初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第三节 焦耳定律学案及答案

这是一份初中物理沪科版（2024）九年级全册（2024）第三节 焦耳定律学案及答案，文件包含新沪科版九年级物理全一册培优讲义第十五章电与电路单元测试卷教师版docx、新沪科版九年级物理全一册培优讲义第十五章电与电路单元测试卷学生版docx等2份试卷配套教学资源，其中试卷共28页， 欢迎下载使用。
TOC \ "1-3" \h \z \u \l "_Tc200209972" 【重难题型讲解】 PAGEREF _Tc200209972 \h 1
\l "_Tc200209973" 题型1 电流的热效应 PAGEREF _Tc200209973 \h 1
\l "_Tc200209974" 题型2 焦耳定律6
\l "_Tc200209974" 题型3 电热的利用和防止11
\l "_Tc200209978" 【能力培优练】13
\l "_Tc200209979" 【链接中考】23
【重难题型讲解】
题型1 电流的热效应
1．定义：
电流通过导体时，把电能转化为内能的现象。
2.实验：电流产生热量与什么因素有关？
（1）实验原理：
根据温度计升高的温度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。
（2）实验方法：
控制变量法、转换法。
（3）实验采用煤油的原因：
A.煤油比热容小，在相同条件下吸热，温度升高的快。
B.是绝缘体 。
（4）实验结论：
A.在电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多。
B在电阻和通电时间一定时，电流越大，电流产生的热量越多。
C.在电流和电阻一定时，通电时间越长，电流产生热量越多。
【典例1-1】（2026·江苏无锡·二模）如图探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，R1＜R2。实验中烧瓶内所装煤油的质量应 （选填“相同”或“不同”）。甲装置主要用来探究电热与 是否有关；通电时间相同，比较a和c可以探究电热与 的关系；通电时间相同，四个烧瓶中 （a/b/c/d）中的温度计示数最高。
【答案】 相同 电阻 电流 c
【详解】[1]在该实验中，是通过温度计示数的变化来反映电流通过导体产生热量的多少，而温度计示数的变化是由煤油吸收热量后温度升高引起的。根据热量计算公式Q=cmΔt，要比较不同情况下产生热量的多少，需要控制煤油的质量m和比热容c相同，这样温度计示数的变化才能准确反映产生热量的多少。所以实验中烧瓶内所装煤油的质量应相同。
[2]甲装置中，两个电阻丝R1​和R2​串联，根据串联电路的特点可知，通过它们的电流I和通电时间t都相同，而R1​Qa。​图乙中两电阻丝并联，且R1＜R2，由可得Qc​>Qd。​a和c两个烧瓶电阻丝的阻值相同，通电时间相同。由上述分析可知，a中电阻丝通过的电流小于c，由Q=I2Rt可得Qc​>Qa。同理可得Qd​>Qb。综合比较可知，c烧瓶中产生的热量最多，根据Q=cmΔt，在煤油质量m和比热容c相同的情况下，c烧瓶中温度计示数最高。
【典例1-2】（2026·湖北·三模）在如图所示的探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验中，下列说法正确的是（ ）
A．闭合开关后，甲管中液面上升的比乙管中的快
B．闭合开关后，通过R1的电流大于R2的电流
C．该实验装置用于探究“电压和通电时间一定时，电热与电阻的关系”
D．该实验通过观察甲、乙两管液面的高度差判断电阻产生热量的多少
【答案】D
【详解】D．本实验采用了转换法，将电阻产生热量的多少转换为U形管中液面的高度差来进行判断，即通过观察甲、乙两管液面的高度差判断电阻产生热量的多少，故D正确；
AB．闭合开关后，两电阻串联，通过的电流和通电时间相同，10Ω电阻大于5Ω电阻，根据Q=I2Rt可知，10Ω电阻产生热量多，由转换法，甲管中液面上升的比乙管中的慢，故AB错误；
C．通过两电阻的电流和通电时间相同，两电阻不同，由欧姆定律可知，两电阻的电压不同，所以该实验装置不能用于探究“电流和通电时间一定时，电热与电阻的关系”，故C错误。
故选D。
【典例1-3】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）物理实验小组的同学们自制了一个灯泡，经历了灯泡发明过程以后，他们将自制灯泡改装用来探究“电流热效应的影响因素”。
(1)当电流通过自制灯泡时，我们可以看到的现象是： ，这个过程中的能量转化 ；
(2)同学们将阻值关系为 的3段电阻丝连接如图乙所示。可以通过比较 来比较电流产生热量的多少，结合整个实验过程，需要用到的测量工具是 ；
(3)他闭合开关S1，开关S2接A，3min后，观察到R1瓶中红色液柱上升高度比 瓶中红色液柱上升高度低，可以得到的结论是： ；
