第19课时 焦耳定律(课堂本)-【中考零障碍】2026年广东中考物理复习

第19课时焦耳定律 考情分析 课标内容要求 对应考点 考频 1.认识电流的热效应 10年3考 2.探究电流通过导体时产生的热量与 3.4.6通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定 10年4考 哪些因素有关 律说明生产生活中的有关现象。 3. 串、并联电路中电热的简单计算 10年5考 4.串、并联电路中的加热、保温问题 10年5考 知识网络 定义：电流通过导体时电能转化为① 的现象 影响因素：电阻R、电流、通电时间t 电流的热效应{ 应用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等 电热的热效应和 防止：电视机后盖有孔、电脑内的散热风扇等 焦耳定律 内容：电流通过导体产生的热量跟② 成正比， 跟导体的电阻成③ 跟通电时间成④ 焦耳定律 定义式：Q=⑤ 推导公式：Q=W=Ut=Pt= R(适用纯电阻电路) 考点过关 考点1认识电流的热效应 【例1】(2025·北京)下列用电器中，利用电流热效应工作的是 A.电热水壶 B.吸尘器 C.电冰箱 D.电视机 思维点拔 电流的热效应：电流通过导体要发热，这叫作电流的热效应，利用热效应工作的电器特 点是把电能主要转化成内能，如白炽灯、电炉、电烙铁、电焊等都是电流的热效应的例子。 【变式1-1】如图所示的便携式封口机，使用电压为3V的电源，接通电路 后，发热电阻温度升高，利用电流的 实现高温封口。封口时总 是把塑料袋烫坏，应将发热电阻换成阻值更 (选填“大”或“小”)的 发热电阻。 【变式1-2】随着人们生活水平的不断提高，越来越多的用电器进入了我们的生活。下列用电器 主要利用电流的热效应工作的是 A. 电风扇 B.电饼铛 C.电冰箱 D.电脑 LZAZK 163 WL 考点2探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关 【例2】如图所示，两个相同透明容器中密封着等量的空气。用该装置探究电流产生的热量与哪 些因素有关时，下列说法中正确的是 A.用U形管中液面高度差反映电流产生热量的多少 B.通电后可探究电流产生的热量与电流大小的关系 C.图中两容器中电阻在相同时间内产生的热量之比是1：4 U D.通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差较大 思维点拔 电流通过导体产生热量的多少不能直接观察，但可以通过U形管两侧液面高度差的变化 来反映，这种研究方法叫转换法；由图可知，两个电阻串联，说明电流相同，那就不能探究 电热与电流的关系；图中通过两串联电阻电流相等，由Q=PR:可得通电时间相同时电流产 生的热与电阻成正比，所以两电阻产生的热量之比为1：2；根据焦耳定律，在电流、通电时 间都相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量就越多，U形管的液面高度差就越大。 【变式2-1】(2025·广东)如图所示实验，实验前已调好器材，实验过程中通过电阻R1、R2的 电流 (选填“相等”或“不相等”)；观察U形管内液面高度差可知 (选填 “R,”或“R2”)产生的热量较多；要使液面高度差变化更快，可将滑动变阻器的滑片P向 滑动。 R,=102 电源o 变式2-1图 变式2-2图 【变式2-2】(2025·东莞二模)如图所示装置中，R1=102,R2=R=5D。只闭合S,电路中 的电流为0.2A,通电5min电阻R产生的热量为 J,此时研究的是电流通过导体产 生的热量和 大小的关系；再闭合S2,左侧U形管内液柱的高度差 (选填 “大于”“小于”或“等于”)右侧液柱的高度差。 考点3串、并联电路中电热的简单计算 【例3】(2025·海南二模)如图所示是“探究通电导体产生的热量与 大 小关系”实验的装置，通过左侧容器中电阻丝的电流为0.4A,在1min内 电流通过左侧容器中电阻丝产生的热量为 J。 