内容正文:
电和磁
实验突破
知识梳理
第6课时 焦耳定律
考点梳理
知 识 梳 理
返回目录
1.定义:电流通过导体时电能转化成______能,这种现象叫作电流的热效应。
2.影响因素:________、________、____________。
知识点一
电流的热效应(广西2024、广西2023)
内
电流
电阻
通电时间
返回目录
第6课时 焦耳定律
1.焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的__________成正比,跟导体的________成正比,跟通电时间成______比。
2.焦耳定律的表达式:Q=________。(适用于所有电路,常用于串联电路)
3.推导公式(仅适用于纯电阻电路):
(1)根据Q=I2Rt、U=IR,得Q=_______。
知识点二
焦耳定律(广西2023)
二次方
电阻
正
I2Rt
UIt
返回目录
第6课时 焦耳定律
返回目录
第6课时 焦耳定律
6
1.利用电热的用电器:电热水器、电烙铁、电饭锅、电熨斗等。
2.防止电热产生危害的措施:电视机后盖设计有散热孔、电脑主机用微型风扇散热等。
知识点三
电热的利用与防止(广西2023)
返回目录
第6课时 焦耳定律
实 验 突 破
返回目录
实验
思路 1.如何判断电流通过电阻产生热量的多少?答:通过_____________ __________判断,高度差大的一侧产生的热量______。此处运用了________法。
2.如何控制各个电阻通电时间相同?答:将电阻连接在________电路中。
3.如何探究电热与电阻的关系?答:将两个阻值________的电阻串联(目的是________________),通电一段时间,观察U形管中液面的高度差。
实验 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关
U形管中液面
的高度差
多
转换
同一
不同
控制电流相等
返回目录
第6课时 焦耳定律
实验
思路 4.如何探究电热与电流的关系?答:先将两个阻值________的电阻R1、R2串联,再给其中一个电阻的容器外并联一个电阻R3(目的是__________________________),通电一段时间,观察U形管中液面的高度差。
5.如何探究电热与通电时间的关系?答:同一装置,先后通电不同的时间,观察U形管中液面高度差的变化。
相同
使通过R1、R2的电流不同
返回目录
第6课时 焦耳定律
例题 (原创)在探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时,同学们利用图1所示的装置进行实验。
【基础设问】
(1)组装器材前,在U形管中注入红墨水,此时U形管______ (选填“是”或“不是”)连通器。正确组装好进行实验时,U形管________(选填“是”或“不是”)连通器。
是
不是
图1
返回目录
第6课时 焦耳定律
(2)如图甲,两个透明容器中要密封入________的空气。
(3)实验中被加热的物质是________,选它作为被加热物质的原因是____________________________________________。
(4)小明先用图甲装置进行实验:
等量
图1
①该装置可用来探究电流通过导体产生的热量与________的关系;
②通电一段时间后,左侧U形管中的液面高度差为零且保持不变,出现此现象的原因可能是_________ ________________________________________;
空气
空气的热胀冷缩现象明显,便于观察实验现象
电阻
与该U形
管相连的容器密闭性不好(或电阻丝R1短路)
返回目录
第6课时 焦耳定律
③排除故障后,正确进行实验,实验现象如图甲所示,可以得出的结论是________________________________________________________。
在电流、通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量越多
图1
(5)小明接着用图乙装置进行实验:通电一段时间后,实验现象如图乙所示,则产生热量较多的是电阻丝______,可以得出结论:__________________________________________________________。
R1
在电阻、通电时间相同时,通过的电流越大,产生的热量越多
返回目录
第6课时 焦耳定律
【提升设问】
(6) 图2是小华设计的探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。
①通过观察____________________来反映两电阻丝产生热量的多少。
温度计升高的示数
图2
②两个相同的烧瓶中装有质量______的煤油。已知电阻丝的电阻R甲>R乙,则该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量与________的关系。
相等
电阻
返回目录
第6课时 焦耳定律
③当开关闭合后,______瓶中温度计的示数上升较快;若向左移动滑片,实验现象更________(选填“明显”或“不明显”)。
④由于实验室煤油储备不够,有一组同学将其中一个烧瓶内的煤油换成了等量的水,通电一段时间后,这组同学发现两烧瓶内温度计示数的变化几乎一样,出现这一现象的主要原因是______________________。
