（精讲）第16讲 第2课时 焦耳定律（答案P19）-【优+学案·赢在中考】2024年中考物理总复习课件(山东专用)

物理 第一部分　回归教材　基础提升 第16讲　电功率 第2课时　焦耳定律（答案P19） ⁠ ⁠（人教九全P99－103；沪科九全P129－136；鲁科九上P85－90；教科九上P94－97） 焦耳定律 1.下列用电器与电蚊香加热器工作原理相同的是（　C　） A.电风扇 B.电视机 C.电饭煲 D.电冰箱 2.将一个标有“220 V　1 000 W”的电热器接在220 V的电源上工作0.5 h，消耗的电能是 　0.5　⁠kW·h，产生的热量是 　1.8×106　⁠J. 3.日常生活　（2023·安徽中考）在某汽车尾部的挡风玻璃上，有一种电加热除雾装置，它由5条阻值均为12 Ω的电阻丝并联而成，简化结构如 图所示.该装置与12 V的汽车电池接通工作1 min，产生的总热 量为 　3 600　⁠J. C 0.5 1.8×106 3 600 4.某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关.他们用的实验器材如图甲所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝. （1）实验中通过观察U形管中液面高度的变化，可以比较电流通过导体产生热量的多少.这种方法叫 　转换法　⁠. 转换法 （2）图甲中将两段阻值不同的电阻丝串联接入电路，是为了探究电流产生的热量与 　电阻　⁠的大小的关系，这种研究方法叫 　控制变量　⁠法. （3）将图甲中开关闭合，通电一段时间后， 　右　⁠（填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大. 电阻 控制变量 右 （4）让两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻丝和这个容器内的电阻丝并联（如图乙所示），此时通过两容器中电阻丝的电流不同，在通电时间相同的情况下， 　左　⁠（填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，由此得到的结论是 　在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多　⁠. 左 在电阻和通电时间相同的情况 下，电流越大，产生的热量越多 5.（2022·烟台，27，12分）如图甲所示为小明家的电饭锅，铭牌上附有中国能效标识，从铭牌上可知该电饭锅能效等级为三级，额定电压为220 V，加热功率为1 210 W.电饭锅的简化电路图如图乙所示，有加热和保温两挡，由开关S调节，其中R1和R2均为发热电阻，且阻值不随着温度的变化而改变.求： 　　 （1）小明想利用如图丙所示的电能表测量电饭锅的保温功率，他关闭家里的其他用电器，让电饭锅处于“保温”状态下正常工作，观察到电能表转盘在5 min内转了22 r.则该电饭锅的保温功率为多少？ 解：（1）只让电饭锅在“保温”状态下工作，转盘在5 min内转了22 r，消耗的电能为W＝＝ kW·h，电饭锅处于“保温”状态时的功率为P保温＝＝＝0.088 kW＝88 W. （2）电阻R1、R2的阻值分别为多少？ 解：（2）由电路图知，S断开时两电阻串联，电路中电阻较大，功率较小，为保温状态；当S闭合时，只有R1接入电路中，电阻较小，功率较大，为加热状态.由P＝可得，R1的电阻R1＝＝＝40 Ω.由P＝可得，R1、R2的总电阻为R总＝＝＝550 Ω.R2的电阻为R2＝R总－R1＝550 Ω－40 Ω＝510 Ω. （3）小明上网查询了解，国家标准中规定电饭锅在该加热功率下正常工作时，三级能效的热效率值（电热转化效率）范围为81％≤η＜86％.他用学过的知识对电饭锅进行测试：在加热状态下，将温度为23 ℃、质量为2.2 kg的水加热到100 ℃，电饭锅正常工作用时700s.已知c水＝4.2×103 J/（kg·℃），请你通过计算帮助小明判断该电饭锅的热效率值是否达到三级能效. 解：（3）水吸收的热量为Q吸＝c水mΔt＝4.2×103 J/（kg·℃）×2.2 kg×（100 ℃－23 ℃）＝7.114 8×105 J.用时700 s消耗的电能为W'＝P加热t'＝1 210 W×700 s＝8.47×105 J. 该电饭锅的热效率为η＝＝＝0.84＝84％，81％＜84％＜86％，故该电饭锅的热效率值达到三级能效. 重难点　多挡位家用电器类相关计算 ⁠ ⁠解决多挡位问题一定要搞清楚当开关断开或闭合时，电路所处的状态，可单独画出电路图进行对比分析.此类问题的实质是判断电路总电阻的大小.对于家庭电路，在不同挡位时总电压不变（220 V），根据P＝及总电阻大小可知，用电器处于高温挡或低温挡. 【例1－1】　如图所示是某电饭锅的内部简化电路图，有1 000 W加热和40 W保温两挡功率可切换. （1）若开关S接a，电饭锅处于 　加热　⁠挡. （2）开关S接b，电饭锅工作5 min时