50 思维点拔 首先分析简单电路，根据串、并联电路电流、电压规律得出各个元件的相应物理量，再 计算相应的电热问题。 LZAZK 164 WL 【变式3-1】(2025·安徽)如图所示电路中，电源电压保持不变，R1、R2均为定值电阻，其中 R1=102。闭合开关S,电流表的示数为0.20A,通电10s整个电路共产生6J的热量，则 电阻R2产生的热量为 (A 变式3-1图 变式3-2图 【变式3-2】(2025·安徽二模)如图所示电路中，AB两端电压保持不变，R1=102,R2=202。 电压表的示数为3V,则通电100s,电流通过电阻R2产生的热量是 J。 考点4串、并联电路中的加热、保温问题 【例4】(2025·东莞二模)某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如 图所示（虚线框内为电饭锅的发热部位）。已知R1=442,R2=21562。 (1)开关S置于 （选填“1”或“2”)挡时，是保温焖饭挡。 R (2)高温烧煮挡，它的功率是多大？ S1 (3)保温焖饭10min产生的热量是多少？ 220Vg 思维点拔 熟练掌握串联电路的特点、电功率公式以及焦耳定律的应用，能正确分析不同状态下的 电路连接是解题的关镜。由P= 可知，电路中的总电阻最大时总功率最小，电饭锅处于保 R 温挡；电路中的总电阻最小时总功率最大，电饭锅处于高温挡。 【变式4-1】(2025·韶关一模)小明同学设计了具有保温和速热两挡的车载加热垫，其简化电路 图如图所示，电源电压恒为12V,电热丝R1、R2的阻值恒定，R1=302。只闭合开关S时 为保温挡；同时闭合开关S、S2时为速热挡，此时干路中的电流为1.2A。求： (1)只闭合开关S,时，通过电热丝R的电流。 (2)电热丝R2的阻值 (3)速热挡工作100s产生的热量。 LZAZK 165 WL 【变式4-2】(2025·广州二模)如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温 度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R,和R2均为电热 丝，S和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三挡的 转换。当S,闭合，S2连接触点A时，处于高温挡，高温功率1100W。已知R1=552,问： AP/W 高温挡 R 中温挡 低温挡 …220Vo 051015202530t/min 甲 之 的 (1)处于高温挡时，电饭锅正常工作时电路中的总电流是多少？处于高温挡时，电饭锅经过 10min产生的热量是多少？ (2)电阻R2的阻值是多大？ (3)当S断开，S2连接触点B时，处于低温挡，此时电路的总功率为多大？ (4)处于中温挡时，开关是如何连接的？ 重难点突破 重难点1电能W与电热Q的关系 【例1】电路中，某用电器两端的电压为U,通过的电流为I,用电器的电阻为R,若通电时间为t, 则关于该用电器的电功和电热的关系，下列结论正确的是 () A.电路中，电功Ut=Rt B.电路中，电热为Ut,电功为Rt C.若该用电器所在电路为纯电阻电路，则有Ut=Rt D.若该用电器所在电路为非纯电阻电路，则有Ut<Rt LZAZK 166 WL 思维点拔 电能（电功）(W) 电热(Q) 计算公式 W=Ult Q=PRt 快慢程度 P电=UI P热=PR 关系 在纯电阻电路中，W=Q,P电=P热；在非纯电阻电路中，W>Q,P电>P热 【举一反三1】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为22，线圈中通过 的电流为10A。这台电动机工作1s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则 () A.W=3800J,Q=200J B.W=3800J,Q=3800J C.W=7200J,Q=200J D.W=7200J,Q=3800J 重难点2串、并联电路的比值问题 【例2】(2025·齐齐哈尔)物理学家焦耳于1840年最先精确地确定电流产生 的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。