第24讲　焦耳定律（1～7分）（课件PPT）-【卓文中考·加速度】2024年河北中考物理复习

2024河北中考 物理 《精讲册》 《精练册》 《玩转教材素材》 《答案精析》 《选填题组》 软件使用 编辑修改 便捷操作 本课件使用WPS2019版本制作，建议老师使用相应软件打开 本课件全文可单击进行编辑修改 目录、返回目录设置对应超链接，点击即可跳转至相应页面；答案添加动画效果，使用更方便 课件说明 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 课标要求 3.4.6 通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。 命题点2　电热的相关计算 考点梳理·自主学习 1 2 命题点1　探究电流通过导体时产生热量的多少 跟什么因素有关 六年真题·三年模拟 多角度剖实验 3 自主学习 考点梳理 焦耳定律 电流的热效应 定义：电流通过导体时会发热，将电能转化为① ，这种现 象称为电流的热效应。 影响因素：对同一电阻丝，通电电流越大，电阻越大，通电时间 越长，电流产生的热量越② 。(2021.12D) 内能 多 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 焦耳定律 焦耳定律 发现：英国物理学家焦耳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。 内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成③ ，跟导体的电阻成④ ，跟通电时间成⑤ 。 计算公式 Q=⑥_________ ［2020.37（3）］ Q表示导体产生的热量，单位为J R表示导体的电阻，单位为Ω I表示通过导体的电流，单位为A t表示导体通电的时间，单位为s 正比 正比 正比 I2Rt 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） a.利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 b.防止：散热器、散热片、散热孔、电脑的微型风扇等。 焦耳定律 焦耳定律 电热的利用和防止 等于 电热与电功的关系 a.在电热器(纯电阻电路)中，电流通过电热器放出的热量⑦ 电功，即Q=W=UIt=Pt。 b.在其他电路(如含有电动机的电路)中，大部分电能转化为机械能，仅有少量电能转化为内能，电热⑧ 电功。 小于 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 实验　探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关（2018.34） 　　1.实验器材及其作用 （1）实验装置图 多角度剖实验 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） （2）被加热物质的选取 a.煤油：比热容① 　小　⁠，实验现象更明显；  b.空气：受热体积变化大，实验现象更明显。 小 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 2.实验方法归纳 （1）转换法的应用（通过U形管内② 　液面高度差　⁠来反映产生电热的多少）；  　　（2）控制变量法的应用（要求被加热物质的种类、质量、初温均相同）； a.探究电热与电流的关系：控制电热丝阻值和③ 　通电时间　⁠相同，改变通过电热丝的电流大小；  液面高度差　 通电时间　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 电路设计：将阻值相同的两电热丝并联，再与另一相同阻值的电热丝④ 　串联　在电路中，如图甲所示。 串联　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分）  b.探究电热与电阻的关系：控制通过电热丝的⑤ 　电流　⁠和通电时间相同，选择两个阻值⑥ 　不同　⁠的电热丝；  电路设计：将阻值不同的电热丝串联在电路中，如图乙所示。 c.探究电热与通电时间的关系：控制电热丝的阻值和通过电热丝的 ⑦ 　电流　⁠相同，改变通电时间的长短。  电流　 不同　 电流　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 　　3.实验结论 电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻和通电时间有关： （1）在电阻和通电时间相同的情况下，通过电热丝的电流越 ⑧ 　大　⁠，产生的热量越多；  （2）在通过电热丝的电流和通电时间相同的情况下，电阻越 ⑨ 　大　⁠，产生的热量越多；  （3）在电阻和通过电热丝的电流相同的情况下，通电时间越 ⑩ 　长　⁠，产生的热量越多。  大　 大　 长　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） ⁠ ⁠　如图甲所示为物理实验小组探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气，且都有一段电阻丝。将透明容器与U形管相连，接入电路。 例题图1 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 【基础设问】 （1）组装之前，向U形管内注入适量红墨水，此时U形管 　属于　⁠（选填“属于”或“不属于”）连通器。  （2）图甲是探究在通电时间和 　电流　⁠都相同的情况下，导体产生的热量与 　电阻　⁠大小是否有关的装置。 （3）实验中选择加热空气的原因是： 　空气受热体 积变化大，实验现象更明显　⁠。  属于　 电流　 电阻　 空气受热体 例题图1 积变化大，实验现象更明显　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） （4）实验中通过 　U形管内液面高度差　⁠的变化反映密闭空气温度的变化，在研究许多物理问题时都会用到这种方法，下列研究实例采用的研究方法与此相同的是 　B　⁠。  A.探究电流与电压、电阻的关系 B.用铁屑显示磁体周围的磁场分布 C.研究光的传播时，引入“光线” U形管内液面高度差　 B　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） （5）如图乙所示，电流表的示数为 　2　⁠A，在这种情况下，右侧容器中电阻丝在10 s内产生的热量是 　200　⁠J。  （6）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 　透明容器密闭性不好（或对应电阻丝短路）　⁠。  2　 200　 透明容器密闭性不好（或对应电阻丝短 路）　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 【能力设问】 （7）实验设计若要用图2所示装置探究电流产生的热量与电流大小的关系，请用笔画线代替导线完成电路的连接。 