1、更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：第十八章 电功率18.4 焦耳定律一、学习目标1通过看书和讨论知道电流热效应并会进行简单计算；2会用控制变量法研究影响电热的几个因素；3通过实验认识到电热的应用及其危害。二、学习过程一）、知识点梳理知识要点 一 电流的热效应 电流通过导体时电能转化成 能，这种现象叫作电流的热效应。知识要点 二 典型探究探究电流热效应的影响因素1.探究一探究电流通过导体时产生热量的多少跟电阻大小的关系。设计目的探究电流通过导体时产生热量的多少跟电阻大小的关系探究装置探究方法：转换法，探制变量法探究方法两容器中的不同阻值的电阻丝串联起来接到电源两
2、端，通过两段电阻丝的电流 。通电一定时间后，比较两个U形管中 的变化。探究结论在 相同、 相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越 。2、探究二-探究电流通过导体产生热量的多少跟电流大小的关系。设计目的探究电流通过导体时产生热量的多少跟电流小的关系探究装置探究方法：转换法，探制变量法探究方法两个密闭容器中的电阻的阻值一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中的电阻的电流 。在通电时间相同的情阅下观察两个U形管中 的变化探究结论在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越 。知识要点三 焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟
3、电流的 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。这个规律叫作焦耳定律。公式： 。 Q -热量-焦耳（J）； I-电流-安培（A）；R-电阻-欧姆（）；t-时间-秒 （S）注意：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能 转化为内能（即Q=W），这时能下公式均成立：Q=pt=I2Rt=uIt=u2Rt; 对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为 的能量，求Q时只能用公式 。二）、例题 练习 例1 图中所示的用电器中，利用电流热效应工作的是（）A计算器B电饭煲C电风扇D电视机练1.1 下列用电器中，利用电流热效应工作的是（）A电暖气B洗衣机 C电视机 D笔记本电脑练1.2 陈老师开着极暗的电灯在密闭
4、的暗室内冲洗相片，由于暗室内太热，他又打开电风扇。假设房间与外界绝热良好，风扇持续工作一段时间后，则挂在房间的温度计的示数会（）A升高B降低 C不变 D降低或不变练1.3 下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A电熨斗 B吸尘器 C榨汁机 D电视机例2 焦耳定律的内容为：电流通过导体产生的热量跟_的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟_成正比。练2.1 如图所示，是物理兴趣小组发明的泡沫切割器，主要由输出电压为3V的电源和阻值为的电热丝构成。则该切割器在正常工作时通过电热丝的电流是_A，电热丝1min时间内放出的热量是_J。练2.2 若电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V，60W”的字
5、样，它们都在额定电压下工作相同的时间，则三个用电器产生的热量是（）A电烙铁最多B电视机最多C电风扇最多D一样多练2.3 如图所示，这是“探究电流通过导体产生的热量与_的关系”的实验装置。若通过电路的电流为0.6A，通电5min右侧发热电阻产生的热量为_J。练2.4 如图所示，电源电压不变，先闭合开关S1，电流表示数为0.5A， 再闭合开关S2，电流表示数增加了0.3 A，则R1、R2两端电压之比为_，R1、R2电阻值之比为_，若电阻R2=5，通电1min 电阻R1产生的热量为_J。练2.5 某电风扇电阻为50，当它接在220V的电路时，电流为0.2A，则正常工作100s产生的热量_J，此时电风