探究电流产生的热量多少与 电阻大小的关系的实验装置如图所示。将其接到电源两端，通电后， R 50 装置元件始终完好，则相同时间内定值电阻R,、R2产生的热量之比 Q1Q2= 。远距离输电过程中，电流的热效应会引起电能的损耗。若某段时间内， 从某发电厂采用110kV的高压向目的地输电时，输电线路损耗的电能为W；在输电线路可 承受范围内，保持发电厂输送功率和输电线路不变，不计温度对导线电阻的影响，将输送 电压提高到220kV后，相同时间内输电线路损耗的电能为W2,则W1:W2= 思维点拔 两个电阻串联，电压、电功率、电功（时间相同）、电热都和电阻成正比；两个电阻并联， 电流、电功率、电功（时间相同）、电热都和电阻成反比。 【举一反三2】(2025·东莞二模)如图所示，当开关S闭合，甲、乙两表均为电 ® 压表时，两表示数比U甲：U2=3:1,则电阻R1:R2=;当开关S断 R R 开，甲、乙两表均为电流表时，两表示数之比I:12= ,相同时间 S 内R、R2产生的热量之比Q1:Q2= 0 重难点3加热（高挡功率）和保温（低挡功率）问题易混 【例3】【物理与生活】小玥在妈妈指导下用电熨斗熨烫衣服，她首先阅读说 明书，知道电熨斗有“低温”“高温”两个挡位，其简化电路如图所示， R1、R2是电热丝，R1=48.42,2=96.82,S为旋转式开关。当她旋 转触片使触点1和2接触时，电熨斗为 挡位，该挡位通电 o220 Vo 1min,电流产生的热量为 J。 思维点拔 由电路图可知，触点1和2接触时，R1接入电路中；触点0和2、1和3接触时，两电阻 并联。根据电阻的串、并联特点可知：并联时电阻最小。所以，当她旋转触片使触点1和2 琴触时，电熨斗处于低温挡；根据Q=W1可以求得电流产生的热量 LZAZK 167 WL 【举一反三3】(2024·达州)如图所示是某品牌电热毯内部电路简化图，该电热毯具有高低两挡 加热功能，下列说法正确的是 A.只闭合开关S,时，电路处于高温挡 R B.只闭合开关S2时，电路处于低温挡 C.同时闭合开关S,、S2时，电路处于高温挡 D.同时闭合开关S、S2时，电路处于低温挡 8220 Vo 精讲实验 实验25探究电流的热效应 实验常考命题点十+ 1.【猜想】电流的热效应可能与导体电阻、电流大小、通电时间等有关。 2.【设计与进行实验】 (1)实验装置。 (2)实验方法：转换法和控制变量法。 ①转换法的应用：通过U形管两侧液 面的高度差反映产生电热的多少； 102 ②控制变量法的应用。 a.探究电热与电阻的关系，控制通过电阻丝的电流（两电阻串联）和通电时间相 同，选择两个电阻不同的电阻丝（见图甲）； b.探究电热与电流的关系，控制电阻丝阻值和通电时间相同，改变通过两电阻丝的 电流大小（见图乙）； ©.探究电热与通电时间的关系，控制电阻丝的阻值和通过电阻丝的电流相同，改变 通电时间的长短。 3.【实验结论】 导体产生的电热与电流、电阻和通电时间有关： (1)在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大，产生的热量越多。 (2)在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。 (3)在电阻和通过导体的电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 4.【交流与评估】 (1)被加热的材料选用煤油或空气的原因：煤油比热客小升温明星；空气热胀冷缩明虽 (2)对被加热物质的要求：初温和质量相同的同种物质。 (3)该实验成败的关键是：确保容器的密闭性良好。 (4)多次实验的目的：避免偶然因素对实验结论的影响，得出普遍规律。 5.利用电流的热效应解释日常生活中的现象。（例：电视机背后的散热孔、电脑的散热扇）。 【例25】(2025·深圳二模)在“探究电流产生的热量与什么因素有关”的实验中，现有实验器材： 电源(3节干电池)、电热丝(52、102各1根)、红外电子测温枪(2支)、秒表(1个)、开关 (1个)、导线若干。 