第16讲 第3课时 焦耳定律的理解及应用（讲义PPT）-【架构中考】2024年中考物理讲义（贵州专用）

第四部分　电磁学 2024贵州物理 第十六讲　电功率 第3课时　焦耳定律的理解及应用 目 录 1 回归教材　掌握必备知识 2 对照课标　突破核心考点 3 实验探究　一题三阶通关 4 课堂反馈　落实学业要求 1 回归教材 掌握必备知识 1 必备知识 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⁠ ⁠能，这种现象 叫做电流的热效应。 2.电流通过导体时产生热量多少的影响因素：电流大小、电阻大小 和通电时间长短。 内　 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 2 必备知识 焦耳定律 1.内容：电流通过导体产生的热量跟⁠ ⁠的二次方成正比，跟 导体的⁠ ⁠成正比，跟⁠ ⁠成正比。   　　【注意】 非纯电阻电路电流做功消耗的电能转化为内能和其他形 式的能，此时有W＝Pt＝UIt、Q＝I2Rt，W＞Q，如含电动机的电路。 电流　 电阻　 通电时间　 Q＝I2Rt　 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 ⁠ ⁠ 对点练习1　一台额定电功率为1 100 W的电动机正常工作时，通过 线圈的电流为5 A，若此线圈的电阻为2 Ω，则这台电动机1 min内线圈产 生的热量是⁠ ⁠J。 3 000　 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 3 必备知识 电热的利用和防止 1.电热的利用：电饭锅、电烤箱、电熨斗、电热水壶等。 2.电热的防止：电视机的散热窗、电脑中的微型风扇等。 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 对点练习2　下列四个用电器中，不是利用电流的热效应工作的是（　D） A.电炉 B.电熨斗 C.电饭煲 D.电视机 D 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 2 对照课标 突破核心考点 1 核心考点 焦耳定律的理解及生活中的电热现象 ⁠ 央视《是真的吗？》节目中，主持人做了“电池＋口香糖锡纸＝取火工具”的实验：取口香糖锡纸，中间剪掉一些，将锡纸条带锡面的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现锡纸条开始冒烟、着火，如图所示。锡可以导电，锡纸两端搭在电池正、负两极时，电路处于⁠ ⁠（选填“断路”或“短路”）状态，迅速产生大量热量并释放出来，这是利用了电流的⁠ ⁠；要想让锡纸更容易燃烧，应该增大锡纸的横截面积，使其电阻⁠ ⁠（选填“变大”“变小”或“不变”）。 例 1 短路　 热效应　 变小　 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 ⁠ （多选）将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（　C ） 例 2 A.电冰箱产生的热量最多 B.电风扇产生的热量最多 C.电热毯产生的热量最多 D.三者消耗的电能一样多 CD 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 2 核心考点 焦耳定律的简单计算 ⁠ （1）如图甲所示，电源电压保持3 V不变，已知电阻R1＝10 Ω，R2＝20 Ω。闭合开关S，通过R1的电流为⁠ ⁠A，通电30 s电阻R1产生的热量为⁠ ⁠J。 例 3 甲 乙 0.1　 3　 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 　　（2）如图乙所示，电源电压保持不变，电阻R2的阻值为20 Ω，只 闭合开关S，电流表的示数为0.3 A，再闭合S1，电流表的示数变化了0.2 A，则电阻R1＝⁠ ⁠Ω，通电100 s电阻R1产生的热量为⁠ ⁠J。 30　 120　 甲 乙 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 3 实验探究 一题三阶通关 实验　探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关 　　例　小明在探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关时，提 出了以下猜想： 猜想一：电流通过导体时产生的热量可能与电流大小有关； 猜想二：电流通过导体时产生的热量可能与电阻大小有关。 于是他利用如图所示的装置进行实验。 甲 乙 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 ⁠ ⁠ （1）实验中通过观察⁠ ⁠来反映电流通过导 体产生热量的多少，这里采用的探究方法是⁠ ⁠；U形管中应选 用比热容较小的物质，可以使管中液柱上升更⁠ ⁠（选填“快”或 “慢”），实验现象更明显。 U形管两侧液面高度差　 转换法　 快　 甲 乙 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 （2）正确连接电路，闭合开关后，图甲的装置中，通过两电阻丝 的电流⁠ ⁠（选填“相等”或“不相等”）；一段时间后，⁠ ⁠ （选填“左”或“右”）侧U形管中液面高度变化大，初步得出的结论 是：⁠ ⁠ ⁠ ⁠。 