6、扇将电能转化为机械能的效率是_。练2.6 直流电动机两端的电压为5V，通过它的电流为1A，电动机线圈的电阻为0.5，则工作10s钟消耗的电能为_J，产生的热量是_J，转化为机械能的是_J。练2.7 如图所示，是研究“在相同时间内电流通过导体产生的热量与_的关系”的实验装置。若电阻丝R甲=5，R乙=10，通过电路中的电流为0.5A，则乙电阻丝在2min内产生的热量是_J。练2.8 电饭煲、电水壶和电熨斗分别标有“220V 1000V”、“220V 1800W”和“220V 500W”的字样，它们各自正常工作相同时间，_（选填“电饭煲”、“电水壶”或“电熨斗”）产生的热量最多，标有“220V 10
7、00W”的电饭煲正常工作0.3h，电流所做的功为_kWh。练2.9 如图所示的电路中，电阻R1的阻值为8，当开关闭合后，电压表V1的示数为4V，V2的示数为2V，通过电阻R1的电流为_A，电路在1min内产生的热量是_J。例3 如图所示，灯泡L上标有“6V 6W”字样（不计灯丝电阻的变化）电源电压6V且保持不变，定值电阻R=4。只闭合开关S1和S3，电阻R在100s产生的热量是_J；电路在工作状态下整个电路消耗的最小功率是_W。练3.1 小力利用如图所示的装置探究电阻产生的热量与电流的关系，已知定值电阻，经过相同的时间，左边U形管液面高度差比右边U形管液面高度差_（选填“大”或“小”）；若通过
8、R1的电流为，通电时间为20S时，则R2产生的电热为 _。例4 小明用如图甲和图乙所示的实验装置分别探究“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”（1）如图甲为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入相同的初温和_相等的煤油；（2）如图甲所示实验中通过_示数的变化，来比较电流产生的热量的多少；（3）如图乙所示实验所用的方法是_（填“控制变量”或“等效替代”）（4）用如图乙所示的实验装置探究，得到的结论是：_。练4.1 如图是探究电流通过导体时产生热量的实验，甲、乙两套装置中各有两个相同的透明容器，其中密封着等量的空气和一段电阻丝（阻值在图中已标出），U 形管中装有等量的
9、液体，接通电源，观察现象。（1）实验中通过观察_的变化来比较导体所产生热量的多少，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用的研究方法与此相同的是_。A探究电流与电阻的关系B用铁屑显示磁体周围磁场分布C类比水流学习电流D研究磁场时，引入磁感线（2）用甲装置进行实验时，通过控制通电时间和电路中的_不变，来研究导体产生热量与电阻的关系。（3）在乙装置中，C、D 透明容器中产生热量较多的是_容器。练4.2 小婷利用如图所示的装置探究“电流产生热量与哪些因素有关。”实验材料完好，她把甲、乙两容器中电阻串联起来接到电源两端。（1）通电一段时间后，_容器中U型管中液面高度差大一些，由此可以得出
10、：电流通过导体时产生的热量与_有关。（2）在探究电热与电流的关系时，不改变电路连接情况下小婷又利用了如图丙所示的装置完成实验。她已将B、E两个接线柱用导线连接，你认为还应该将_两个接线柱用导线连接起来，通过观察_两个容器得到实验结论。（3）在步骤（2）的基础上，小明将导线BE的B接线柱改接在A，此时甲和丙两容器中电阻产生热量之比为_。练4.3 如图所示，这是“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。甲、乙烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油，相同的温度计，阻值分别为R1、R2的电阻丝（R1R2。（1）实验装置中，两电阻丝是_联的；实验目的是探究电流产生的热量与_的关系；（2）闭合开关，通电