LZAZK 168 WL 测温枪1测温枪 R,=52R,102 电源： 甲 乙 丙 丁 序号 通电时间t/min 0 1 y 1 温度t1/℃ 15.3 19.6 23.1 25.2 26.7 2 温度2/℃ 15.3 23.8 29.832.5 35.0 (1)探究电流产生的热量与电阻的关系，电路如图甲所示。 ①实验通过 实现控制通过电热丝R,、R2的电流与通电时间均相同；通过红 外电子测温枪测量并计算得出电热丝温度的变化量来反映 的多少； ②实验数据记录如上表，分析得出结论： (2)探究电流产生的热量与电流的关系：以R,为研究对象，需要改变电流，在不增加器材的 情况下，你的方法是： (写出一种方法即可)。 (3)小荔了解到汽车智能后视镜具有防雾、除露、化霜功能，能保障行车安全，车主可以通过 旋钮开关实现不同功能切换。如图乙所示是模拟加热的原理图，四个加热电阻的阻值均为 52。若开关旋至“2”挡，电路中干路电流为2A,则电源电压为 V;选择合适挡 位，整个电路1min最多能产生 J的热量。 (4)小荔用如图丙所示的装置，进一步探究电流通过导体产生的热量与电流的关系，烧瓶中装 入的煤油是 (选填“导体”或“绝缘体”)。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I的关系图像，根据焦耳定律可知，图丁中 能正确反映h-I关系的是 (选填字母)。 当堂检测 1.有额定电压和额定功率均为“220V40W”的电风扇、日光灯、电烙铁，若三者都在额定电 压下正常工作，则这些用电器在相等的时间内产生热量最多的是 ( A.电风扇 B.日光灯 C.电烙铁 D.一样多 2.(2025·珠海一模)小明用如图所示的装置探究电热和电阻大小的关系，他将学生电源电压 调至6V,通电1min,下列说法正确的是 () R=52R2=102 A.R1和R2并联连接 B.通过R1的电流为1.2A C.R2两端的电压为2V D.R2产生的电热为96J LZAZK 169 WL 3.（2025·福建)将包装口香糖的锡箔纸剪成如图形状，其他条件相同时，C处的横截面积小， 电阻 。A、B两端分别与电池正、负极接触，观察到C处起火，该现象利用了电流 的 效应。 4温度/℃ 40 30 A 20H B 10 广23时间/min 0 甲 乙 第3题图 第4题图 4.(2025·广州三模)规格相同的容器装了相同质量的A、B两种液体，用不同的加热器加热 (R1:R2=2:3,忽略它们与外界之间的热传递)，加热器连接方式如图甲所示，得到图乙所 示的温度与加热时间的图线。 (1)0~3min,A与B上升的温度之比为 (2)R的电功率 (选填“>”“<”或“=”)R2的电功率。 (3)A、B两液体的比热容ca（选填“>”“<”或“=”)c。 5.(2025·深圳)某简易植物工厂，为了给植物提供光和热，君君、辉辉、阳阳共同设计了如图 所示的电路图。小灯泡L的规格是“12V6W”。电源电压为12V,R为加热电阻，阻值大 小为62，则： (1)请帮助君君同学算出只闭合S2时通过R的电流。 (2)请帮助辉辉同学算出只闭合S,时灯泡L的电阻。 (3)阳阳同学闭合S1、S2后，通电10min,求R产生的热量和电路消耗的总电能。 R 6.图甲是某品牌家用电吹风，其电路如图乙所示，R,、R2为电阻丝，M为电动机。通过调节 开关，可使电吹风分别处于“停止”“冷风”“暖风”或“热风”四种状态。 (1)要使电吹风正常工作，图甲中的A处应安装 B处应安装 。（均选填“电动机”或“电阻丝”)》 ④ B R (2)如图乙所示，要使电吹风处于“冷风”状态，应闭合开关 ;要使电吹风处于“暖风”状态，应闭合开关 &09 220V。 (3)已知电吹风处于“暖风”状态时，从出风口吹出的空气温度 升高了20℃；处于“热风”状态时，从出风口吹出的空气温度升高了30℃。假设这两种 状态下的热效率相同，相同时间内吹出的空气质量相同，则R1:R2= (4)电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会 (选填“变大”“变小”或 “不变”)。 