(4)为了完成电流产生热量多少与电流大小关系，请你写出接下来的操作步骤： 。
【答案】(1) 见解析 电能转化为内能和光能
(2) 玻璃管红色液柱上升的高度 停表
(3)见解析
(4)见解析
【详解】（1）[1]当电流通过自制灯泡时，由于电流的热效应，我们可以看到的现象是：金属丝快速发热并变红，但很快烧掉了。
[2]自制灯泡是用电器，消耗电能来发热和发光，这个过程中电能转化为内能和光能。
（2）[1]同学们将阻值关系为R1＜R2＜R3的3段电阻丝连接如图乙所示。电阻丝加热瓶内的物质，根据热胀冷缩可知，玻璃管红色液柱会上升，电阻丝产生的热量越多，玻璃管红色液柱上升的越高，因此可以通过比较玻璃管红色液柱上升的高度来比较电流产生热量的多少。
[2]由于电热丝产生的热量与加热时间有关系，结合整个实验过程，需要用到的测量工具是停表。
（3）他闭合开关S1，开关S2接A，R1与R2串联，电流相等，通电时间也相等，3min后，观察到R1瓶中红色液柱上升高度比R2瓶中红色液柱上升高度低，说明电阻丝R1产生的热量比电阻丝R2产生的热量少，可以得到的结论是：在相等时间内，电流相同时，电阻大的导体比电阻小的导体产生的热量多。
（4）为了完成电流产生热量多少与电流大小关系，控制电阻丝电阻和加热时间相同，只改变电流的大小，由于R1＜R2＜R3，接下来应将R1与R3串联，串联电路的总电阻等于各电阻之和，电路中的总电阻与R1与R2串联时不同，电源电压不变，由可知，通过的电流不同，比较R1瓶中产生的热量，接下来的操作步骤：断开开关S1，待玻璃管内红色液柱恢复到初始位置，开关S2接B，闭合开关S1，记录3min后，观察R1瓶中红色液柱上升的高度。
跟踪训练1 如图所示是一款暖宝宝，通电后其内部加热棒可以对液体进行加热，这是利用了电流具有______效应。在加热过程中，加热棒将电能转化为_____能，为了能使暖宝放出更多的热量，暖宝内应充入比热容_____（填“大”或“小”）的液体。
【答案】热，内，大。
【详解】加热棒可以对液体进行加热是因为由于电流的热效应，电流流过导体时产生热量。
加热过程中，电能转化为暖宝内液体的内能，使其内部液体温度升高。
由吸热公式可得，在相同的条件下，比热容大的液体放出的热量更多，所以想要使暖宝放出更多的热量，应该选用比热容大的液体。
跟踪训练2 （25·甘肃武威·三模）在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关的实验中。某兴趣小组猜想：电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关，于是他们利用甲、乙、丙三个装置进行实验探究，如图所示，三个装置的透明容器中各有一段电阻丝，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。
（1）要探究电热与电阻的关系。应选用______组合，并将它们__________接到电源两端进行实验。
（2）选用乙、丙组合，串联接到电源两端进行实验，在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，由此可得到的结论是：在电阻相同、通电时间相同的情况下，__________。
（3）实验中通过观察U型管中液面高度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．探究平面镜成像的特点
【答案】（1）甲、乙 串联 （2）通过导体的电流越大，产生的热量越多 （3）B
【解析】（1）要研究电热与电阻的关系，需要控制通过电阻的电流与通电时间相同，而电阻的阻值不同，因此选用甲和乙组合，将它们串联接到电源两端进行实验。
（2）乙和丙，由于串联在电路中，可知通过电路乙中5Ω电阻的电流大于通过丙中5Ω电阻的电流，当在通电时间相同的情况下，发现乙装置U型管中液面高度变化大，可知气压差越大，温度差越大，热量越多，可以得出的结论是：通过导体的电流越大，产生的热量越多。
（3） A．实验中通过观察U型管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，这用到了转化法，而探究电流与电压、电阻的关系时，用到的方法是控制变量法，故A不符合题意；
B．用铁屑显示磁体周围磁场分布时，磁体周围磁场的强弱转化为吸引铁屑的多少，故B符合题意；
C．研究光的传播时，引入“光线”，这是模型法，故C不符合题意；
D．探究平面镜成像的特点，用到的是替代法，故D不符合题意。
故选B。
题型2 焦耳定律
1．定律内容：
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.定律公式：
Q=I2Rt (适用于所有电路)
（1）单位：J、A、 Ω、S。
（2）变形公式：已知其中3个物理量，就可以求第4个量。
3.对于纯电阻电路可推导出：
