《物理第十单元 电功率 生活用电 第24课时 焦耳定律》由会员分享，可在线阅读，更多相关《物理第十单元 电功率 生活用电 第24课时 焦耳定律（26页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第十单元电功率第十单元电功率 生活用电生活用电考向探究考向探究考向探究考向探究考点精讲考点精讲考点精讲考点精讲第第2424课时焦耳定律课时焦耳定律 实实验验突突破破实验突破实验突破考考 点点 精精 讲讲第十单元第十单元 电功率电功率 生活用电生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究考点考点1 1电流的热效应电流的热效应 1 1电流的热效应：电流通过导体时电流的热效应：电流通过导体时_转化成内能的现象。转化成内能的现象。2 2探究实验探究实验 电能电能 探究课题：电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关探究课题：电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关实验装置实验装置实验突破实验突破第十单元第十单元 电
2、功率电功率 生活用电生活用电探究探究方法方法_、转换法、转换法实验实验设计设计在电流和电阻相同时，探究电热与通电时间的关系；在电流和电阻相同时，探究电热与通电时间的关系；在电流和通电时间相同时，探究电热与电阻的关系在电流和通电时间相同时，探究电热与电阻的关系( (电路设计：两阻值不电路设计：两阻值不同的电阻串联，目的是控制电流和通电时间相同同的电阻串联，目的是控制电流和通电时间相同) )；在电阻与通电时间相同时，探究电热与电流的关系在电阻与通电时间相同时，探究电热与电流的关系( (电路设计：将阻值相电路设计：将阻值相同的电阻分别放在并联电路的干路和支路上同的电阻分别放在并联电路的干路和支路上)
3、 )（续表）（续表）控制变量法控制变量法 考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破第十单元第十单元 电功率电功率 生活用电生活用电结论结论电流通过导体产生的热量跟电流大小、导体电阻以及通电时间有关。当电流通过导体产生的热量跟电流大小、导体电阻以及通电时间有关。当通过导体的电流越大，导体电阻越大，通电时间越长时，产生的热量越通过导体的电流越大，导体电阻越大，通电时间越长时，产生的热量越_实验实验说明说明两容器中空气的初温相同，质量相等；两容器中空气的初温相同，质量相等；选用空气的原因：空气比热容选用空气的原因：空气比热容_，在相同条件下吸热，温度升高，在相同条件下吸热，温度升高快，易进行
4、观察；通常情况下，空气是绝缘体，快，易进行观察；通常情况下，空气是绝缘体，_导电导电 （续表）（续表）多多 小小 不易不易 考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破第十单元 电功率 生活用电考点考点2 2焦耳定律焦耳定律 1 1内容内容电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成_，跟导，跟导体的电阻成体的电阻成_，跟通电时间成，跟通电时间成_。2 2公式公式(1)(1)数学表达式：数学表达式：_(_(适用于所有电路适用于所有电路) )。(2)(2)对于纯电阻电路，可推导出：对于纯电阻电路，可推导出：Q QI I2 2RtRtUItUIt t t。 正比
5、正比 正比正比 正比正比 考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破第十单元 电功率 生活用电考点考点3 3电热与电能的关系电热与电能的关系 物理量物理量电能电能( (电功电功) )电热电热计算计算公式公式W WUItUItQ QI I2 2RtRt快慢快慢程度程度P P电电UIUIP P热热I I2 2R R关系关系在纯电阻电路中：在纯电阻电路中：W WQ Q，P P电电P P热热在非纯电阻电路中：在非纯电阻电路中：W WQ Q，P P电电P P热热考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破第十单元 电功率 生活用电考点考点4 4电热的利用和防止电热的利用和防止 1 1电热的利用
6、电热的利用电热器电热器 原理原理电流的电流的_效应效应组成组成主要组成部分主要组成部分发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的在绝缘材料上做成的优点优点清洁卫生；清洁卫生；热效率高；热效率高；可以方便地进行控制和调节温度可以方便地进行控制和调节温度举例举例电炉、电饭锅、电热毯等电炉、电饭锅、电热毯等2.2.电热的防止电热的防止利用散热窗、散热片、风扇吹风等方法加快散热。利用散热窗、散热片、风扇吹风等方法加快散热。 热热 考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破考考 向向 探探 究究探究探究1 1电流的热效应电流的热效应例
7、例1 1 20172017潍坊潍坊 下列家用电器中，利用电流热效应工作下列家用电器中，利用电流热效应工作的是的是( () )第十单元 电功率 生活用电C C考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破探究探究2 2焦耳定律的理解焦耳定律的理解例例2 2 20162016扬州扬州 电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为( () )A A通过导线的电流小于通过电阻丝的电流通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B B导线的绝缘皮隔热导线的绝缘皮隔热C C导线散热比电阻丝快导线散热比电阻丝快D
