝的_（选填“电流”或“电阻”）不同。【答案】电阻【解析】电炉中电热丝与导线串联，通过它们的电流I和通电时间t相等，已知Q电热丝Q导线根据Q=I2Rt可知R电热丝R导线所以电热丝通电一段时间后变得很烫，而
19、连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为电热丝比导线的电阻大。18（2020安徽淮南市九年级期末）如图所示，电源电压恒为12V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10时，电压表的示数为10V，此时电动机正常工作，则滑动变阻器消耗的功率是_W；若电动机内部线圈的电阻为2，则通电10min电流通过电动机内部线圈产生的热量是_J。【答案】0.4 48 【解析】1由电路图可知，滑动变阻器与电动机串联，电压表测量电动机的电阻，电流表测量电路中的电流，由串联电路的电压特点可知，此时R两端的电压所以滑动变阻器消耗的功率为2由串联电路电流特点和欧姆定律可知通电10min电流通过电动机内部线圈产生的热量19（2020
20、安徽中考真题）如图所示的电路中，电源电压U=9V，电阻R1=200，R2=100，则通电1min该电路产生的热量为_J。【答案】16.2【解析】由电路图可知，两个电阻串联，故电路的电流为则通电1min该电路产生的热量为20（2020安徽芜湖市九年级其他模拟）把一只标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上，如图所示，小灯泡恰能正常发光。该电路工作20s，定值电阻产生的热量是_J。【答案】12【解析】由PUI可得灯泡正常发光时的电流串联电路中总电压等于各分电压之和，所以此时R两端的电压URUU额12V10V2V串联电路中各处的电流相等，所以此时通过R的电流与通过灯泡的
21、电流相等，所以该电路工作20s定值电阻产生的热量QWURIt2V0.3A20s12J考点三欧姆定律与电功的综合21（2020安徽芜湖市九年级期末）将两只额定电压相同的小灯泡L1、L2串联在电路中，如图所示，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，其原因是A灯L1额定功率较大B灯L1的电阻较大C灯L2两端电压较大D通过灯L1的电流较大【答案】B【解析】串联电路的电流处处相等，如图两个灯泡是串联的，闭合开关后，发现灯L1较亮，灯L2较暗，说明灯泡L1的实际功率大，根据P=I2R可知，灯泡L1的电阻比L2的电阻大。根据U=IR可知，灯泡L1两端的电压大。根据，两个灯泡的额定电压相等，灯泡L1的电阻大
22、，额定功率小。故ACD错误，B正确。故选B。22（2020安徽九年级其他模拟）小明家的电饭锅如图甲，额定电压为220V，“煮饭”时额定功率为1210W，简化电路如图乙，S1为温控开关，发热电阻R1和R2的阻值不随温度变化，电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1：16，求：(1)正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为多少安？(2)电阻R1的阻值为多少欧？(3)某天傍晚，小明关闭家里其它用电器，只让“保温”状态的电饭锅工作，发现自家电能表（如图丙）指示灯每闪烁4次所用的时间为48s。则R2两端的实际电压为多少伏？【答案】(1)5.5A；(2)120；(3)50V【解析】由图可知，当开关
23、S、S1闭合时，仅R2接入电路，此时电路中接入电阻最小，为高温挡，煮饭状态；当开关S闭合、S1断开时，R1、R2串联接入电路，此时电路中接入电阻最大，为低温挡，保温状态。(1)正常煮饭状态下的电流(2)由欧姆定律得R2的电阻为电阻R2在“保温”状态与“煮饭”状态时的功率之比为1：16即则即所以(3)闪4次电饭锅的所消耗电能此时电饭锅的实际功率则由可知，此时的实际电压为此时电路中的电流为则R2两端的实际电压为答：(1)正常“煮饭”状态，通过电饭锅的电流为5.5安；(2)电阻R1的阻值为120欧姆；(3)R2两端的实际电压为50伏。23（2020安徽九年级其他模拟）如图甲所示的养生壶是一种用于保健