LZAZK 170 WL4.(1) (2)B(3)2.40.72 (4)①L1②不动③1,2R 5.解：(1)由P=U1可得，电灯的额定 电流无-会-碧器-05A (2)由P=n=公可得，电灯的电阻 R U2_(20V)2 R=P=10W =402 (3)由P=U1可得，干路电流 1=号-Y-07A 在并联电路中，通过R的电流 IR=1-1=0.7A-0.5A=0.2A 电阻R的阻值 受-28x=1mn R=- 答：略 第19课时焦耳定律 知识网络 ①内能②电流的二次方③正比 ④正比⑤'Rt 考点过关 例1A 变式1-1热效应大 变式1-2B 例2A 变式2-1相等R2右 变式2-2120电阻大于 例3电流48 变式3-12 变式3-2180 例4(1)1 解：(2)开关S接2时，只有R,接入 电路，为高温烧煮挡。 由电功率公式可得高温烧煮挡的功率 A=发=2a0-1mw (3)开关S接1时，R1和R2串联，为 保温焖饭挡。 由电功率公式可得保温焖饭挡的功率 U2(220V)2 P=R,+R,44+2156n-2W 则保温焖饭10min产生的热量 0=W=P保t=22W×10×60s =1.32×104J 答：略 变式4-1解：（1)只闭合开关S1时， 举-反三22：12：31：2 为保温挡，电路中只接入电热丝R, 例3低温6×10 通过电热丝R,的电流 举一反三3C 4=片号 精讲实验 =0.4A 例25（1)①电阻串联电阻产生的热量 (2)同时闭合开关S1、S2时，两电热 ②电流和通电时间相同，电阻越大， 丝并联，电路处于速热挡，此时干路 电流产生的热量越多 中的电流为1.2A,则通过电热丝R2 (2)改变电源的电压(3)102400 的电流 (4)绝缘体A 12=1-I1=1.2A-0.4A=0.8A 当堂检测 电热丝R2的阻值 1.C2.D 风=号-品=15n 3.大热 4.(1)2:3(2)<(3)= (3)速热挡工作100s产生的热量 5.解：(1)只闭合S2,通过R的电流 2=W=Ut=12V×1.2A×100s =1440J k=只-2A 答：略 (2)只闭合S,灯泡L的电阻 变式4-2解：(1)处于高温挡时，电 _U_2Y)2 RL二P每 6W =242 饭锅正常工作时电路中的总电流 (3)闭合S,、S2后，通电10min,R P-1100W=5A I 产生的热量 220V 0=1R2Rt=(2A)2×62×10×60s 处于高温挡时，电饭锅经过l0min产 =1.44×104J 生的热量 灯泡支路的电流 2=W=P商t=1100W×10×60s =6.6×105J u-2--05A (2)由电路图知，当S,闭合，S2连接 干路中的电流 触点A时，处于高温挡，此时电阻R, I=1+IR=0.5A+2A=2.5A 和R2并联，通过R1的电流 电路消耗的总电能 =装-器4A W=Ut=12V×2.5A×10×60s =1.8×10J 所以通过R2的电流 答：略 12=1-I1=5A-4A=1A 6.(1)电阻丝电动机(2)SS和S2 (3)1:2(4)变小 R的阻值R2--20Y=2200。 1A 第20课时生活用电 (3)由电路图知道，当S,断开，S2连 知识网络 接触点B时，处于低温挡，电阻R ①相线②并联③串联④相线 和R2串联，所以电路的总电阻 ⑤中性线⑥短路⑦大⑧低 R=R1+R2=552+2202=2752 ⑨保护电路⑩不接触①不靠近 此时电路的总功率 考点过关 =Y-2202 例1B变式1-1B变式1-2 P低二R品 =176W 2752 例2 相线 中性线 (4)根据图丙知道，中温挡的功率比 保护线 高温挡功率小，比低温挡功率大，由 P=知道，中温挡下，电路的总电 三孔插座 开关 R 灯泡 阻小于低温挡下的总电阻、大于高温 变式2-1 相线 中性线 挡下的总电阻，当开关S,闭合、S2 保护线 连接触点B时，电路中只有R工作， 电路的总电阻较小，消耗的电功率较 变式2-2 相线 大，电饭锅处于中温挡。 中性线 重难点突破 例1C举-反三1A 例21：24：1 物理·中考10LZA·参考答案