（1）Q=W=UIt；
（2）Q=W= U2t/R；
（3）Q=W=Pt。
特别强调：电能必须全部转化为内能才能用。
4.发热功率：
P热=Q/t=I2Rt/t=I2R
【典例2-1】（2026·黑龙江哈尔滨·模拟预测）电子黑板在播放视频时的功率为1000W，黑屏模式的功率为100W。若一节课上老师播放视频10min，其余的30min电子黑板都处于黑屏模式，则电子黑板在40min内消耗的总电能是 J。黑屏模式时，电子黑板的电源线不怎么热，但在播放视频时会明显发热，这是因为 。
【答案】 见解析
【详解】[1]由可得，电子黑板播放视频10min消耗的电能为
电子黑板处于黑屏模式时消耗的电能为
所以电子黑板在40min内消耗的总电能为
[2]电路的电压保持不变时，因为，所以电功率越大，电流越大，则电子黑板在播放视频时的电源线中的电流较大，又因为电源线的电阻一定，根据，则相同时间内，电流越大，电源线产生的热量越多，所以在播放视频时电源线会明显发热，而黑屏模式时，电子黑板的电源线不怎么热。
【典例2-2】（2026·四川都江堰·二模）如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置，通电前，A、B两个U形管的液面相平，通电一段时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2，则（ ）
A． I1=I2，A管中的液面较低
B． I1>I2，A管中的液面较高
C． I1=I2，A管中的液面较高
D． I1I2；由Q=I²Rt可知，通电时间相同时，I1>I2，R1=R2，所以左侧电阻产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积不变，压强变大，左侧容器内气体的压强与大气压的差值较大，A测玻璃管液面较高。故B符合题意，ACD不符合题意。故选B。
【典例2-3】（2026·河北秦皇岛·二模）如图甲为一只家用电吹风，它内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇。
（1）小丽给家里的猫咪洗完澡，用电吹风帮猫咪吹干毛发后，发现原本干净的电吹风尾部吸附了不少毛发，造成这一现象的物理原理是______；
（2）如图乙为电吹风的内部电路简图，通过开关S1和S2实现冷风和热风两挡功能，电热丝应该接在图中______（选填“A”或“B”）位置；
（3）该电吹风的部分参数如下表，电吹风冷风挡正常工作时，通过风扇的电流是多少？（保留两位小数）电热丝的电阻及其1min内产生的热量是多少？
额定电压220V
热风功率1250W
冷风功率40W

【答案】（1）流体中流速越大的位置，压强越小；（2）B；（3）0.18A，7.26×104J
【详解】（1）在使用电风扇时，入风口处空气流速较大，根据流体压强与流速的关系可知，流速越大的位置，压强越小，所以就能把这些毛发压到压强小的地方去。
（2）由图乙所示，电吹风内部有一根电热丝和一个产生强风的风扇并联，开关S1控制干路，开关S2应该控制电热丝的支路，所以风扇装在A处，电热丝装在B处，当开关S1闭合S2断开时，风扇正常工作吹冷风；当两个开关都闭合时，风扇和电热丝同时工作，电吹风吹出热风。
（3）由表中参数可得通过风扇的电流为
I=P/U=40W/220V=0.18A
电吹风热风档正常工作时，电热丝的电功率为
P1=1250W-40W=1210W
则电热丝的电阻为
R＝ EQ \F(U2, P1) = EQ \F(（220V）2, 1210W) =40Ω
电热产生的热量为
Q=W=Pt=1210W×1×60s=7.26×104J
跟踪训练1 （2026·北京朝阳·二模）电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。下列说法正确的是（ ）
A．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流
B．导线的电阻大于电炉丝的电阻
C．导线的电功率小于电炉丝的电功率
D．电流通过导线时没有产生热效应
【答案】C
【详解】A．导线和电炉丝串联，由串联电流规律可知，通过导线的电流等于通过电炉丝的电流，故A错误；
B．由于导线和电炉丝的电流相同，且在同一电路中，时间相同，根据可知，导线的电阻小于电炉丝的电阻，故B错误；
C．根据可知，通电时间相同，电炉丝产生的热量多，是由于导线的电功率小于电炉丝的电功率，故C正确；
D．电流通过导线，由于导线的电阻小，产生的电热少，而不是没有产生热效应，故D错误。
故选C。
跟踪训练2 （2026·安徽阜阳·二模）将一理想的电流表接入如图所示的电路中，R1、R2、R3为定值电阻，阻值分别为10Ω、20Ω、30Ω。当闭合开关后，电流表示数为0.3A，则（ ）
A．电源电压为18V
B．流过R2的电流为0.3A
C．电路消耗的总功率为3.6W
