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1、第十五章 电能与电功率,15.4 探究焦耳定律,【学习目标】 1知道电流的热效应及其在实际中的应用与控制. 2通过实验探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关.在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法. 3了解焦耳定律，用焦耳定律说明生活、生产中的一些现象，会用焦耳定律进行简与的计算. 核心考点：电热的计算.,【课前预习】 1.电流通过导体时，通电导体产生的热量, 跟 成正比，跟 成正比， 跟 成正比 2. 科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，英国物理学家 做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名 为 的单位
2、3.一根阻值为10的电阻丝，通过的电流为2A，通电20s电流产生的热量为 J,电流的平方,导线的电阻,通电的时间,焦耳,热量,800,4. 下面不是利用电热的实例（ ） A 用电饭锅煮饭 B用电熨斗熨衣服 C电视机外壳有许多小孔 D用电热壶烧水 5. 一台电风扇和一个电熨斗，如果使用时消耗电能相同，产生的热量（ ） A一样多 B电风扇较多 C电熨斗较多 D无法比较 6. 下列电器中，是主要利用焦耳定律来工作的是 （ ） A洗衣机B电热水煲C电风扇D电视机,C,C,B,【课堂精讲】 知识点1.通电导体放出的热量跟哪些因素有关 （1）猜想与假设：通电导体放出的热量可能与导体的电阻、导体中的电流和通
3、电时间有关 （2）设计实验 为了比较电阻丝产生热量的多少，可以将电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电阻丝产生的热量会被煤油吸收，煤油的温度就会升高.通电导体放出的热量越多，煤油吸热后升高的温度也越多.我们可以通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少.,a探究导体产生的热量跟电阻的关系 要探究导体产生的热量跟电阻的关系，应选择两个阻值不同的电阻丝（如电阻为5的铜丝和电阻为10的镍铬合金丝）来进行实验.研究时要控制通过两个电阻丝的电流大小相等，因此，可将两个电阻丝串联在电路中.同时，注意通电时间的控制. b探究导体产生的热量跟电流的关系 要探究导体产生的热量跟电流的关系，应保持电阻值和通电
4、时间不变，改变通过电阻丝的电流，这可以跟电阻丝串联一个滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的电流.,(3)进行实验： a.按电路图连接电路，通电前，先记下瓶中煤油的初始温度t0；通电后，没经过相同的时间（如1min），就记录一次两支温度计的示数，并记录在表一中.,b.保持通电时间相同，调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小，观察R1电阻丝所在液体的变化，将测量记录结果记录在表二中.,（4）实验结论： a当电流一定时，导体的电阻越大，热量产生的热量就越多 b当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多 c实验还得出，通电时间越长，导体产生的热量越多 通电导体产生的热量与导体的
5、电阻、导体中的电流以及通电时间有关.导体的电阻越大、通电时间越长，通电导体产生的热量越多.,【例1】小明利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计可显示瓶中煤油的温度，煤油中都浸着一段横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝，已知甲瓶中的镍铬合金丝比乙瓶中的长 （1）请用笔画线代替导线将电路连接完整， 要求闭合开关、滑动变阻器的滑片向右移动时电路中电流变大；,（2）正确连接电路，闭合开关后，可以观察到 （选填“甲”或“乙”）瓶中温度计的示数升高得更快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多 （3）利用此装置还可
6、探究电流通过导体产生的热量与 的关系，实验时移动滑动变阻器的滑片，观察 （选填“同一”或“不同”）烧瓶内的温度计示数升高的快慢 （4）小明认为，将该装置改进后，还可以做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应将其中一烧瓶中的煤油换成水，对这部分水的具体要求是 ，并且要使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻 水和煤油吸热的多少是通过 来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）通过实验，发现水的温度上升较慢，表明 的比热容比较小,【练习1】小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小 （1）实验中煤
7、油吸热的多少是通过 来 反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”） （2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热 容 水的比热容（选填“大于”或“小于”） （3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是 （4）该实验中用到的研究物理问题的方法是 ,温度计示数,小于,在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多,控制变量法,知识点2.焦耳定律 （1）内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.这个规律叫做焦耳定律. （2）公式：Q=I2Rt Q表示电流流过导体时产生的热量，单位
8、是J；I表示通过导体的电流，单位是A；R表示导体的电阻，单位是；t表示通电时间，单位是s. （3）导出公式：Q=Pt；Q=UIt；Q= 这三个公式只适用于电能全部转化为内能的情况，也就是电流所作的功全部用来产生热量的纯电阻电路中.,【例2】（2014遵义）一台电炉通电后电炉丝热的发红，与电炉丝连接的导线却不怎么热，这台电炉的额定电压为220V，额定功率为1100W，与电炉丝连接的导线的电阻为0.1，电炉正常工作10min，通过导线的电流为 A，导线上产生的热量是 【练习2】（2014达州）一台线圈电阻为0.3电动机，接在12V的电源上时，通过电动机的电流为0.5A，在2min内电流产生的热量是
