3.6 九年級上冊科學(xué)電能（2）（原卷版）

3.6電能（2）

學(xué)習(xí)目錄

目錄

模塊一知識網(wǎng)絡(luò)....................................................................................................................................1

模塊二知識掌握....................................................................................................................................2

知識點一、電流的熱效應(yīng)..............................................................................................................2

知識點二、焦耳定律、電熱器......................................................................................................4

知識點三、電動機..........................................................................................................................6

【鞏固提高】..........................................................................................................................................8

知識重點

模塊一知識網(wǎng)絡(luò)

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模塊二知識掌握

知識點一、電流的熱效應(yīng)

電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成熱能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

根據(jù)電功率的公式P＝UI和U＝IR，可得P＝I2R，它表示電流通

過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱能的快慢。這個公式表明：

實驗：探究電熱與哪些因素有關(guān)？(如圖)

(1)在電流相同的條件下，電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與導(dǎo)體的電阻成正比；

(2)在導(dǎo)體電阻相同的條件下，電能轉(zhuǎn)化成熱能的功率與電流的平方成正比。

在純電阻電路中，電能全部轉(zhuǎn)化為熱能，由于導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q與電路消耗的電能W相等，因

WU2

此計算電熱的功率可用如下導(dǎo)出公式P＝，P＝UI，P＝。

tR

[例題1]（2022秋?臨海市期中）將規(guī)格都是“220V100W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機和一只電飯

煲正常工作相同時間，下列說法正確的是（）

A．三個用電器產(chǎn)生的熱量一樣多

B．電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多

C．電視機產(chǎn)生的熱量最多

D．三者消耗的電能相等

[例題2]（2022?永嘉縣模擬）小樂認(rèn)為電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體電

阻和通電時間有關(guān)。她用如圖所示實驗裝置進行探究，接入的三根電阻絲規(guī)格相同（阻值為

5Ω）；兩個相同的空氣盒各自連接一個相同的U形管，兩U形管裝有同種液體并封閉等量的空

氣，且兩U形管內(nèi)的各液面相平。則該實驗（）

A．通電后能觀察到管②中的液面比管①中的液面升得更快

B．可探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系

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C．無法探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系

D．運用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法

[例題3]（2021秋?西湖區(qū)期末）小金用如圖所示電路研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，他將

電熱絲R1、R2涂上一種紅色溫變油墨，當(dāng)溫度達到80℃時，該油墨會變成無色，以下選項錯

誤的是（）

A．通電后油墨升溫變色是由于電流的熱效應(yīng)

B．R1、R2應(yīng)選擇同種材料制成的阻值不同的電阻

C．若要使變色時間提前，應(yīng)將滑動變阻器滑片P往右移

D．該實驗可研究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系

[例題4]（2020秋?拱墅區(qū)期末）如圖，2只相同的燒瓶，瓶塞上各插入1支溫度計，瓶內(nèi)裝有電阻

絲，電阻絲的阻值分別為R1、R2；在2只燒瓶中裝入煤油或水，兩電阻絲接入相應(yīng)電路，無法

完成的實驗是（）

A．探究Q與I、R、t的關(guān)系時，燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1＜R2且串聯(lián)，探究電熱與電

阻大小的關(guān)系

B．探究Q與I、R、t的關(guān)系時，燒瓶中裝入等質(zhì)量的煤油，若R1＜R2且并聯(lián)，探究電熱與電

流大小的關(guān)系

C．燒瓶中分別裝入等質(zhì)量的水和煤油，若R1＝R2且串聯(lián)，比較水和煤油的吸熱能力

D．燒瓶中分別裝入等質(zhì)量的水和煤油，若R1＝R2且串聯(lián)，粗略測量煤油的比熱容

[例題5]（2022?鄞州區(qū)模擬）小寧同學(xué)在學(xué)習(xí)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少跟哪些因素有關(guān)時，設(shè)

計了如圖所示的實驗裝置，2只平底燒瓶內(nèi)裝有某種液體，瓶塞上各插1根玻璃管，瓶內(nèi)各裝1

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根阻值不同的電阻絲R甲和R乙，下列有關(guān)該實驗的說法正確的是（）