甲
图2
明显
水的比热容比煤油的大
返回目录
第6课时 焦耳定律
小华想利用该装置做“比较水和煤油的吸热能力”实验,则他应将两个烧瓶中的液体换成________和初温均相等的水和煤油;此外还必须更换一个电阻丝,使更换后的电阻丝满足R甲′______R乙′。
质量
=
返回目录
第6课时 焦耳定律
考 点 梳 理
返回目录
例1 (2024昭通模拟改编)下列四种用电器中,主要利用电流的热效应工作的是 ( )
考点
焦耳定律的理解与应用(广西2024、广西2023)
A
返回目录
第6课时 焦耳定律
例2 下列说法正确的是 ( )
A.电阻越大,导体产生的热量一定越多
B.电流通过电阻产生的热量与电流成正比
C.电流的热效应将电能转化成内能
D.用电器消耗的电能一定等于电流通过它产生的热量
C
返回目录
第6课时 焦耳定律
例3 (2023广西)小明家连接插线板的导线折断后,他把两根导线拧在一起继续使用,用久后发现连接处容易发热,其主要原因是连接处 ( )
A.电阻变小
B.电流比别处电流小
C.电阻变大
D.电流比别处电流大
C
返回目录
第6课时 焦耳定律
例4 (原创)完成下面有关电热的计算:
(1)一个10 Ω的定值电阻,当通过它的电流为2 A时,通电1 min产生的热量是_________J。
(2)一个5 Ω的定值电阻,接到2 V的电源上工作5 min,产生的热量是_______J。
(3)一个定值电阻,接到3 V的电源上时,通过它的电流是0.2 A,则通电10 min产生的热量是_______J。
(4)一个标有“220 V 800 W”字样的电水壶,正常工作5 min产生的热量是____________J。
考点
焦耳定律的计算
2 400
240
360
2.4×105
返回目录
第6课时 焦耳定律
例5 (2024兴安盟模拟改编)已知电阻R1=3 Ω,R2=6 Ω,若将R1、R2串联在同一电路中,则在相同时间内电流通过R1、R2产生的热量之比Q1∶Q2=________;若将R1、R2并联在同一电路中,则在相同时间内电流通过R1、R2产生的热量之比Q1′∶Q2′=________。
1∶2
2∶1
返回目录
第6课时 焦耳定律
1.(2024赤峰改编)某品牌电饭煲有“加热”和“保温”两挡功能,简化电路如图3,R1=242 Ω,R2=60.5 Ω。该电饭煲在“保温”挡工作10 min,电路中产生的热量是____________J。
1.2×105
图3
返回目录
第6课时 焦耳定律
2.(2023绥化)图4是某电加热器的工作电路图,电加热器有“高温”和“低温”两挡,其中R1=44 Ω,R2=176 Ω。当开关S1闭合、S2 ________时处于高温挡。该电加热器在“低温”挡正常工作5 min产生的热量是____________J。
闭合
图4
6.6×104
返回目录
第6课时 焦耳定律
3.(2024福建改编)小闽设计的车载榨汁机的工作电路图如图5所示(电源电压恒定),该榨汁机可以在榨汁的同时对其进行加热。电热丝R的阻值为4 Ω,电动机线圈的阻值为0.5 Ω,电动机标有“12 V 24 W”的字样。闭合开关S、S1,电动机正常工作。
(1)该榨汁机的电源电压是多少?
图5
解:(1)闭合开关S、S1时,电路中只有电动机正常工作,则电源电压:U=UM额=12 V
返回目录
第6课时 焦耳定律
(2)闭合开关S、S2,通电100 s,若此过程中电热丝R消耗的电能为W1,电流通过电热丝R产生的热量为Q1,请通过计算比较两者的大小关系。
图5
返回目录
第6课时 焦耳定律
(3)闭合开关S、S1,通电100 s,若此过程中电动机消耗的电能为W2,电流通过电动机线圈产生的热量为Q2,请通过计算比较两者的大小关系。
图5
返回目录
第6课时 焦耳定律
返回目录
第6课时 焦耳定律
请完成本书P127 专项2 元件不定类电路分析与计算和P128 专项3 动态电路分析与计算。
返回目录
第6课时 焦耳定律
参考答案
【知识梳理】
一、1.内 2.电流 电阻 通电时间
二、1.二次方 电阻 正
返回目录
第6课时 焦耳定律
【实验突破】
实验 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关
实验思路 1.U形管中液面的高度差 多 转换
2.同一 3.不同 控制电流相等
4.相同 使通过R1、R2的电流不同
例题 (1)是 不是 (2)等量
(3)空气 空气的热胀冷缩现象明显,便于观察实验现象
返回目录
第6课时 焦耳定律
(4)①电阻 ②与该U形管相连的容器密闭性不好(或电阻丝R1短路) ③在电流、通电时间相同时,导体的电阻越大,产生的热量越多
(5)R1 在电阻、通电时间相同时,通过的电流越大,产生的热量越多
(6)①温度计升高的示数 ②相等 电阻 ③甲 明显 ④水的比热容比煤油的大
拓展设问 质量 =
返回目录
第6课时 焦耳定律
【考点梳理】
例1 A
例2 C
例3 C
例4 (1)2 400 (2)240 (3)360 (4)2.4×105
例5 1∶2 2∶1
变式训练 1.1.2×105 2.闭合 6.6×104
返回目录
第6课时 焦耳定律
返回目录
第6课时 焦耳定律
返回目录
第6课时 焦耳定律
注意 在纯电阻电路中,用电器消耗的电能全部转化为内能,Q=
W=UIt=I2Rt=;在其他电路中,Q<W,计算消耗的电能只能用W=Pt=UIt,计算产生的电热只能用Q=I2Rt。
$$