D．10s内电流通过电阻R3产生的热量为2.7J
【答案】C
【详解】A．据图可知，闭合开关后，R1、R3串联，R2被短路，电流表测电路中的电流，当电流表示数为0.3A，可得电源电压为
故A不符合题意；
B．由于R2被短路，因此流过R2的电流为0，故B不符合题意；
C．由可知，电路消耗的总功率为
故C符合题意；
D．已知R3的阻值为30Ω，电路中的电流为0.3A，根据可得，10s内电流通过电阻R3产生的热量为
故D不符合题意。
故选C。
跟踪训练3 （2026·四川广元·二模）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
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。
题型3 电热的利用和防止
1．电热器：
（1）定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。
（2）组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝制成。
（3）优点：清洁卫生无污染、热效率高、方便控制和调节温度。
2.电热的防止：
用电器开散热窗、电脑装电风扇等。
【典例3-1】（2026·河南信阳·三模）电流具有热效应，学习了电流的热效应后，关于电热的下列几个说法错误的是（A）
A．电热会烧毁电器元件，引发火灾，有百害而无一利
B．电流通过任何用电器都或多或少地会产生热量
C．因为电流过大产生电热而烧坏局部电路，可用于整体电路的保护
D．为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热
【答案】A
【解析】A. 电流的热效应有不利的因素，如电热会烧毁电器元器件，引发火灾。但在我们生活中和许多产业中都要用到电热．如家里的电饭锅、电熨斗，养鸡场的电热孵化器等都是利用电热的，故选项A错误；
B. 任何用电器中都有导线，导线都有电阻，当电流经过电阻时，就会产生热量，所以选项B的说法是正确的；
C. 保险丝是用电阻率大而熔点低的材料制成的，当电流过大时，它由于温度升高而熔断，切断电路，起保护作用，所以选项C正确；
D. 为防止电热带来的危害，要尽量减少电热的产生并考虑如何加快散热，目的是为了防止由于温度过高而损坏用电器，选项D正确．
故选A.
【典例3-2】（2026·湖南长沙·阶段练习）下列实例中，为了防止电热产生危害的是（ ）
A．用电熨斗熨衣服 B．高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置
C．电视机的机壳上有许多小孔 D．孵化家禽的电热孵卵机
【答案】C
【详解】ABD．电熨斗、高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置、孵化家禽的电热孵卵机都是利用电热来为人类服务，故ABD不符合题意；
C．电视机的机壳上有许多小孔是为了把各电器元件工作时产生的热量及时散失掉，即是为了防止电热危害，故C符合题意。
故选C。
跟踪训练1 （2026·河北衡水·三模）如图所示，汽车后视镜内部镶嵌了电热丝，使镜片具有除雾、除霜的功能。这是利用了电流的 效应，并通过 的方式使后视镜的温度升高，从而快速有效地融化霜层，驱散雾气，确保后视镜保持清晰的视野，以保障行车安全。
【答案】 热 热传递
【详解】[1]汽车后视镜内部镶嵌了电热丝，电热丝通电后，会放出热量，是将电能转化为内能，所以利用了电流的热效应。
[2]电热丝放出热量，后视镜吸收热量，所以是通过热传递的方式使后视镜的温度升高。
跟踪训练2 （2026·广西九年级·期末）在一个密闭的屋子里，有人建议用正在工作的电冰箱降低室内平均温度，正确的做法是（ ）
A．打开电冰箱的门
B．降低制冷温度后，再打开电冰箱的门
C．升高制冷温度后，再打开电冰箱的门
D．拔掉电源，打开电冰箱的门
【答案】D
【详解】打开电冰箱门，不能降低室温，因为冰箱致冷是靠压缩机把热量从冰箱内带到冰箱外，排出的热量还在室内。同时由于电动压缩机工作时要发热，反而会使房间内的温度升高，故应拔掉电源，打开电冰箱的门电冰箱，降低室内平均温度。
故选D。
【能力培优练】
1．（2026·内蒙古包头·二模）如图是电动汽车的充电桩，充电方式有快充和慢充两种，下列说法正确的是（ ）
A．慢充对电池更好，是因为慢充时没有电流热效应
B．对同一台汽车充电，快充比慢充消耗电能多
C．安装充电桩时不需要接地线
D．每个充电桩应该安装空气开关
【答案】D
【详解】A．慢充时电流较小，但仍然有电流通过，根据电流热效应公式，还是会产生热量，只是产生的热量相对较少，故A错误；
B．对同一台汽车充电，充满电时电池储存的电能是相同的，根据电能计算公式，快充功率大，充电时间短；慢充功率小，充电时间长，但最终消耗的电能是一样的，故B错误；
C．电动汽车的充电桩有金属外壳，为了防止外壳漏电发生触电事故，安装充电桩时需要接地线，故C错误；