8、 D导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少少第十单元 电功率 生活用电D D考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破第十单元 电功率 生活用电串串2727考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破第十单元 电功率 生活用电针对训练针对训练2 2 2017广西广西四市图四市图243是探究是探究“电流通过导体时电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，的实验装置。通电前，A、B两个两个U形管内的液面相平，通电一定时间后，通过形管内的液面相平，通电一定时间后，通过R1、R2的的
9、电流分别为电流分别为I1、I2，则，则()图图243AI1I2，A管中的液面较低管中的液面较低BI1I2，A管中的液面较高管中的液面较高CI1I2，A管中的液面较低管中的液面较低DI1I2，A管中的液面较高管中的液面较高D D考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破探究探究3 3与多挡位有关的计算与多挡位有关的计算例例3 3 20172017江西江西 如图如图24244 4所示是某家用电热水壶内部的电路所示是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中简化结构图，其中R R1 1、R R2 2为阻值相同的电热丝，有图为阻值相同的电热丝，有图24245 5甲、乙、甲、乙、丙、丁四种不同的连接
10、方式，该电热水壶加热有高温、中温、低丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为温三挡，中温挡的额定功率为500 W500 W。(1)(1)电热水壶调至中温挡正常加热，将电热水壶调至中温挡正常加热，将2 kg2 kg温度为温度为30 30 的水烧开的水烧开( (标准大气压下标准大气压下) )需要需要20 min20 min，求水所吸收的热量及电热水壶的效，求水所吸收的热量及电热水壶的效率。率。 水的比热容为水的比热容为4.2104.2103 3 J/(kg) J/(kg)(2)(2)求电热水壶高温挡的额定功率。求电热水壶高温挡的额定功率。(3)(3)若某次
11、电热水壶用高温挡加热若某次电热水壶用高温挡加热0.1 h0.1 h，耗电，耗电0.09 0.09 kWhkWh，通过，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。计算判断此时电热水壶是否正常工作。第十单元 电功率 生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破例例3 3 20172017江西江西 如图如图24244 4所示是某家用电热水壶内部的电路简化结所示是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中构图，其中R R1 1、R R2 2为阻值相同的电热丝，有图为阻值相同的电热丝，有图24245 5甲、乙、丙、丁四种甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡
12、的不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为额定功率为500 W500 W。(1)(1)电热水壶调至中温挡正常加热，将电热水壶调至中温挡正常加热，将2 kg2 kg温度为温度为30 30 的水烧开的水烧开( (标准标准大气压下大气压下) )需要需要20 min20 min，求水所吸收的热量及电热水壶的效率。，求水所吸收的热量及电热水壶的效率。 水的比水的比热容为热容为4.2104.2103 3 J/(kg) J/(kg)第十单元 电功率 生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破例例3 3 20172017江西江西 如图如图24244 4所示是某家用
13、电热水壶内部的电路简化结所示是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中构图，其中R R1 1、R R2 2为阻值相同的电热丝，有图为阻值相同的电热丝，有图24245 5甲、乙、丙、丁四种甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为额定功率为500 W500 W。(2)(2)求电热水壶高温挡的额定功率。求电热水壶高温挡的额定功率。第十单元第十单元 电功率电功率 生活用电生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破例例3 3 20172017江西江西 如图如图24244 4所示是
14、某家用电热水壶内部的电路简化结所示是某家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中构图，其中R R1 1、R R2 2为阻值相同的电热丝，有图为阻值相同的电热丝，有图24245 5甲、乙、丙、丁四种甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的不同的连接方式，该电热水壶加热有高温、中温、低温三挡，中温挡的额定功率为额定功率为500 W500 W。(3)(3)若某次电热水壶用高温挡加热若某次电热水壶用高温挡加热0.1 h0.1 h，耗电，耗电0.09 0.09 kWhkWh，通过计算判，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作。断此时电热水壶是否正常工作。第十单元 电功率