9、 J，转化成的机械能是 J,9,711,知识点3.电流热效应的应用的控制 （1）电流热效应的应用 电热器是利用电热的主要设备，它是利用电流的热效应来加热的设备.如：电烙铁、电熨斗、电炉、电热毯、电饭锅等. （2）电流热效应的控制 对于不予要热量的用电器，电流热效应是一种浪费甚至会造成危害，因此就有必要把这部分热量散发出去.如电视机后盖上开了很多孔来通风散热，电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，这些都是为了把电热及时的散发出去.,【例3】电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（ ） A导线的绝缘皮隔热 B通过导线的电流小于通过电熨斗
10、的电流 C导线散热比电熨斗快 D导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻 【练习3】下列情况中不属于防止电热危害的是 （ ） A电视机的后盖有许多孔 B电脑机箱内有小风扇 C电动机外壳有许多散热片 D家电长时间停用，隔一段时间应通电一次,D,【随堂检测】 1. （2014无锡）为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”，某同学将两段阻值不同的电阻丝R1、R2分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并设计了如图所示的甲、乙两套装置，已知所用蓄电池电压相等且保持不变，R1R2，装入烧瓶的煤油质量相等，下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（ ） A在此实验中，电流通过导体产生热量的多 少是通过温度计示数变
11、化的大小体现出来的 B甲装置可探究电流通过导体产生的热量与 电阻是否有关 C比较相同通电时间内a，c两支温度计示数变 化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关 D在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多,D,2. （2014衡阳）将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中，串联接入电路，R1：R2=2：3通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为（ ） A3：2 B2：3 C4：9 D9：4 3.下列例子中，能防止电热危害的是（ ） A供取暖用的电褥子 B高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置 C收音机、电视机的机壳上有许多小孔 D孵化家禽的电热孵卵机,B,C,4.
12、 （2014东营）热熔胶在室温下为固体，加热变为较强粘性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起，如图是热熔胶枪的外形，在枪嘴内有电热丝电热丝的电阻是1000，通过的电流是0.2A时，1min产生的热量是 J,2 400,5. 如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内的金属丝电阻较小，烧瓶B内的金属丝电阻较大实验中应使两瓶中盛装的煤油质量 （选填“相等”或“不相等”）当开关闭合后， （选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快,相等,B,6. （2014长沙）在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实
13、验装置两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化,（1）若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的 越大，产生的热量越多 （2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的 越大，产生的热量越多 （3）该实验中用到的研究物理问题的方法 是 法和转换法,电阻,电流,控制变量,第十五章复习课 考点1.电能和电能表 考点分析：本考点的考查重点是由电能表的读数及电能表中的各参数的意思，电能的计算. 1.电能表的重要参数： （1）“220V”是指电能表
14、的额定电压是220V； （2）“10（20）A”是指这个电能表的标定电流为10安，额定最大电流为20安； （3）“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用； （4）“600r/kW h”指这个电能表每消耗一度电表盘转600转.,1.（2006广东，15，1分）电学仪器正常使用时示数如下图所示，电能表读数为 kWh。 2. （2014广东，19，2分）底电能表示数如图5所示，6月底电能表示数为100.0kWh，那么6月份他家消耗 了 kWh的电能，在某段时间内，转盘转过了400转，表示此段时间内他家用了 度电,757.8,68.0,0.16,3.（2010广东，20，4分）小明学习了电功
15、率的知识后，想利用家里的电能表（如图）和手表，测出一些家用电器的有关数据 （1）当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测出电能表1分钟转了3圈，求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少焦耳？ （2）当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电能表1分钟转33圈，求此时电热水壶的电功率是多少瓦？,考点2 电功率（高频考点） 考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是有关电功率的计算，考查难度较大，一般都为综合题，分值比重也较大，备考时要吃透这个考点.需掌握的知识点： （1）电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，用符号P表示. （2）电功率大小等于用电器在1秒时间内所消耗的电能。电功率的计算公式是：P
16、- W/t= UI. （3）电功率的国际主单位是：瓦特，用符号W表示；另一个常用单位是：千瓦，用符号kW表示；它们之间的换算关系是：1kW=1 000W. （4）额定电压是指用电器正常工作时的电压；额定功率是指用电器在额定电压下的功率。当灯泡的实际电压偏高时，灯泡实际功率会偏大，灯泡强烈发光；当灯泡的实际电压偏低时，灯泡实际功率会偏小，灯泡发光暗淡.,1（2012广东，20，6分）某保温电热水壶电路如图，S是温控开关，R1为加热器当开关S接到a时，电热水壶处于加热状态，此时通过电热水壶的电流是5A；当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时电热水壶的电功率为165W（不考虑温度对电阻阻值的影响），求：