D．每个充电桩应该安装空气开关，当电路中电流过大时，空气开关自动切断电路，保护电路安全，故D正确。
故选D。
2．（2026·吉林长春·二模）科研人员设计了一种带电源的智能控温加热手套，与此工作原理相同的用电器是（ ）
A．电热毯B．洗衣机C．电冰箱D．充电宝
【答案】A
【详解】带电源的智能控温加热手套是利用电流的热效应工作的，将电能转化成内能；
A．电热毯，利用电流通过导体时产生热量来工作，将电能转化成内能，故A符合题意；
BC．洗衣机、电冰箱工作时，主要将电能转化为机械能，故BC不符合题意；
D．给充电宝充电时将电能转化成化学能，使用充电宝时，将化学能转化成电能，故D不符合题意。
故选A。
3．（2026九年级下·江苏·专题练习）如图所示，在探究“影响电流热效应的因素”时，两个相同的容器内均装有质量相等的空气，实验前U型管中液面相平．下列说法中正确的是（ ）
①U型管中液柱的高度差反映电阻丝产生热量的多少
②该装置此时探究的是电热与电流的关系
③通电一段时间后，右侧U型管中液面的高度差更大
④该装置还可探究电热与时间的关系
A．①③B．①②③C．①④D．①②④
【答案】D
【详解】①电阻丝产生热量不便于直接观察或测量，U型管中液柱的高度差反映电阻丝产生热量的多少，采用了转换法，故①正确；
②如图，两个容器中电阻的阻值和通电时间相同，左侧容器中的电阻丝处在干路上，左侧容器中的电阻丝处在支路上，通过它们的电流不同，该装置此时探究的是电热与电流的关系，故②正确；
③两个容器中电阻的阻值和通电时间相同，由于干路电路大于支路电流，根据可知，通电一段时间后，左侧容器中电阻产生热量较多，左侧U型管中液面的高度差更大，故③错误；
④该装置还可探究电热与时间的关系，选择某一容器中的电阻为研究对象，加热不同时间，比较U形管两侧液面高度差即可，故④正确；
综上所述，正确的是①②④，故D正确，ABC错误。
故选D。
4．（2026九年级下·江苏镇江·阶段练习）如图所示，甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，每个容器放入同种材料绕成的导电线圈，其电阻R1＝R3，R2＝R4，R2＝2R1，若同时通电，经过一段时间后这四个容器中的水温从高到低的顺序是（ ）
A．甲、乙、丙、丁B．丁、丙、乙、甲
C．丙、丁、乙、甲D．甲、乙、丁、丙
【答案】C
【详解】根据题干知，R2＝2R1＝2R3＝R4
左图中，R1与R2串联，根据串联电路特点和焦耳定律可知，在电流和通电时间相同的情况下，电阻大的导电线圈产生的热量多。因为R2＝2R1，所以Q2＞Q1……①
右图中，R3与R4并联，根据并联电路特点和焦耳定律公式的变形式可知，在电压和通电时间相同的情况下，电阻小的导电线圈产生的热量多。因为R4＝2R3，所以Q3＞Q4……②
在右图中，由可知，
在左图中，因R2＝2R1，由分压原理和串联电路电压的规律可知，，由可知，
所以Q4＞Q2……③
由①②③，我们可得出了这四个电阻产生的热量关系是：Q3＞Q4＞Q2＞Q1；因甲、乙、丙、丁四个相同容器里装有质量和初温相同的水，根据可知，这四个容器中的水温从高到低的顺序是即丙、丁、乙、甲。故ABD不符合题意，C符合题意。
故选C。
5．（2026·北京平谷·二模）额定电压相同的甲、乙两只电加热器（俗称“热得快”）的铭牌如图所示，若不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是（ ）
A．相同时间内，甲比乙消耗的电能多
B．正常工作时，通过甲的电流比乙小
C．正常工作时，甲比乙产生的热量多
D．正常工作时，电流通过甲做功较快
【答案】D
【详解】A．由图示知，甲的额定电压为220V，额定功率为1100W，乙的额定电压为220V，额定功率为800W，据知，正常工作时，在相同时间内，甲比乙消耗的电能多，但没有说明是否正常工作，条件不足，无法比较甲和乙消耗电能的多少，故A错误；
B．正常工作时，两电加热器的电压相同，甲的功率比乙的大，据知，甲通过的电流比乙的大，故B错误；
C．正常工作时，据知，时间不知，则无法比较甲、乙产生的热量多少，故C错误；
D．正常工作时，甲的功率比乙的大，则电流通过甲做功比乙的快，故D正确。
故选D。
6．（2026·内蒙古巴彦淖尔·模拟预测）某品牌电火锅有低温、中温和高温三挡，如图甲所示。其简化电路如图乙所示，、为阻值一定的电热丝（）。通过开关S1、S2的断开和闭合，可以让电火锅在不同的挡位工作。下列说法中正确的是（ ）
A．S1闭合、S2断开时火锅处于低温挡
B．高温档一定比低温挡产生热量多
C．先闭合S1、再闭合S2电路总电阻增大
D．高温挡时断开S2，两端电压不变
【答案】D
【详解】A．电源电压一定，当闭合、断开时，只有接入电路，此时电路消耗的功率，当闭合、断开时，只有接入电路，此时电路消耗的功率，当、都闭合时，、并联，此时电路消耗的功率。因为上述3种连接方式的电路总电阻，所以，则S1闭合、S2断开时火锅处于中温挡，故A错误；