①平底燒瓶內(nèi)裝有某種液體，該液體可以選擇食鹽溶液

②為了使實驗現(xiàn)象更加明顯，玻璃管內(nèi)徑可以再小一些

③本實驗運用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法

④通過此實驗研究可以得出導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通

電時間成正比

⑤在研究電阻大小因素時，實驗裝置的電路設(shè)計成串聯(lián)電路只是為了控制電流大小相等

A．②③B．①⑤C．②④D．①④⑤

知識點二、焦耳定律、電熱器

(1)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。

公式：Q＝I2Rt。

(2)電熱器是利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕

緣材料上做成的。其優(yōu)點：①清潔衛(wèi)生，②熱效率高，③方便調(diào)控，缺點是非加熱用電器工作時也

產(chǎn)生熱量。

(3)常見電熱器類型

串聯(lián)式高溫檔P1=

低溫檔P2=

并聯(lián)式高溫檔P1=

低溫檔P2=

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[例題6]（2022秋?舟山期末）小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)，下列能支持她猜想的現(xiàn)

象是（）

A．接線板上接入的用電器越多，導(dǎo)線越容易發(fā)熱

B．正常工作時，“36V54W”的燈泡比“12V6W”的燈泡亮

C．電熨斗工作時發(fā)熱明顯，而與之相連的導(dǎo)線卻不怎么熱

D．電熱水壺加熱水時，水沸騰前，加熱時間越長，溫度越高

[例題7]（2022秋?鎮(zhèn)海區(qū)期末）小科想要利用風(fēng)扇、發(fā)熱電阻等元件，制作一個有低溫?fù)鹾透邷?/p>

擋的暖風(fēng)機。他設(shè)計了發(fā)熱部分的兩種電路，分別如圖甲、乙所示。下列說法錯誤的是（）

A．圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1斷開時，此時處于低溫?fù)豕ぷ鳡顟B(tài)

B．圖甲中，當(dāng)開關(guān)S閉合、S1閉合時，此時處于高溫?fù)豕ぷ鳡顟B(tài)

C．圖乙中，若電源電壓為24伏，要實現(xiàn)電阻R3的發(fā)熱電功率為120瓦，則R3阻值為5歐

D．圖乙中，暖風(fēng)機高溫?fù)蹩偣β蕿?00瓦，在高溫?fù)豕ぷ?分鐘，暖風(fēng)機消耗電能1.2×104焦

[例題8]（2022秋?拱墅區(qū)期末）生活中導(dǎo)線與插座連接時，有人會將直導(dǎo)線的裸露端直接插入接

線孔，但更好的接法是先將導(dǎo)線裸露端折成“U形”再插入，如圖所示。這種“U形形”接法

可以增大連接處的接觸面積，使連接處的電阻更（選填“大”或“小”），當(dāng)電流、通電時

間一定時，根據(jù)（用公式表示）的原理，連接處產(chǎn)生的熱量少，從而保證溫度不會過

高，這樣會更安全。

[例題9]（2022秋?慈溪市校級期末）圖甲所示的電路中，R1為定值電阻，滑動變阻器R2的最大阻

值為60Ω，電源電壓保持不變?；瑒幼冏杵鱎2的滑片P從最右端滑到最左端的過程中，得到R2

的電功率與通過它的電流的關(guān)系，如圖乙所示。在此過程中滑動變阻器R2的最大功率為

W。當(dāng)滑片P在最左端時，1min內(nèi)電流通過R1產(chǎn)生的熱量為J。

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[例題10]（2022秋?樂清市校級期末）如圖甲是非接觸式紅外線測溫槍，它是通過接收人體輻射的

紅外線來顯示被測人的體溫。當(dāng)人體溫度超過設(shè)定值時測溫槍報警，持續(xù)時間3秒。

（1）圖乙是它的工作原理圖，R是滑動變阻器，R0是熱敏電阻，當(dāng)人體溫度升高時，電壓表示

數(shù)將變小。則其所用的熱敏電阻阻值隨溫度變化的特點是圖丙中的曲線。

（2）若熱敏電阻R0在檢測到體溫達到37.5℃的人體而報警時，其阻值為100Ω，報警電壓為2V，

電源電壓恒為5V，則圖乙電路中滑動變阻器R在報警過程中產(chǎn)生的熱量為焦。

知識點三、電動機

電吹風(fēng)機和電熨斗通電時都會發(fā)熱，哪種電器可以認(rèn)為將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)(熱)能？

電吹風(fēng)機：電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能和機械能(由于有電動機的存在)