15、 生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破针对训练针对训练20172017重庆重庆A A卷卷 小明家的电饭锅如图小明家的电饭锅如图24246 6甲所示，甲所示，额定电压为额定电压为220 V220 V，“煮饭煮饭”时额定功率为时额定功率为1210 W1210 W，简化电路如，简化电路如图乙所示，图乙所示，S S1 1为温控开关，发热电阻为温控开关，发热电阻R R1 1与与R R2 2的阻值不随温度变化，的阻值不随温度变化，电阻电阻R R2 2在在“保温保温”状态与状态与“煮饭煮饭”状态时的功率之比为状态时的功率之比为116116。(1)(1)求正常求正常“煮饭煮饭”状态，通过电
16、饭锅的电流。状态，通过电饭锅的电流。(2)(2)求电阻求电阻R R1 1的阻值。的阻值。(3)(3)某天傍晚，小明关闭家里其他用电器，只让某天傍晚，小明关闭家里其他用电器，只让“保温保温”状态的状态的电饭锅工作，发现自家电能表电饭锅工作，发现自家电能表( (如图丙所示如图丙所示) )指示灯每闪烁指示灯每闪烁4 4次所次所用的时间为用的时间为48 s48 s。则。则R R2 2两端的实际电压为多少？两端的实际电压为多少？第十单元 电功率 生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破针对训练针对训练20172017重庆重庆A A卷卷 小明家的电饭锅如图小明家的电饭锅如图24246 6甲
17、所示，甲所示，额定电压为额定电压为220 V220 V，“煮饭煮饭”时额定功率为时额定功率为1210 W1210 W，简化电路，简化电路如图乙所示，如图乙所示，S S1 1为温控开关，发热电阻为温控开关，发热电阻R R1 1与与R R2 2的阻值不随温度的阻值不随温度变化，电阻变化，电阻R R2 2在在“保温保温”状态与状态与“煮饭煮饭”状态时的功率之比为状态时的功率之比为116116。(1)(1)求正常求正常“煮饭煮饭”状态，通过电饭锅的电流。状态，通过电饭锅的电流。第十单元 电功率 生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破针对训练针对训练20172017重庆重庆A A卷卷
18、小明家的电饭锅如图小明家的电饭锅如图24246 6甲甲所示，额定电压为所示，额定电压为220 V220 V，“煮饭煮饭”时额定功率为时额定功率为1210 1210 W W，简化电路如图乙所示，简化电路如图乙所示，S S1 1为温控开关，发热电阻为温控开关，发热电阻R R1 1与与R R2 2的阻值不随温度变化，电阻的阻值不随温度变化，电阻R R2 2在在“保温保温”状态与状态与“煮饭煮饭”状态时的功率之比为状态时的功率之比为116116。(2)(2)求电阻求电阻R R1 1的阻值。的阻值。第十单元 电功率 生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破针对训练针对训练20172017
19、重庆重庆A A卷卷 小明家的电饭锅如图小明家的电饭锅如图24246 6甲所示，额定电甲所示，额定电压为压为220 V220 V，“煮饭煮饭”时额定功率为时额定功率为1210 W1210 W，简化电路如图乙所示，简化电路如图乙所示，S S1 1为为温控开关，发热电阻温控开关，发热电阻R R1 1与与R R2 2的阻值不随温度变化，电阻的阻值不随温度变化，电阻R R2 2在在“保温保温”状态状态与与“煮饭煮饭”状态时的功率之比为状态时的功率之比为116116。(3)(3)某天傍晚，小明关闭家里其他用电器，只让某天傍晚，小明关闭家里其他用电器，只让“保温保温”状态的电饭锅工状态的电饭锅工作，发现自家
20、电能表作，发现自家电能表( (如图丙所示如图丙所示) )指示灯每闪烁指示灯每闪烁4 4次所用的时间为次所用的时间为48 s48 s。则则R R2 2两端的实际电压为多少？两端的实际电压为多少？第十单元 电功率 生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破突破探究影响电流热效应的因素突破探究影响电流热效应的因素考点归纳考点归纳 1 1选择被加热物质时需要保证物质的种类相同、质量相同、选择被加热物质时需要保证物质的种类相同、质量相同、初温相同。初温相同。2 2转换法的应用：通过转换法的应用：通过U U形管中液面高度的变化或温度计形管中液面高度的变化或温度计示数的变化反映电流通过导体产生
21、热量的多少。示数的变化反映电流通过导体产生热量的多少。第十单元第十单元 电功率电功率 生活用电生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破实实 验验 突突 破破3 3控制变量法的应用：控制变量法的应用：探究电热与电流的关系时，控制探究电热与电流的关系时，控制电热丝的电阻值与通电时间相同，改变通过两电热丝的电电热丝的电阻值与通电时间相同，改变通过两电热丝的电流大小；流大小；探究电热与电阻的关系时，控制通过电热丝的探究电热与电阻的关系时，控制通过电热丝的电流与通电时间相同，选择两电阻不同的电热丝；电流与通电时间相同，选择两电阻不同的电热丝；探究探究电热与通电时间的关系，控制两电热丝的电