B．电火锅为纯电阻用电器，则电流通过用电器做功产生的电热，由公式可知产生的电热多少与功率和时间都有关，高温挡功率大，但不知道工作时间，所以不能确定高温档一定比低温挡产生热量多，故B错误；
C．先闭合，只有接入电路，再闭合，、并联，根据并联电路电阻特点，并联的电阻越多，总电阻越小，所以电路总电阻减小，故C错误；
D．高温挡时、并联，各用电器两端电压等于电源电压；断开，电路中只有，其两端电压也等于电源电压，所以两端电压不变，故D正确。
故选D。
7．（2026九年级·福建·专题练习）如图，芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的 效应。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过 的方式改变芯片内能。
【答案】 热 热传递
【详解】[1]当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的热效应（电流通过导体时电能转化为内能的现象）。
[2]让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过热传递的方式改变芯片内能（热传递是由于温度差引起的热能传递现象，芯片的热量传递到散热部件）。
8．（2026·江苏无锡·模拟预测）图为一款电加热眼罩的内部结构，10根一样的具有发热、控温双重功能的PTC加热丝与金属导线相连，其两端供电的电压恒为6V，正常工作时每根加热丝的电阻均为100Ω。该眼罩能够发热的原因是电流具有 。则该电加热眼罩正常工作1min产生热量为 J，若增大电压，则电加热眼罩会变得更 （选填“冷”或“热”）。
【答案】 热效应 216 热
【详解】[1]电流通过导体发热的现象叫电流的热效应；该眼罩能够发热的原因是电流具有热效应。
[2]由图可知，正常工作时各加热丝并联，根据并联电路的电阻规律可得，电路的总电阻
该电加热眼罩正常工作1min产生热量
[3]电阻不变时，根据可知，增大电压时，电加热眼罩的发热功率增大，相同时间内产生的热量增大，故电加热眼罩会变得更热。
9．（2026九年级下·河南洛阳·期中）某品牌手机配置“3.7V 5000mAh”大容量电池，采用“超级快充”技术，极大地方便了人们的使用，该手机电池充满电后，储存的电能为 J；小明细心观察后发现，“超级快充”的充电线比普通的充电线粗一些，从线路安全角度来分析是为了 。
【答案】 减小导线的电阻，从而减小在充电过程中导线上产生的热量
【详解】[1]该手机电池充满电后，储存的电能为
[2]充电器的充电线有电阻，由焦耳定律知，工作过程中会产生热量。因为电阻的大小与材料、横截面积、长度有关，长度越长，横截面积越小，电阻越大，所以“超级快充”的充电线比普通的充电线粗一些，目的是减小电阻，根据，电阻小的充电线可以使充电过程中产生的热量少一些。
10．（2026九年级·河南·专题练习）如图所示是某款电热水壶的工作电路图，R1和R2为加热电阻，S1是总开关，S2是挡位开关。闭合S1，当S2接2时，电热水壶处于 （选填“加热”或“保温”）状态；热水壶的加热功率为1200W，不考虑热量损失，用该电热水壶将壶中1kg初温为20℃的水加热至100℃，则水吸收的热量为 J，所需的加热时间是 s。[水的比热容为4.2×103J/(kg·℃)]
【答案】 保温 3.36×105 280
【详解】[1]由图可知，当开关S1闭合、S2接2时，R1和R2串联，根据串联电路的特点可知，此时电路的总电阻最大，由可知，电路的总功率最小，电热水壶处于保温挡。
[2]将壶中1kg初温为20℃的水加热至100℃，水吸收的热量Q吸=c水m水Δt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×（100℃-20℃）=3.36×105J
[3]当开关S1闭合、S2接1时，只有R1工作，电路的总电阻最小，总功率最大，电热水壶处于加热挡；不计热量损失，电热水壶消耗的电能W＝Q吸＝3.36×105J
由可知，加热需要的时间
11．（2026·河南南阳·二模）如图甲所示是一种家用电暖器，图乙是其简化电路图，A、B间的电压为220V，C为接地线。已知，电暖器的部分参数如表所示。闭合开关S、，则电暖器以 挡工作；若电暖器以高温挡正常工作，则产生的热量为 J；观察发现电暖器的电源线比较粗，你认为原因是 。
【答案】 中温 见解析
【详解】[1]由图乙可知，闭合开关S、、，、并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，由可知，电路中的总功率最大，电暖器处于高温挡；根据题意可知，，则闭合开关S、，只有工作，此时电路中的总电阻最大，总功率最小，电暖器处于低温挡；当闭合开关S、，只有工作，电暖器处于中温挡。