例题图2 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） （8）生活应用根据本实验的结论可知，电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝连接的导线几乎不发热，原因是 　电炉丝和导线是串联的，电流和通电时间相等，而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，所以产生的热量远远多于导线　⁠。  电炉丝和导线是串联的，电 流和通电时间相等，而电炉丝的电阻比导线的电阻大得多，所以产生的热 量远远多于导线　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 1 探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关 三年模拟 六年真题 1.[2018河北，34]用如图1所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同的烧瓶内装满了煤油。 第1题图1 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） （1）烧瓶中装入的煤油是 　绝缘体　⁠（选填“导体”或“绝缘体”）。  绝缘体　 （2）请根据实物电路，在图2虚线框内画出对应的电路图。 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） （3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应 　相等　⁠，通过R1的电流 　小于　⁠通过R2的电流。  （4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明  　在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多　⁠。  相等　 小于　 在电阻和通电时间相等时，电流越大产生的热量越多　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） （5）小红用如图3所示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，选项中能正确反映h－I关系的是 　A　⁠。  第1题图3 A　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 【拓展】用Q＝I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q＝UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因： 　不能，含有电动机的电路，电流做的功大部分转化为机械能，只有一小部分转化为内能，此时W＝UIt＞Q　⁠。  不能，含有 电动机的电路，电流做的功大部分转化为机械能，只有一小部分转化为内 能，此时W＝UIt＞Q　 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 2.[2020河北，37]小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中的电能表[3 000 r/（kW·h）]，如图所示。电水壶的规格为“220 V　1 210 W”，电水龙头的规格为“220 V　2 420 W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110 r，用时120 s；在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用时180 s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求： （1）电水壶和电水龙头的电阻。 2 电热的相关计算 第2题图 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 解：（1）电水壶的规格为“220 V　1 210 W”，电水龙头的规格为“220 V　2 420 W”，根据公式P＝可知，电水壶的电阻 R电水壶＝＝＝40 Ω 电水龙头的电阻 R水龙头＝＝＝20 Ω 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） （2）导线的电阻。 第2题图 2.[2020河北，37]小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中的电能表[3 000 r/（kW·h）]，如图所示。电水壶的规格为“220 V　1 210 W”，电水龙头的规格为“220 V　2 420 W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110 r，用时120 s；在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用时180 s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求： 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 解：（2）当电路中单独使用电水壶烧水时，消耗的电能 W＝ kW·h＝ kW·h 此时电路的总功率 P实＝＝＝1 100 W此时电水壶和导线的总电阻 R总＝＝＝44 Ω 由于导线与电水壶串联接入电路中，则导线的电阻 R线＝R总－R电水壶＝44 Ω－40 Ω＝4 Ω 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） （3）在洗漱时，导线上产生的热量。 第2题图 2.[2020河北，37]小明家在不远处施工，临时用导线将电水壶和电水龙头（打开几秒钟就能流出热水）接入家中的电能表[3 000 r/（kW·h）]，如图所示。电水壶的规格为“220 V　1 210 W”，电水龙头的规格为“220 V　2 420 W”，当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动110 r，用时120 s；在电路中单独使用电水龙头洗漱时，用时180 s。导线、电水壶和电水龙头的电阻不随温度变化。求： 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） 解：（3）电水龙头和导线的总电阻 R'＝R线＋R水龙头＝4 Ω＋20 Ω＝24 Ω 此时导线和电水龙头的功率 P'＝＝＝ W 根据公式P＝I2R可知，I2＝，则导线上产生的热量 Q＝I2R线t'＝R线t'＝×4 Ω×180 s＝60 500 J 请完成《精练册》（P64～P65）中的练习题 卓文中考·加速度 物理 2024河北中考 第24讲　焦耳定律（1～7分） $$