《九年级物理全一册课后真题操练（沪科版）》16.4 科学探究：电流的热效应（解析版）

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沪科版九年级

第十六章《电流做功与电功率》

16.4 科学探究：电流的热效应

【知识梳理】

一、电流热效应

1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。

2.探究电流产生的热量与哪些因素有关

电热与通电时间的关系可以通过实验过程体现出来，对于某一个电阻丝所在容器，通电时间越长，温

度升高的度数越高，说明通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。

在研究电流与电流关系的实验中，通过调节滑动变阻器，增大通过电阻丝的电流，发现电流越大，电

阻所在容器温度上升的较高，说明在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生热量越多。

在研究电热与电阻关系的实验中，利用两个电阻串联的电流相等，电阻大的容器中的温度计升高

的温度高，说明电流通过电阻产生热量多。即在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的

热量越多。

通过本次实验可以得出电流通过电阻产生热量的多少与电流、电阻和通电时间都有关。电流越大、电

阻越大、通电时间越长，电流通过电阻产生热量越多。

3.在设计电路时要利用控制变量的思想，电流、电阻和通电时间都能影响电热的大小，在探究其中一

个物理量时，要控制其它量相同。在探究电热与电阻关系时，要控制电流相同，结合串、并联电路的特点，

利用串联电路电流相等，所以把两个阻值不同的电阻串联进行实验。在探究电热与电流关系时，要控制电

阻一定，电流不同，因而通过调节滑动变阻器改变通过电阻的电流。

4.本实验是利用电阻丝加热液体（煤油）来反映电流通过电阻产生热量的多少，现象比较明显，测量

方便。实验中也可以利用空气的热胀冷缩的性质，用密闭容器连接 U 型管，通过 U 型管两侧液面高度差的

变化来比较放出热量多少。

二、焦耳定律

1.焦耳定律：电流通过导体产生的热量，与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间

成正比。

2.焦耳定律公式：

。式中单位 Q→焦(J)；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。

3.当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有 W=Q，可用电功公式来计算 Q，如电热

器、纯电阻就是这样的。

4.电热和电能的关系：在纯电阻电路中，电能全部转化为内能，Q=W。如电炉子。在非纯电阻电路中，

电能只有部分转化为内能，电热小于电能，即 Q<W。

【易错点】

使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用

时的对应关系相同。当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。

注意:W=Pt=UIt 适用于所有电路，而

W=U2

只用于纯电阻电路(全部用于发热)。

【规律总结】

在串联电路中，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的

热量跟导体的电阻成正比。

具体比例关系为：

=Q1

=P1

=U1

=R1

在并联电路中，由于导体两端的电压相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的

热量跟导体的电阻成反比。

具体比例关系为：

=Q1

=P1

=I1

=R2

【典例分析】

（2021 广西贵港中考真题）在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，实验电路如图1 所示，

其中

2。

实验一：探究电流产生的热量与电阻大小的关系；

（1）请按照图 1 中的电路图将图2 实物图连接完整；

（2）实验电路按照图 1 中的电路图连接是为了控制通电时间相同和控制_______；电阻丝放出热量的多少，

通过_______来进行判断。

（3）为了便于比较两根电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入_______相等、初温相同的

同种液体。

实验二：探究电流产生的热量与电流大小的关系

（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的 2 倍，且通电时间相同。实

验发现：用电阻丝

1加热的煤油，在实验一中温度升高 Δ

1，在实验二中温度升高 Δ

1′，则

1′_____2Δ

1（选填“大于”、“等于”或“小于”），该实验说明电流产生的热量与电流大小_____

_正比例关系（选填“成”或“不成”）。实验中，用电阻丝

2加热煤油重复以上实验步骤，也可以得出

相同的结论。

【答案】电流相等温度计的示数变

化质量大于不成

【解析】

（1）变阻器一上一下串联接入电路中，如图所示：

（2）图1中，两个电阻丝串联，通过它们的电流相等，通电时间相等。根据转换法知，电阻丝放出热量的

多少，是通过温度计的示数变化来进行判断的。（3）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多

少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体。（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电

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