[2]由于电路中的总功率等于各用电器的电功率之和，所以高温挡的电功率为
电暖器以高温挡正常工作产生的热量为
[3]电暖器的电源线比较粗，可以通过增大导线横截面积减小电阻，根据可知，可以减小电源线产生的电热。
12．（2026·四川泸州·三模）如图所示，a、b两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为Ra和Rb的电阻丝（Ra>Rb），瓶中插入温度计。
(1)在a、b两个玻璃瓶中加入质量和初温都相同的煤油。闭合开关，通电一段时间后，发现a烧瓶中温度计示数变化大于b烧瓶，表明电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越 ；（选填“多”或“少”）
(2)小明把装置改成探究物质吸热能力的实验装置，需要进行一些改进：
①在a、b两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，电阻丝Ra和Rb的阻值应 （选填“相等”或“不相等”）；
②一段时间后，观察到b瓶内液体温度高于a瓶内液体温度，可判断a、b两瓶内液体吸收的热量Qa Qb（选填“=”、“”），a瓶中的液体的吸热能力 （选填“强”或“弱”）一些。
【答案】(1)多
(2) 相等 = 强
【详解】（1）a、b两个玻璃瓶中煤油质量和初温相同，通电一段时间后，a烧瓶中温度计示数变化大于b烧瓶，根据可知，a烧瓶中煤油吸收的热量多，则a烧瓶中电阻丝产生热量多。由图知电热丝Ra、Rb串联，两电阻丝通过的电流相同，通电时间相同，电阻丝Ra>Rb，a烧瓶中电阻丝产生热量多，根据焦耳定律，则表明电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。
（2）[1]在a、b两烧瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，探究不同液体的吸热能力，加热装置应确保在相同时间内放出的热量相等，即两电阻丝相同时间产生相同的电热，电热丝Ra、Rb串联，通过的电流相同，通电时间相同，根据，因此电阻丝Ra和Rb的阻值应相等。
[2]在相同时间内，两电阻丝产生电热相同，两电阻丝放出热量相同，a、b两瓶内液体吸收的热量由电阻丝放出的热量提供。因此a、b两瓶内液体吸收的热量
[3]a、b两瓶内不同液体质量、初温相同，b瓶内液体温度高于a瓶内液体温度，即，a、b两瓶内液体吸收的热量，根据，则，即a瓶中的液体的吸热能力强一些。
13．（2026·四川泸州·三模）如图是一款家用电热水壶工作原理图，虚线框内为电热水壶的发热部位，它工作时有两挡，分别是加热挡和保温挡（即开关S掷于“1”或“2”位置）。已知电源电压为220V，R1=44Ω，外界为一个标准大气压，ρ水=1.0×103kg/m3，c水=4.2×103J/(kg·℃)。问：
(1)当开关S置于什么位置时电热水壶处于加热挡？它的功率是多大?
(2)保温状态下整个电路消耗电功率为40W，则电阻R2为多大?
(3)若热水壶正常工作，将体积为1L、初温为12℃的水烧开需要7min，求电水壶的加热效率η是多少?
【答案】(1)1100W
(2)1166Ω
(3)80%
【详解】（1）要使电热水壶处于加热挡，根据，电路接入电阻越小，功率越大。因此应将关开S置于2位置，R2短路，只有R1接入电路，此时功率为
（2）将开关S置于1位置，R1与R2串联接入，此时处于保温状态，整个电路消耗电功率为40W，串联电路总电阻为
则电阻R2为
（3）水的质量为
水吸收的热量为
加热消耗的电能为
电水壶的加热效率
【链接中考】
1.（2026·福建）将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状，其他条件相同时，C处的横截面积小，电阻 。A、B两端分别与电池正负极接触，观察到C处起火，该现象利用了电流的 效应。
【答案】大 热
【解析】[1]导体的电阻与导体的材料、长度和横截面积等因素有关，其他条件相同时，导体的长度越长、横截面积越小导体的电阻越大，由图可知，其他条件相同时，C处的横截面积小，故C处的电阻大。
[2] A、B两端分别与电池正负极接触，观察到C处起火，说明电流通过导体产生了热量，即电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2．（2026·安徽）图示电路中，电源电压保持不变，、均为定值电阻，其中。闭合开关，电流表的示数为，通电整个电路共产生的热量，则电阻产生的热量为 。
【答案】2
【解析】由图可知，闭合开关后，电路为并联电路，电流表测的电流，则通电，产生的热量为
根据并联电路的特点可知，整个电路产生的热量等于各支路电阻产生的热量之和，则电阻产生的热量为
3.（2026·江苏苏州）如图是一款电水壶的电路简图，均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可实现加热与保温功能的切换。保温功率为88W，阻值为，加热时应将开关旋至 （1/2）位置，加热功率为 W，阻值为