電熨斗：電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能

能量轉(zhuǎn)化功能計算

電熱器電能→內(nèi)能∵Q=W∵W＝UIt

又根據(jù)歐姆定律U=IR

∴Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R

電動機電能→內(nèi)能+機械能∵W＝UItW=Q+W機

2

∴UIt=IRt+W機

∴U>IR所以歐姆定律在電動

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機的計算中不適用，切記！

[例題11]（2021秋?江干區(qū)校級期中）電風(fēng)扇工作時，電能轉(zhuǎn)化為葉片轉(zhuǎn)動的機械能和線圈發(fā)熱、

摩擦等產(chǎn)生的內(nèi)能按如圖所示連接好電路，閉合開關(guān)，葉片轉(zhuǎn)動，移動變阻器滑片至某一位置

時，葉片剛好不轉(zhuǎn)動，讀出此時電壓表和電流表的示數(shù)分別為U0、I0。移動變阻器滑片，使電

壓表示數(shù)為額定電壓U，讀出此時電流表的示數(shù)為I，電風(fēng)扇正常工作。若忽略摩擦，只考慮線

圈發(fā)熱損耗，則下列說法正確的是（）

A．電風(fēng)扇正常運轉(zhuǎn)時，電動機的發(fā)熱功率P熱＝U0I0

???0?0

B．電風(fēng)扇的電動機將電能轉(zhuǎn)化為機械能效率η=

??

?

C．電風(fēng)扇正常工作時的電動機內(nèi)阻為r=

?

D．電風(fēng)扇正常工作時的電功率P＝UI

[例題12]（2021?杭州一模）如圖所示是某型號的爆米花機的電路圖，閉合開關(guān)S時，R加熱，電動

3

機攪拌，開始制作爆米花；爆米花機的銘牌如表所示。[c玉米＝1.2×10J/（kg?℃）]

額定電壓220V

加熱功率200W

電動機功率44W

（1）電路中R的阻值是多少？

（2）將200g、20℃的玉米加熱到320℃成為爆米花時，求玉米粒需要吸收的熱量；

（3）電阻R發(fā)熱，把200g、20℃的玉米粒加熱成為爆米花，需要用時10min，求R的加熱效率。

[例題13]（2022秋?鎮(zhèn)海區(qū)期末）如圖是小科研究電動機轉(zhuǎn)動是否對小燈泡的亮度有影響的電路圖。

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小科先抓住轉(zhuǎn)軸（防止電動機轉(zhuǎn)動），合上開關(guān)，觀察小燈泡的亮度；接著放開轉(zhuǎn)軸讓電動機轉(zhuǎn)

動，繼續(xù)觀察小燈泡亮度的變化（已知：小燈泡的電阻為R，電動機線圈電阻為r，電源電壓為

U）。請你回答：

（1）電動機未轉(zhuǎn)動時，t時間內(nèi)電流在電路中產(chǎn)生的熱量為（用符號表達）。

（2）電動機轉(zhuǎn)動時，電路中電流做的功電路中產(chǎn)生的熱量（填“＞”、“＜”或“＝”）。

（3）電動機轉(zhuǎn)動后小燈泡的亮度會變（填“暗”或“亮”）。

【鞏固提高】

1.（2020秋?永嘉縣期末）下列用電器中，主要利用電流的熱效應(yīng)工作的是（）

A．收音機B．電風(fēng)扇

C．電飯鍋D．電視機

2.（2020秋?婺城區(qū)期末）如果熱熔膠槍（一種電熱器）和電風(fēng)扇上都標(biāo)有“220V，45W”的字

樣，它們都在額定電壓下工作相同的時間，以下科學(xué)量大小不相同的是（）

A．用電器消耗的電能B．用電器產(chǎn)生的熱量

C．通過用電器的電流D．用電器的實際功率

3.（2021秋?寧?？h校級月考）將規(guī)格都是“220V、150W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機和一把電

烙鐵分別接入家庭電路中，通電時間相同，下列說法正確的是（）

A．電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多

B．電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多

C．電視機產(chǎn)生的熱量最多

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D．三個用電器產(chǎn)生的熱量一樣多

4.（2020秋?拱墅區(qū)校級期末）如圖是探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實

驗裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變

化。下列說法正確的是（）

A．該實驗裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

B．將右邊并聯(lián)的兩根5Ω的電阻絲都放入到容器內(nèi)，就可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

C．將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，就可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

