内容正文:
专题复习 焦耳定律
一、同步知识梳理
知识点1:导体中有电流通过的时候,导体要发热,这种现象叫做电流的热效应。利用电流做功将电能转化为内能的装置,统称为电热器。
知识点2:电流通过电热器产生的热量跟哪些因素有关?
1、两个电阻串联时,可以保证通过它们的电流和时间相同;
2、怎样研究电热器产生热量与电流大小的关系?
结论1: 在通电电流和通电时间相同的条件下,电阻越大,电流产生的热量越多。
结论2: 在电阻和通电时间相同的条件下,电流越大,电流产生的热量越多。
结论3: 在通电电流和电阻相同的条件下,通电时间越长,电流产生的热量越多。
知识点3:焦耳定律
1、内容:电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与导体电阻成正比,与通电时间成正比。
2、公式:Q 热= I2Rt
3、单位: I - A, R - Ω, t - s, Q - J
4、理论推导
电能全部转化为内能
Q热 = W = UIt Q热 = W = U2t/R =Pt Q热= I2Rt
二、同步题型分析
题型1:电流的热效应
例1:如图常见电器中不是利用电流热效应工作的是( )
A. B. C. D.
答案:B
例2:电热器是利用 工作的,某电热器正常工作时,通过电热器的电流为5A,1min产生6.6×104J的热量,则该电热器的电功率为 W,电热丝的电阻为 Ω.
答案:电流的热效应;1100;44.
题型2:电流产热的影响因素
例1:如图所示,是某电器内部的电路结构图,R1、R2为阻值相同的电热丝.不同的连接方式其发热功率不同.下列说法不正确的是 ( )
A.甲的发热功率与丙的发热功率相等 B.丁的发热功率是丙的发热功率的2倍
C.丙的发热功率是乙的发热功率的2倍 D.丁的发热功率是乙的发热功率的4倍
答案:A
例2:图是某品牌电吹风的电路图,其铭牌上标有“220V 1100W”的字样.该电吹风有“冷风”和“热风”两个档位,测得电热丝的电阻为48.4Ω.当电吹风正常工作时:(1)吹冷风2min消耗的电能为 J;(2)吹热风10min电热丝产生的热量为 J.
答案:1.2×104;6×105J.
例3:为了探究电流产生的热量跟什么因素有关,王军设计了如图所示的甲、乙两种装置,他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,并通过短玻璃管与相同的气球相连,两次实验电源电压不变.
(1)在这个实验中,电流产生的热量多少是通过_______________体现出来的,像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”.这种方法在物理学研究中经常用到,请举一例:____________________________________________________________。
(2)甲装置可探究电流产生的热量与__________的关系.
(3)在装置甲、乙的两次实验中,通过比较相同时间里气球B与D的变化情况,可探究电流产生的热量与_______________的关系.
(4)甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,与气球__________(填气球字母标号)相通的电阻丝产生的热量最多.
(5)教材上的实验装置如图丙所示(烧瓶与图中的相同).比较甲、乙和如图丙所示的两种不同的实验装置,你认为较好的装置是______________________________________。
答案:(1)电阻(2)气球胀的程度大小(或气球的形变大小)a、研究声音是由振动产生时,用乒乓球的振动显示音叉的振动.b、研究分子运动时,用固体、液体、气体的扩散推测分子的热运动c、用吸引大头针个数多少观察电磁铁磁性强弱(3)电流(4)C、D、B、A(5)若选图1,理由是:气体热胀冷缩效果比固液态更明显,使实验现象更直观,时间更短.若选图2,理由是:用温度计能较准确地测出煤油的温度变化,便于定量研究.
三、课堂达标检测
检测题1:小蕾把两段电阻不同的金属丝A、B(RA<RB)串联后与适当的电源连接,分别放到两瓶等量的煤油中,则通电后可探究电流通过导体产生的热量与 的关系.温度计的示数升高,这种现象是由于电流的 效应引起的;这时煤油的内能 (填“增加”、“减小”或“不变”).其中金属丝 所在瓶的煤油的温度升高得更快.
答案:电阻;热;增加;B.
检测题2