相等　 右　 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过导体 ‘’ 产生的热量越多　 甲 乙 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 （3）图乙探究的是电流通过导体产生的热量跟⁠ ⁠的关 系，闭合开关，通电一段时间后，左侧U形管中液面高度变化大。此实 验现象表明：在电阻相同、⁠ ⁠相同的情况下，⁠ ⁠ ⁠ ⁠，电流通过导体产生的热量越多。 电流大小　 通电时间　 电流越 大　 甲 乙 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 ⁠ ⁠ （4）让乙装置冷却到初始状态，把右侧并联的两根电阻丝都放入 容器内，接通电源比较两容器内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电 流产生的热量跟⁠ ⁠的关系，一段时间后，⁠ ⁠（选填 “左容器”“右容器”或“两容器一样”）内电阻丝产生的热量多。 电阻大小　 左容器　 乙 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 ⁠ ⁠ （5）实验中如果观察到图乙左侧的电阻丝发红，但是左侧U形管的 液面没有产生高度差，原因可能是⁠ ⁠；若右侧容器内 的电阻丝没有发红，且U形管中没有高度差，则原因可能是⁠ ⁠ ⁠ ⁠。 装置密封性不好　 右侧内部 的电阻丝断路　 乙 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 4 课堂反馈 落实学业要求 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.（2023·吉林）电热毯的电阻丝断掉后不要将两个断头连接后继续使 用，原因是接头处的电阻⁠ ⁠，在电流相同时，由于电流的⁠ ⁠ 效应会导致接头处温度过高产生安全隐患。 3.某电烙铁的铭牌上标有“220 V”字样，它正常工作2 min产生了 5.28×104 J的热量，电烙铁的电阻是⁠ ⁠Ω。 C 较大　 热　 110　 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 4.（2020·贵阳）现代家庭中用电器越来越多，若家庭电路的主线路（进 户线）电线选择不当，会带来许多麻烦甚至是安全隐患。根据家庭安全 用电的需要，你认为主线路电线在选择时应考虑哪些因素？请写出一个 因素并说明原因。 答：主线路电线在选择时应根据家庭安全用电的需要选择合适粗细 的电线。因为家庭中用电器越来越多，用电器的功率越来越大，根 据P＝UI可知，电路中的电流越来越大，在主线路电线电阻一定 时，根据Q＝I2Rt可知，在相同时间内，电线产生的热量越多，越容 易引起火灾，所以主线路电线在选择时应根据家庭安全用电的需要 选择合适粗细的电线。 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 5.（2021·贵阳）小明在探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有 关”的实验中，提出了下列猜想： A.与通电时间有关 B.与电阻大小有关 C.与电压大小有关 D.与电流大小有关 实验器材有：阻值不同的电阻丝若干、蓄电池、火柴、开关和导线 若干。 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 请回答下列问题： （1）探究猜想A时，将某一电阻丝接入电路，保证安全的情况下使 火柴头充分接触电阻丝，闭合开关一段时间后火柴头才燃烧，这一 现象说明： ①电阻丝产生的热量通过⁠ ⁠的方式传递给火柴头； ②电阻丝产生的热量与通电时间⁠ ⁠（选填“有关”或“无关”）。 热传递　 有关　 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 （2）探究猜想B时，如图所示，将10 Ω和20 Ω的电阻丝串联接入电路， 把两根相同的火柴头分别接触电阻丝（设火柴头与整根电阻丝接触）： ①小明思考，若相同时间内仅有一根电阻丝上的火柴头燃烧，据此能否 判断该电阻丝产生的热量多？⁠ ⁠（选填“能”或“不能”）； ②闭合开关较长时间后，发现两电阻丝均发热，但火柴头都没有燃烧。 在不改变电源电压的情况下，选择下列哪组电阻丝进行实验更可 行？⁠ ⁠（选填字母序号）。 能　 C　 A.20 Ω　30 Ω B.15 Ω　15 Ω C.5 Ω　25 Ω 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 （3）小明通过上述实验发现：电阻越大，电流产生的热量越多。评估 该实验时，小明认为：串联电路中不同阻值的电阻两端所分电压不同， 那么电流产生的热量与电阻大小有关的结论似乎不可靠。如果改变两电 阻丝的连接方式，能否合理完成对猜想B的方案设计。⁠ ⁠？请你 说明理由：⁠ ⁠ ⁠ ⁠。 不能　 两电阻并联时，电压相同，由于电阻不同，通过两电阻的 电流不同，不能控制电流相同，所以不能　 第3课时　焦耳定律的理解及应用 返回首页 首页 总目录 本讲内容结束 请完成《素养综合练测30》P56页 $$