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1、第三课时 焦耳定律,1,第三课时 焦 耳 定 律,要点考点聚焦 课前热身 典型例题解析 方法小结 课时训练,第九章 电功和电功率,第三课时 焦耳定律,2,要点考点聚焦,本课时的重点内容就是焦耳定律及其应用,中考中常见的相关考点有:焦耳定律的内容及应 用、用控制变量法研究焦耳定律的实验、电热器的构造特点和原理等.其中有关焦耳定律的 应用的试题较多,多表现为计算题,应用焦耳定律求与之相关的各物理量,对于焦耳定律的 表达式Q=I2Rt适用任何用电器求电流热效应中产生的热量问题,而由之推导出的 Q=UIt=U2/Rt=Pt则只能适用于纯电阻电路求电流热效应的计算 ,使用时一定要分清情况,注意公式的应用
2、范围,切忌乱套公式.有关用电器产生的电热的 计算问题,往往要综合运用到串、并联电路的特性、欧姆定律和热量等知识,还要能够灵活 运用求电流热效应的各种计算公式.对于纯电阻电路,产生的电热就等于消耗的电能,所以 关键是要求出用 电器的电功率(有关电功率的计算请参见第2课时电功率),很多电热问题归根究底也就是想 办法求电功率.复习本课时内容时特别要注意与电功、电功率知识的相互联系,第三课时 焦耳定律,3,课前热身,1.电流通过导体时产生的热量跟_成正比,跟导体 的_成正比,跟_成正比,这个规律叫做焦耳 定律,数字 表达式是_. 2.电热器是利用电流的_效应制成的,它的主要部件是 _.电流流过电热器所
3、做的功全部用来产生_. 3.有两根金属电阻丝,电阻分别为5和15,将它们串联后 接在一个电源两端,它们的电 压之比为_,在相同的时间 内产生的热量之比为_; 如果将它们并联同一电源两极间 ,通过它们的电流之比为_,在相等的 时间内产生的热量 之比为_,电流的平方,电阻,通电的时间,Q=I2Rt,热,发热体,热量,13,13,31,31,第三课时 焦耳定律,4,课前热身,4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别加上相同的电压,那么下列说法 中正确的是( ) A.长的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较多 B.短的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较多 C.长的镍铬合金线电
4、阻较大,相同时间内产生的热量较少 D.短的镍铬合金线电阻较小,相同时间内产生的热量较少 5.一根电阻丝接在电压U=5V的电源上,在1s内产生的热量是2J,要让该电阻(其电阻大 小恒定不变)产生8J的热量,可采用的办法是( ) A.使电源电压变为10V,通电时间仍为1S B.使电源电压仍为5V,通电时间变为2S C.使电源电压变为20V,通电时间变为 S D.使电源电压变为10V,通电时间变为2S,C,A,第三课时 焦耳定律,5,课前热身,6.有一种家用电熨斗的规格为“220V,300W”,这种电熨斗内部的电热丝的电阻是多少?如 在额定电压下工作,1min内产生的热量是多少,答案】161.3,1
5、.8104J,第三课时 焦耳定律,6,典型例题解析,例1】用电炉烧水时,电炉丝热得发红,而跟电炉丝连接着铜导线却不怎 么热,这是为什么,电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的,所以通过的电流是相同的,时间也是相同的,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当两导体中电流和通电时 间均相同时,电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电 阻大得多,所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多,例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈 的电阻为2 ,通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时, 一秒钟消耗的电能为_J,产生的热量为_J,3800,200,第三课时 焦耳定律
