第11讲 焦耳定律（讲义）-【划重点】2023-2024学年九年级物理上学期期中期末复习精细讲义

第11讲 焦耳定律 ——划重点初三期中期末之复习讲义 考点1：电流的热效应 1.电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 2.影响电流通过导体时产生热量的因素： 通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。 电流通过导体时产生热量的比较 ①在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 ②在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 考点2：焦耳定律 英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。 1.内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2.定义式：Q=I2Rt 3.公式适用范围： 普遍适用，适用于任何用电器和电路。 4.公式应用注意事项： ①同体性：Q、I、R、t必须对应同一段导体或同一个用电器； ②同时性：Q、I、R必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量； ③统一单位：Q、I、R、t四个物理量的单位都必须是国际单位。 5.焦耳定律公式的理论推导： 在纯电阻电路中，电流所做的功全部转化为热量，而没有转化为其他形式的能，那么此时电流产生的热量Q就等于消耗的电能W电，即Q=W电，因W电=UIt，根据欧姆定律的变形式U=IR，可推导出Q=W电=UIt=IR·It=I2Rt。 纯电阻电路与非纯电阻电路的公式应用规律： 电能 内能（热能） 备注 纯电阻电路 电能全部转化为内能，所以求电能的公式全部适用于求内能 非纯电阻电路 在非纯电阻电路中，电流做的功只有一部分转化为热量，故Q＜W电。如电动机 考点3电热的利用和防止 1.电热的利用 电热的主要作用是制成各种各样的电热器。电热器的主要部分是发热体，发热体一般由电阻大、熔点高的金属导体制成。电热器工作时主要将电能转化为内能，常见电热器如热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 很多用电器在工作时，虽然也会将一部分电能转化为内能，但其目的并不是利用电热，而是将电能转化为其他形式的能，这样的用电器不是电热器。比如电动机和电风扇工作时主要将电能转化为机械能，电视机工作时主要将电能转化为声能和光能等，它们都不是电热器。 2.电热的防止 用电器在工作的过程中，总有一部分电能转化为内能，很多情况下我们不希望用电器的温度太高，这样既浪费能源，还可能造成危害，因此就需要使用电器通风散热。很多用电器采用设置散热孔、散热片或在发热体部分安装风扇等方法散热。如电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 【针对练习1】如图所示为某电热水壶，通电烧水时，壶内电热丝和水的内能增加方式分别为（　　） A．做功   做功 B．做功   热传递 C．热传递  热传递 D．热传递   做功 【针对练习2】电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这是因为（　　） A．铜导线的电阻小，因而产生的热量少，而电炉丝电阻大产生的热量多 B．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大 C．铜导线有绝缘层，所以不怎么热 D．铜导线不消耗电能，所以不容易热 【针对练习3】如图所示的电路电源电压恒为3V，闭合开关S，电流表A1示数为0.5A，A2示数为0.3A。则（　　） A．通过R1和R2的电流之比是5：3 B．R1和R2的阻值之比是3：2 C．在5min的时间内R2消耗的电能是180J D．电阻R2的电功率是1.5W 【针对练习4】已知电热毯甲的规格为“220V，100W”，电热毯乙的规格为“270V，80W”，电风扇丙的规格为“220V，80W”。下列说法正确的是（　　） A．甲和乙正常工作相同时间消耗的电能相同 B．乙和丙正常工作相同时间产生的电热相同 C．乙和丙正常工作时消耗电能的速度相同 D．三个用电器正常工作下的电流相同 【针对练习5】如图甲所示，两电热丝与并联，，电源电压保持不变，闭合开关，电流表和电流表表盘指针均指如图乙所示位置，则以下判断正确的是（　　）      A． B．电源电压是10V C．的电功率是10W D．工作1min所放出的热量为200J 【针对练习6】一台热水器有高温、中温、低温三挡，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1=88Ω，R2=22Ω。下列说法不正确的是（　　）    A．当闭合S1，并将S2拨至位置a时，热水器处于高温挡 B．当断开S1，并将S2拨至位置b时，热水器处于低温挡 C．热水器处于中温挡的功率为500W D．热水器以低温挡正常工作10min，电热丝产生的热量为2.64×105J 【针对练习7】如图所示电路中，电源电