24、的煮饮电器，其内部电路图如图乙所示。它有加热和保温两档，其中R1是发热电阻，R2是限流电阻。该壶的额定电压为220V，加热时，养生壶消耗电能的功率为1000W。当加热到设定温度时，温控开关启动，养生壶自动切换为保温档。保温时，养生壶消耗电能的功率为44W。(1)请判断S1和S2中，哪一个是温控开关?简要说明理由；(2)求图乙中Rl和R2的阻值；(3)养生壶在保温档工作10min，Rl产生的热量是多少?【答案】(1)S2是温控开关；理由见解析；(2)；(3)【解析】(1)S1和S2中，S2是温控开关；因为开关S1必须闭合，否则电路无法正常工作，开关S2断开时，电阻R2接入电路中，这时电路的总电阻
25、较大，根据可知，电路的总功率较小，这是保温状态；开关S2闭合时，电阻R2没有接入电路中，这时电路的总电阻较小，根据可知，电路的总功率较大，这是加热状态；综上所述，S2是温控开关。(2)由上述可知，当处于保温状态时，根据可知当处于加热状态时，根据可知由上面两式子可解得，。(3)养生壶在保温档工作时，电路中的电流大小是那么在保温档工作10min，Rl产生的热量是Rl产生的热量是。答：(1)S2是温控开关；(2)图乙中R1的阻值大小是；R2的阻值大小是；(3)养生壶在保温档工作10min，Rl产生的热量是。24（2020安徽九年级专题练习）某型号电饭煲有加热和保温功能，如图甲所示为其内部电路原理图，
26、当开关S接触点2时，该电饭煲处于_ （填“保温”或“加热”）状态，电阻R2的阻值是_，如图乙是该电饭煲工作时一次做饭过程中电功率与时间的关系图像，则消耗的电量是_度。【答案】保温 181.5 0.17 【解析】1由甲图可知，开关S接触点1时，只有R1连入电路中，S接触点2时，两电阻串联，电源电压一定，开关接触点2时，电路的电阻较大，电源电压不变，由可得，电路消耗的功率较小，电饭煲处于保温状态。2由可得，R1的阻值为保温时电路中的总电阻为因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以，R2的阻值为R2=R-R1=242-60.5=181.53 由图知P加热=0.8kW，加热时间为则保温时P保温=0.2
27、kW，保温时间为则则电饭煲消耗的电能为即消耗的电能为0.17度。25（2020安徽宣城市九年级期末）现有一只小灯泡上标有“6V 3W”字样，若要把它接到9V电源上，为使其正常发光，应串联一个_的电阻，若小灯泡正常发光10s,小灯泡消耗电能和串联电阻消耗电能之比为_。【答案】6 2：1 【解析】1要使灯泡正常发光，则其两端电压应为6V，电源电压为9V，则串联的电阻分压为3V，根据串联电路分压规律可知，两电阻之比等于电压之比为2：1，由题意可知2串联时通过两电阻的电流不变，根据可知，电流不变，通电时间不变时，消耗的电能与电阻成正比，因此消耗的电能之比为2：1。26（2020安徽九年级其他模拟）某款
28、迷你电饭煲有加热和保温两挡其电路如图所示，已知R188 ，R22 112 。开关S置于_(填“1”或“2”)时是保温挡，保温10 min产生的热量是_J。【答案】2 1.32104【解析】由P=U2/R可知：当电压U=220V不变时，电阻越大，电功率越小，在相同时间内产生的热量越小，故开关 S 置于2时是保温档，则t=10min=600s，产生的热量是27（2020安徽九年级其他模拟）在如图所示的电路里，R1=2，R3=6，电压表V1的示数为3V，电压表V2的示数为5V，那么，电阻R2=_，通电10s，电阻R2产生的热量为_J。【答案】4 10 【解析】由电路图知，三个电阻串联，电压表V1测电
29、阻R1、R2两端的电压，示数为U1；电压表V2测电阻R2、R3两端的电压，示数为U2。根据串联电路各处的电流相等U1R1+R2=U2R2+R3即3V2+R2=5VR2+6解得：R2=4电路中的电流I=U1R1+R2=3V6=0.5A通电10s，R2上产生的热量Q=I2R2t=（0.5A）2410s=10J28（2020安徽九年级其他模拟）把标有“1A 6W”的L1和“2A 6W”的L2两个灯泡并联接入电路中，如图，让其中一个灯泡正常发光，另一个灯泡的实际功率不超过额定功率，则该电路中干路电流是_A，两灯消耗的实际总功率为_W。【答案】2.5 7.5 【解析】由P=UI可知，额定电压：U1=6V，U2=3V，由I=可知，灯泡电阻：R1=6，R2=1.5，两灯泡并联，所加最大电压：U=U2=3V，通过干路的电流：I=I1+I2=+=+=2.5A，两灯消耗的实际总功率P=UI=3V2.5A=7.5W。