6、,7,典型例题解析,例3】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置,它是由三段阻 值相同的电热丝组成,这个发热装置的电路与方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时 为高温,掷到B点时为低温(电源电压不变),且在相同时间内,高温时产生的热量是低 温时产生的热量的2倍,试在方框内画出它的电路图,图9-3-1,答案,第三课时 焦耳定律,8,典型例题解析,第三课时 焦耳定律,9,典型例题解析,例4】现有甲、乙两只废旧电炉,分别标有“220V,1000W” 和“220V,500W”字样,其中电热丝均完好无损.某同学想利用 这些电热丝来自制一个电热器接入照明 电路中使用,下列设想 可行的是( ) A
7、.要使电热器的电功率为250W,只要将乙电热丝的一半接入 电路 B.要使电热器的电功率为2000W,只要将乙电热丝分成等长的 两段并联后接入电路 C.要使电热器的电功率为400W,只要将乙电热丝与一半长的 甲电热丝串联后接入电 路 D.要使电热器的电功率为750W,只要将两只电热丝各取一半 串联后接入电路,C,第三课时 焦耳定律,10,方法小结,对于用电器吸热量的计算,首先要分析该电器是非纯电阻性器件还是纯电阻性器件,初中阶 段研究的用电器大多为纯电阻性器件.对于非纯电阻性器件,电流产生的热量只能用Q=I 2Rt来计算,而纯电阻性器件则可用下列等式中任一个计算热量:Q=I2Rt= W=UIt=
8、U2/Rt=Pt.在很多情况下,计算纯电阻性器件产生的电热问 题,可归结为用电器的电功率的计算问题(因为通电时间往往为已知),所以必须理解电 功率的各个计算公式,以及串并联电路特性和欧姆定律.至于将用电器的电热问题与热学中 的热量问题相结合的题目,关键抓住两者之间的联系,即有百分之多少电热被水或其他物质 吸收了,然后分头求解即可,第三课时 焦耳定律,11,课时训练,1.某同学自制了一个“电热驱蚊器”,它的发热元件是一个阻值为1.0104的电阻. 将这个电热驱蚊器接在电源的两端,当电源两端电压为220V时,1min内产生的热量的_J. 2.一个标有“220V,500W”字样的电加热器(俗称“热得
9、快”),正常工作20分钟产生的热 量为_焦.假若电加热器放出的这些热量全部被水吸收,在标准大 气压下 _(填“能”或“不能”)将质量为2千克20的水加热至沸腾. 3.阻值为R的电热丝接到电压不变的电源上,3分钟可以使一杯水烧开,现换用阻值为2 R的电阻,再接到此电源上,_分钟可以使同样的一杯水烧开,290.4,不能,6105,6,第三课时 焦耳定律,12,课时训练,4.如图9-3-3所示,电源电压220伏,R是电烙铁,标有“220V,40W”字样;L是电灯泡 ,标有“PZ22040”字样.当开关S闭合时,电烙铁每分钟产生的热量是_焦,当开关S断开时,电烙铁的实际功率是_瓦;开关S断 开后,整个
10、电路工作_小时消耗1千瓦电能. 5.将规格分别为“220V,1000W”和“220V,500W”的甲、乙两根电阻丝串联起来 ,接入一电源两极,电源最大不能超过_伏,此时,整个电路的最大功率 是_瓦,748,50,2.410 3,10,图9-3-3,395,第三课时 焦耳定律,13,课时训练,6.研究焦耳定律的实验装置如图9-3-4所示,在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中各放一根 电阻丝,甲瓶中电阻丝的阻值比乙瓶中的电阻大.实验分三步进行,其中第一步为:接通电 路一段时间,比较甲、乙两瓶中的煤油哪个上升得高,这一步是在什么情况下研究热量跟哪 个物理量的关系?( ) A.是在通电时间相同的情况下,研
11、究热量跟电流的关系 B.是在电流相同的情况下,研究热量跟通电时间的关系 C.是在电流相同但电阻不同的情况下,研究热量跟通电时间的关系 D.是在电流和通电时间相同的情况下,研究热量跟电阻的关系,D,图9-3-4,第三课时 焦耳定律,14,课时训练,图9-3-4,第三课时 焦耳定律,15,课时训练,7.如图9-3-5所示,a、b相同容器中分别装有相同质量的水,水中的电阻丝的阻值分别 为R1和R2,且R1R2,则闭分开关S后,a、b容器中水温上 升较快的是( ) A. a容器中的水 B. b容器中的水 C. a、b容器中的水温上升的快慢一样 D.无法判断,B,图9-3-5,第三课时 焦耳定律,16,课时训练,8.有一个标有“220V,1000W”的电炉,想把它接在110V的线路上使用,同时又不改变原有 的功率,其办法是( ) A.把电炉的电阻丝截去一半 B.用另一根和它相同的电阻丝串联 C.用另一根和它相同的电阻丝并联 D.把电炉的电阻丝截成相等的两段后再并联起来 9.在温度是20的2400g的水里有一根阻值为10的电阻丝.若通过这根电阻丝的电流是10 A,需要多少时间才能把水加热到95(假设电阻丝放出的热量全部被水吸收),D,答案】756秒