专题18.4焦耳定律【四大题型】-2022-2023学年九年级物理全一册举一反三系列（人教版）(原卷版）.docx
专题18.4焦耳定律【四大题型】
【人教版】
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【题型1探究电流热效应的实验原理和电路图】
【题型2电流产生的热量与电阻的关系】
【题型3焦耳定律的推导及其应用】
【题型4综合与计算】
【知识点1探究电流热效应的实验原理和电路图】
1、实验目的：探究电流通过导体产生的热量与电流的关系;探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系。
2、实验电路图：
3、实验方法：控制变量法(控制其他量一定，只研究一个量)，转换法(将抽象的现象具体化)。
4、注意事项：要检查装置的密闭性，容器中被加热液体的初始温度和质量要相等，通过观察液面高度差来间接观察导体产生的热量大小。
5、实验过程：
(1)探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，控制电流和通电时间一定，如图甲。闭合开关，通电一段时间后观察U形管中液面差，发现右边电阻大的U形管中液面差大。
(2)探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，控制电阻与通电时间一定，如图乙。闭合开关，通电一段时间后观察左右两边U形管中的液面差，发现左边电流大的管中液面差大。
【题型1探究电流热效应的实验原理和电路图】
【例1】（2022·内蒙古通辽·中考真题）在“探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验中，某同学采用了如图甲、乙所示的实验装置（两个透明容器中封闭着等量的空气）。下列说法正确的是（）
①U形管中液面高度变化主要是由液体热胀冷缩引起的
②图甲装置能探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
③图乙实验过程中右边透明容器中电阻丝阻值应该等于10Ω
④用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”的现象
A．①② B．②③ C．②④ D．③④
【变式1-1】（2021·四川自贡·中考真题）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，下列说法错误的是（）
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1∶2
D．图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系
【变式1-2】（2021·四川广元·中考真题）用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2，瓶中装有质量相等的煤油．下列说法正确的是（）
A．该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B．闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C．实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生生热量的多少
D．将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
【变式1-3】（2022·广东·广州市育才中学二模）俊羲在探究某个科学问题时，把阻值均为5Ω的两段电热丝R1、R2分别放在两个完全相同的烧瓶中，烧瓶中分别盛有质量和初温均相同的不同液体（绝缘体），并连接成了如图所示的实验电路（两温度计完全相同），接通电路进行实验（忽略热损失）。则下列说法正确的是（）
A．该装置能用来探究电流通过导体产生热量跟导体的电阻的关系
B．该装置能用来探究电流通过导体产生热量跟流过导体电流的关系
C．某时刻A温度计示数比B温度计的大，则电热丝R1产生的热量比R2的多
D．某时刻A温度计示数比B温度计的大，则左侧烧瓶中液体的比热容比右侧的小
【知识点2电流产生的热量与电阻的关系】
电流产生的热量与电流大小、导体的电阻大小、通电时间有关。具体关系是：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比、与导体的电阻成正比、与通电时间成正比。
电流通过导体会产生热量，这是电流的热效应。焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。内容是：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，跟通电的时间成正比。焦耳定律数学表达式：Q=I2Rt，适用于所有电路。
2、【题型2电流产生的热量与电阻的关系】
【例2】（2022·广西柳州·中考真题）在“探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关”的实验中发现，电路中的电阻丝温度升高而导线温度没有明显变化，这是因为二者的（）
A．电阻不同 B．电流不同
C．密度不同 D．通电时间不同
【变式2-1】（2022·山东聊城·中考真题）如图所示是“探究电流通过导体时产生热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量的空气，通电一段时间后，左侧形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是（）
A．形管中液面高度的变化反映了电阻产生热量的多少
B．通过左、右两边容器中电阻丝的电流相同
C．右边容器中的电阻比左边容器中的电阻小