22、阻和通过的电电热与通电时间的关系，控制两电热丝的电阻和通过的电流相同，改变通电时间的长短。流相同，改变通电时间的长短。4 4多次测量的目的：使实验结论具有普遍性。多次测量的目的：使实验结论具有普遍性。5 5实验结论：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正实验结论：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。比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。第十单元 电功率 生活用电考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破例例 小明和小红想利用如图小明和小红想利用如图24247 7所示的装置探究所示的装置探究“导体产生的热导体产生的热量与电阻大小的关系量与电阻
23、大小的关系”，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B B中的金属丝是镍铬合金中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。丝，电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。(1)(1)根据根据_法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量相等。质量相等。(2)(2)小红问小明：小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案
24、，对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是你认为最合理的是_。A A因为煤油有颜色便于观察因为煤油有颜色便于观察B B因为煤油有比较大的热值因为煤油有比较大的热值C C因为煤油有比较小的密度因为煤油有比较小的密度D D因为煤油有比较小的比热容因为煤油有比较小的比热容第十单元 电功率 生活用电控制变量控制变量D D考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破例例 小明和小红想利用如图小明和小红想利用如图24247 7所示的装置探究所示的装置探究“导体导体产生的热量与电阻大小的关系产生的热量与电阻大小的关系”，两瓶煤油中都浸泡着，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶一段金
25、属丝，烧瓶A A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶烧瓶B B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。两瓶煤中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。油中温度计可以显示煤油的温度。(3)(3)实验中，小明和小红发现烧瓶实验中，小明和小红发现烧瓶B B中温度计的示数升高中温度计的示数升高得快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体得快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越的电阻越_，产生的热量越多。，产生的热量越多。第十单元 电功率 生活用电大大考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破(4)(4)有许多家用电器是根据
26、焦耳定律设计的，请举两个例子：有许多家用电器是根据焦耳定律设计的，请举两个例子：_；_。第十单元 电功率 生活用电电饭锅电饭锅电烙铁电烙铁考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破【实验拓展实验拓展】 小静同学也设计了一套实验装置，如图小静同学也设计了一套实验装置，如图24248 8所示，通过这套所示，通过这套装置也能探究电热的影响因素。装置也能探究电热的影响因素。(5)(5)两个透明容器中密闭了等量的空气，通过观察两个透明容器中密闭了等量的空气，通过观察_感知电流通过电阻丝产生的热量的感知电流通过电阻丝产生的热量的多少。多少。(6)(6)小静用空气而不用水主要是因为小静用空气而不用水主
27、要是因为_。第十单元 电功率 生活用电空气受热膨胀明显，实验效果好空气受热膨胀明显，实验效果好U U形管中液面高度的变化形管中液面高度的变化考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破(7)(7)按图甲实验发现随着通电时间的延长，玻璃管按图甲实验发现随着通电时间的延长，玻璃管A A、B B中的液中的液面均逐渐上升，这表明面均逐渐上升，这表明_；用图乙实验探究电流产生的热量跟用图乙实验探究电流产生的热量跟_的关系，通电一段的关系，通电一段时间时间_(_(选填选填“左瓶左瓶”或或“右瓶右瓶”) )内的电阻产生的热量内的电阻产生的热量多。多。(8)(8)由本实验的结论可知，电炉丝工作时红得发热而与之相连由本实验的结论可知，电炉丝工作时红得发热而与之相连的导线却几乎不热是因为：的导线却几乎不热是因为：_ _ _。第十单元 电功率 生活用电在通电时间和电流相同时，在通电时间和电流相同时，导体的电阻越大，电流通过导体的电阻越大，电流通过导体产生的热量越多导体产生的热量越多在电阻和电流不变时，导体通电时间越长，电流通过导体产在电阻和电流不变时，导体通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多生的热量越多电流电流左瓶左瓶考点精讲考点精讲考向探究考向探究实验突破实验突破