D．該實驗裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少

5.（2021秋?西湖區(qū)校級月考）如圖是探究“影響電流熱效應(yīng)因素”的實驗裝置，將R1、R2兩電

阻絲密封在兩只完全相同的燒瓶內(nèi)，且R1＞R2，瓶內(nèi)裝入等質(zhì)量的煤油，下列說法錯誤的是

（）

A．燒瓶內(nèi)選用比熱容較小的液體，可以使實驗現(xiàn)象更明顯

B．若在該裝置中串聯(lián)一個滑動變阻器，就可以探究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)

系

C．實驗中通過溫度計示數(shù)的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少

D．若要比較水和煤油的比熱容大小，不僅需要將其中一個燒瓶內(nèi)的煤油換成等質(zhì)量的水，還需

使燒瓶內(nèi)兩個電阻的阻值不相同

6.（2022秋?余姚市校級月考）甲、乙兩個電熱器的電阻之比為5：4，通電相同時間產(chǎn)生的熱量

之比為5：1，則通過甲、乙的電流之比為（）

A．4：1B．1：4C．2：1D．1：2

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7.（2020秋?柯橋區(qū)期末）如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時，電路中的電流為1A，電壓表V2的示數(shù)是

10V，定值電阻R的阻值為4Ω，電動機的線圈電阻為1Ω，不計摩擦，下列說法正確的是（）

A．電壓表V1的示數(shù)為10V

B．電路消耗的總功率是6W

C．通電1分鐘電流通過電動機產(chǎn)生的熱量是240J

D．通電1分鐘電動機產(chǎn)生的機械能是300J

8.（2021?蒼南縣模擬）如圖電路，電源電壓為12伏且保持不變，閉合開關(guān)S，當(dāng)滑片P置于變

阻器的中點時，電壓表的示數(shù)為4伏：當(dāng)滑片P置于變阻器的b端時，電壓表的示數(shù)變化了2

伏，在10秒內(nèi)定值電阻R1產(chǎn)生的熱量為36焦，則下列結(jié)果正確的是（）

A．電路中的最大電流為1安

B．電路消耗的最小電功率為9.6瓦

C．R1先后兩次消耗的電功率之比為16：9

D．滑片P在中點時，10秒內(nèi)滑動變阻器R做功為60焦

9.（2021秋?余姚市月考）把一個標(biāo)有“10V3W”的小燈泡和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為12V

的電源上（如圖所示），小燈泡恰能正常工作。該電路工作10s定值電阻產(chǎn)生的熱量是（）

A．6JB．30JC．36JD．60J

10.（2022春?鄞州區(qū)校級期末）如圖所示電路，閉合開關(guān)，標(biāo)有“6V4.8W”的小燈泡正常發(fā)光，

電動機線圈的電阻為1Ω，通過線圈的電流為0.5A。則干路電流為A，2min內(nèi)電動機產(chǎn)

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生的熱量是J。

11.（2022春?上城區(qū)月考）甲、乙兩只電爐標(biāo)有“220V500W”和“220V1000W”字樣，把它們

串聯(lián)在220V的電路中，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量較多的是（選填“甲”或“乙”），將它們并

聯(lián)在220V電路中，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生熱量較多的是（選填“甲”或“乙”）。

12.（2022?婺城區(qū)一模）隨著生活條件的改善，人們更加重視家居環(huán)境的美化，如圖甲是帶有水溫

調(diào)節(jié)功能的家庭水族箱，其工作原理如圖乙所示，R1為阻值可調(diào)的電熱絲，R2為阻值400Ω的

定值電熱絲，開關(guān)S2為單刀雙擲開關(guān)，不考慮溫度對電阻的影響。請分析回答：

（1）當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2接（填“a”或“b”）時，電路處于保溫狀態(tài)。

（2）當(dāng)電路處于加熱狀態(tài)時，通電10分鐘消耗的電能是多少焦？

（3）當(dāng)電路處于保溫狀態(tài)時，若電路消耗的功率P＝48.4W，則電熱絲R1連入電路的阻值應(yīng)為

多少？

13.（2022秋?西湖區(qū)校級期中）幾千年來中國的廚藝最講究的就是“火候”二字?，F(xiàn)在市場上流

行如圖甲所示的新型電飯鍋，采用“聰明火”技術(shù)，電腦智能控溫、控壓，智能化控制食物在

不同時間段的溫度，以得到最佳的口感和營養(yǎng)，其簡化電路如圖乙所示R