【答案】2 1100 506
【解析】[1]根据可知，在电源电压U一定时，电阻R越小，电功率P越大。由图可知，当开关旋至1位置时，R1​与R2​串联，此时电路中的总电阻R总​=R1​+R2​。当开关旋至2位置时，只有R1​接入电路，此时电路中的总电阻R总′​=R1​。因为R1​+R2​>R1​，所以开关旋至2位置时，电路中的电阻最小，电功率最大，电水壶处于加热状态。
[2]根据可得加热功率
[3]当开关旋至1位置时，R1​与R2​串联，此时电水壶处于保温状态，保温功率P保温​=88W。此时电路中的总电阻
R2​的阻值R2​=R串​−R1​=550Ω−44Ω=506Ω
4.（2026·天津）国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于75cm。这是通过缩短电源线长度来减小______，从而______（选填“增加”或“减少”）电源线通电时产生的热量。
【答案】 ①. 电阻 ②. 减少
【解析】
【详解】[1][2]导体的电阻与导体的材料、长度、横截面积和温度有关，缩短电源线长度，材料和横截面积不变，可以减小电源线的电阻，由Q=I2Rt可知电流和时间相同，电阻越小，产生的热量越少，电水壶和电源线串联，通过它们的电流和时间相等，减小电源线的电阻，可以减少电源线通电时产生的热量。
5.（2026·黑龙江伊春市） 如图是探究电流通过导体时产生的热量跟电阻大小的关系的实验装置，实验中通过观察 ______________ 来比较电阻产生的热量。若通过电阻的电流是0.2A，则阻值为5Ω的电阻在1min内产生的热量为 _______ J。
【答案】 ①. U形管中液面高度差 ②. 12
【解析】
【详解】[1]实验中通过观察U形管中液面高度差来比较电阻产生的热量，这是转换法的应用。
[2]，，，则产生的热量
6.（2026·四川泸州）“天工”社团的同学们用宽度不同、厚度均匀的铝片自制了一个电热切割器，用来切割塑料泡沫，如图所示。下列分析正确的是（ ）
A．通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等
B．加在EF、FG和GH三段铝片两端的电压相等
C．EF、FG和GH三段铝片的电阻相等
D．用GH段去切割塑料泡沫，效果最好
【答案】A
【解析】A．由图可知，EF、FG和GH三段铝片是串联在电路中的，根据串联电路的电流特点：串联电路中各处的电流相等，所以通过EF、FG和GH三段铝片的电流相等，故A正确；
BC．电阻的大小与导体的材料、长度、横截面积和温度有关（本题中温度、材料相同）。由图可知，三段铝片长度均为，但宽度不同（即横截面积不同），根据“在材料和长度相同时，横截面积越小，电阻越大”,可知三段铝片的电阻关系为；根据欧姆定律（相同，不同），所以加在GH、EF、FG三段铝片两端的电压关系为,故BC错误；
D．根据焦耳定律（、相同），电阻越大，产生的热量越多。因为，所以FG段电阻最大，产生热量最多，用FG段去切割塑料泡沫，效果最好，故D错误。
故选A。
7．（2026·江苏苏州）如图甲，两个相同的容器中分别装有液体a、b，液体a的质量大于b的质量。用两个电热丝分别对液体a、b加热，电热丝的阻值大于的阻值，工作电压相同，且电热丝产生的热量均被液体吸收，液体a、b温度随时间的变化关系如图乙。下列说法正确的是（ ）
A．a、b为同种物质B．a的比热容小于b的比热容
C．相同时间内a、b吸收的热量相等D．的电功率大于的电功率
【答案】B
【解析】A．由图像可知，a、b沸点不同，所以a、b不是同种物质，故A错误；
CD．电热丝的阻值大于的阻值，工作电压相同，根据，的电功率小于的电功率，因为是纯电阻电路，根据可知相同时间产生的热量少于产生的热量，电热丝产生的热量均被液体吸收，所以相同时间内a吸收的热量少于b吸收的热量，故CD错误；
B．相同时间内a吸收的热量少于b吸收的热量，由图像可知，沸腾前相同时间内a升高的温度大于b升高的温度，且液体a的质量大于b的质量，根据可知a的比热容小于b的比热容，故B正确。
故选B。
8.（2026·四川凉山）电热暖手宝是生活中常见的取暖设备。某款电热暖手宝的主要参数如下图所示，其正常工作4min，恰好将袋内液体从10℃加热至32℃[袋内液体的比热容取]。求：
(1)电热暖手宝正常工作时的电流；
(2)袋内液体从10℃加热至32℃吸收的热量；
(3)该过程中、电热暖手宝的加热效率。
【答案】(1)2.5A (2)9.24×104J (3)70%
【解析】（1）根据参数可知，电热暖手宝正常工作时的电流为
（2）袋内液体从10℃加热至32℃吸收的热量为
（3）该过程中、电热暖手宝消耗的电能为
电热暖手宝的加热效率为
额定电压
220V
功率选择
低温挡950 W
中温挡1150 W
高温挡？W