5.2.5 电流的热效应 焦耳定律-【一战成名新中考】2024江西中考物理·基础夯实练

基础夯实练·江西物理 模 块 五 电 学 命题点５　电流的热效应　焦耳定律 （１０年６考） 基础知识梳理 １．电流的热效应：电流通过导体时①　电　能转化为②　内　能，这种现象叫做电流的热 效应． ２．焦耳定律 （１）内容：英国物理学家焦耳做了大量实验，于１８４０年精确地确定了电流通过导体时产生的 热量跟③　电流　的二次方成正比，跟导体的④　电阻　成正比，跟通电⑤　时间　成 正比． （２）计算公式：Ｑ＝⑥　Ｉ２Ｒｔ　，公式中电流（Ｉ）的单位是安培（Ａ），电阻（Ｒ）的单位是欧姆 （Ω），时间（ｔ）的单位是秒（ｓ），其中热量（Ｑ）的单位是焦耳（Ｊ） 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 檪 殏 殏殏 殏 ． 要点归纳 ①对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能，则有：Ｑ热 ＝Ｗ电 ＝ Ｐｔ＝ＵＩｔ＝Ｕ ２ Ｒｔ＝Ｉ ２Ｒｔ． ②对于非纯电阻电路，电流做功消耗的电能除了转化为内能之外，还要转化成其他形式的 能量（如电动机），则有：Ｗ电 ＞Ｑ热，即Ｗ电 ＝Ｐｔ＝ＵＩｔ＞Ｑ热 ＝Ｉ ２Ｒｔ；电能转化为其他形式的能： Ｗ＝Ｗ电 －Ｑ热 ＝ＵＩｔ－Ｉ ２Ｒｔ． ３．电热的利用和防止 （１）电热的利用：电热器是利用电能来加热的设备，工作过程中将电能转化为内能．如电热水 器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等． （２）电热的危害与防止：电流热效应会使导体的温度升高，过高的温度会导致用电器不能正 常工作，并且会使绝缘材料迅速老化，造成危险．电器的散热窗、散热片、散热孔和电脑的微 型风扇等都是为了减小电热造成的危害 櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 毴 毴毴 毴 ． 即时练 习 １．（多选）某型号电吹风，电动机和电热丝串联．电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热， 得到热风，电动机线圈电阻为Ｒ１，电热丝电阻为Ｒ２．将电吹风接入电压为Ｕ的电源后， 通过的电流为Ｉ，消耗的电功率为 Ｐ，同学们得到了四个关系式．下列选项中，关系式正 确的是 （　ＣＤ　） Ａ．ＵＩ＞Ｐ　　　　Ｂ．Ｐ＝Ｉ２（Ｒ１＋Ｒ２）　　　　Ｃ．ＵＩ＝Ｐ　　　　Ｄ．Ｐ＞Ｉ ２（Ｒ１＋Ｒ２） ２．如图甲电路中，电源电压Ｕ＝９Ｖ保持不变，电阻Ｒ１＝１０Ω，闭合开关Ｓ，电压表的示数 如图乙所示，则Ｒ２两端的电压为　７　Ｖ，１ｍｉｎ内电流在电阻Ｒ２上产生的热量为　８４　Ｊ． 第２题图 ２９ 基础夯实练·江西物理 模 块 五 电 学 櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 櫲 毴 毴毴 毴 第３题图 即时练 习 ３．如图所示，电源电压不变，灯泡标有“４Ｖ　２Ｗ”字样，当开关Ｓ闭合时， 灯泡正常发光，电流表的示数为０．６Ａ，电阻Ｒ的电功率为　０．４　Ｗ， 通电１ｍｉｎ电阻Ｒ产生的热量为　２４　Ｊ． 教材实验一遍过 探究电流产生的热量与哪些因素有关 探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验装置如图甲和乙所示，两透明容器 中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较 两个Ｕ形管中液面高度差的变化． 　　　 甲 　　 乙 　　 丙 　　 １．实验器材分析 实验中选用空气而不用水做实验，是因为相对于水，空气受热更容易　　　　，可以使Ｕ形 管中液柱上升更快，实验现象更明显． ２．实验研究方法分析 （１）实验中，我们是通过观察Ｕ形管中液面的　　　　　来比较各容器中电阻丝产生热量的 多少的，这种研究方法称为　　　　法． （２）控制变量法的应用 ａ．在图甲中，通过两电阻丝的电流　　　　；该实验是为了探究电流通过导体产生的热量与 导体的　　　　的关系． ｂ．图乙中容器外部并联的电阻丝的作用是使左右容器内通过电阻的　　　　不相等，该实 验是为了探究电流通过导体产生的热量与通过导体的　　　　的关系． ３．实验交流与反思 某实验小组发现通电一段时间后，其中一个Ｕ形管中的液面高度几乎不变，发生此现象的原 因可能是