11、一会儿，观察到甲瓶中的温度计的示数较乙的高，说明电阻丝_（选填“R1”或“R2”）产生的热量较多；（3）本实验的结论是：在_和通电时间相同时，导体电阻越大，电流产生的热量_。（3） 已知电阻丝R1R2，因通过两电阻丝的电流相同，结合3，可得出本实验的结论是：在电流大小和通电时间相同时，导体电阻越大，电流产生的热量越多。练4.7 用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”。A、B 两个相同烧瓶内装有等质量的煤油。 （1）实验过程中，通过观察_比较电阻丝产生热量。为达到实验目的，选用的电阻丝 R1与 R2的阻值应_。通过 R1的电流_通过R2的电流。 （2）与上述实验采用的两种物
12、理研究方法不同的是_。 A 探究物体受到几个力作用，引入了合力的概念B 探究压力的作用效果，可通过观察海绵的凹陷程度 C探究电流与电压的关系，必须保持电阻一定例5 养生壶是大家非常喜欢的小电器，有加热、保温等功能，接在220V的家庭电路中使用，如图所示；图是养生壶的加热水槽部分工作原理电路图，S是一个温控开关，R1为电加热丝，阻值为88，当处于加热状态时，水被迅速加热，达到预定温度后，S自动切换到另一位置，处于保温状态且保温时加热丝的功率为88W；不考虑温度对电阻的影响，且不计指示灯的阻值（A、B是两种不同颜色的指示灯，红灯亮表示加热状态，绿灯亮表示保温状态）；求：（1）分析说明A、B哪个是红
13、灯，哪个是绿灯；（2）该养生壶的加热功率；（3）电阻R2的阻值及养生壶处于保温状态时R2在2min内产生的热量。练5.1 （1）如图所示为国庆70周年阅兵中首次亮相的ZTQ-15式轻型坦克，它能适应水网地带、山地、高原等环境恶劣地区作战。据网络消息，该型坦克重，每条履带与地面的接触面积约。求该轻型坦克对水平地面的压强。（2）小亮家新买了一辆汽车，车上的座椅垫具有电加热功能，如图甲所示。通过观察和研究，他了解到该座椅垫有“高温”、“低温”和“关”三个档位，“高温”档功率为，“低温”档功率为。该座椅垫加热部分的电路简图如图乙所示，电源电压为，S为档位切换开关，和为电热丝。当座椅垫处于“高温”档加热
14、时，通过计算回答：通过座椅垫的电流是多少安？电热丝的阻值是多少欧？座椅垫工作产生的热量是多少焦？ 练5.2 如图所示是某型号的浴室防雾镜，其背面粘贴有等大的电热膜；使用时，镜面受热，水蒸气无法凝结其上，便于成像，下列表格是该防雾镜的相关数据；经测试获知，在10环境下，使平面镜的平均温度升高40，需使电热膜正常工作400s，求在此过程中：（1）镜面玻璃吸收的热量Q1；（2）电热膜正常工作产生的热量Q2；（3）电热膜给平面镜的加热效率。镜子面积S110dm2镜子质量m1.1kg额定电压U220V额定功率P01W/dm2镜面玻璃比热容c0.75103J/（kg）练5.3 如图所示是额定电压为220V
15、的理发用电吹风的典型电路，其中电热丝通电后可以发热，电动机通电后可以送风，且电动机的额定功率为110W。（1）若电吹风在额定电压下工作，送冷风时，通过电动机的电流是多少？（2）若电吹风在额定电压下工作，送热风时电路消耗的总功率为550W，则通过电热丝的电流是多少？电热丝R的阻值应为多大？（3）通电5分钟，电热丝产生的热量是多少？练5.4 在测量小灯泡电功率的实验中，电路如图甲所示，电源电压恒为4V，小灯泡标有“2.5V”字样，滑动变阻器规格为“50 1A”，实验得到小灯泡的I-图像如图乙所示。求：（1）小灯泡的额定功率；（2）小灯泡正常发光时，滑动变阻器R接入电路的阻值；（3）当小灯泡消耗的功率为0.2W时，通电1min，滑动变阻器R产生的热量。练5.5 如图所示，是某电饭锅的简化电路图。R1、R2都是发热体，S为调温开关。R1的电阻是484，电源电压为220V。开关S接1、2时，为保温状态；开关S接2、3时，为加热状态，加热功率为900W。试求：（1）保温时，电饭锅的功率是多少？（2）加热时，的电阻是多少？（3）加热时，电饭锅工作产生的热量是多少？更多资料添加微信号：DEM2008 淘宝搜索店铺：优尖升教育 网址：