单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,第,17,课时,焦耳定律,考点一焦耳定律,1.,电流的热效应,:,电流通过导体时,转化成内能的现象。利用,:,电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等。防止,:,散热窗、散热片等。,2.,发现,:,英国物理学家,做了大量实验,最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。,3.,焦耳定律内容,:,电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成,跟导体的电阻成,跟通电时间成,。,电能,焦耳,正比,正比,正比,Q,=,I,2,Rt,考点二电功,W,与热量,Q,之间的关系,考点三电热器多挡位问题,小,大,重难一焦耳定律,1.,2020,江西,1840,年英国物理学家,最先精确地确定了电流通过导体产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系,其表达式为,:,Q,=,。,答案,焦耳,I,2,Rt,解析,英国物理学家焦耳做了大量实验,于,1840,年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,得出了焦耳定律,其表达式为,Q,=,I,2,Rt,。,2.,2020,贵港,利用如图,17-1,所示的装置探究“电流产生的热量与哪些因素有关”。两烧瓶中煤油质量相等,电阻丝,R,甲,R,乙,实验中通过比较甲、乙烧瓶中温度计示数升高的快慢,可探究电流产生的热量与,的关系,;,移动滑动变阻器的滑片,观察,(,选填“相同”或“不同”,),烧瓶内的温度计示数升高的快慢,可探究“电流产生的热量与电流的关系”。,图,17-1,电阻,相同,3.,将电阻,R,1,和,R,2,串联后接在,6 V,的电源上,R,1,=40,R,2,=20,则通过,R,1,的电流为,A,通电,1 min,后,R,2,所产生的热量为,J,。,答案,0.1 12,重难二有关电热器的多挡位问题,4.,林红同学家的电饭煲有加热和保温两挡,其原理如图,17-2,所示,R,与,R,0,为发热电阻丝。下列说法正确的是,(,),A.,开关,S,接,1,时,R,与,R,0,同时工作,为保温挡,B.,开关,S,接,1,时,只有,R,0,工作,为加热挡,C.,开关,S,接,2,时,只有,R,0,工作,为保温挡,D.,开关,S,接,2,时,只有,R,工作,为加热挡,图,17-2,A,5.,2020,云南,如图,17-3,甲所示,是某款电热水龙头,图乙是它的电路原理图。,R,1,、,R,2,是电热丝,R,1,=24,R,2,=48,。通过旋转手柄使扇形开关,S,同时接触两个相邻触点实现冷水、温水、热水挡的切换。当开关,S,接触,2,、,3,触点时,水龙头放出的是,水。不考虑温度对电热丝阻值的影响,水龙头在热水挡位正常工作时电路消耗的功率是,W,。,图,17-3,甲,答案,温,3025,6.,2020,江西,冬天打出来的果汁太凉,不宜直接饮用。如图,17-4,所示,是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图,该榨汁杯的部分参数如下表所示,求,:,(1),仅榨汁时的正常工作电流。,(2),R,2,的阻值。,(3),已知该榨汁杯正常工作时的,加热效率为,90%,给杯子盛满果,汁并加热,使其温度升高,30,要加热多长时间。,c,果汁,=410,3,J/(kg,),果汁,=1.210,3,kg/m,3,图,17-4,榨汁杯部分参数表,额定电压,220 V,加热功率,300 W,保温功率,80 W,榨汁功率,66 W,容量,300 mL,6.,2020,江西,冬天打出来的果汁太凉,不宜直接饮用。如图,17-4,所示,是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图,该榨汁杯的部分参数如下表所示,求,:,(2),R,2,的阻值。,图,17-4,榨汁杯部分参数表,额定电压,220 V,加热功率,300 W,保温功率,80 W,榨汁功率,66 W,容量,300 mL,6.,2020,江西,冬天打出来的果汁太凉,不宜直接饮用。如图,17-4,所示,是小丽制作的“能加热的榨汁杯”及其内部电路简化结构示意图,该榨汁杯的部分参数如下表所示,求,:,(3),已知该榨汁杯正常工作时的,加热效率为,90%,给杯子盛满果,汁并加热,使其温度升高,30,要加热多长时间。,c,果汁,=410,3,J/(kg,),果汁,=1.210,3,kg/m,3,图,17-4,榨汁杯部分参数表,额定电压,220 V,加热功率,300 W,保温功率,80 W,榨汁功率,66 W,容量,300 mL,【,总结,】,电热器的高低挡指的是不同“功率”,电功率大的为高挡位,电功率小的为低挡位。在,电源电压不变的情况下,通过改变电路的总电阻,从而改变用电器的总功率,实现高、中、低挡位,之间的转换,一般情况是通过电阻短路或改变电,路连接方式等方法实现,(,如图,17,-,5,所示,),。,(,串“低”并“高”,),图,17,-,5,重难三非纯电阻电热的计算,7.,一台线圈电阻为,0.3,的电动机,接在,12 V,的电源上时,通过电动机的电流为,0.5 A,在,2 min,内电流产生的热量是,J,转化成的机械能是,J,此电动机的效率为,。,答案,9,711,98.75%,突破探究电热的影响因素,【,设计和进行实验,】,1.,被加热的物质选用,空气,(,或煤油,),的原因,:,空气,受热膨胀明显,(,煤油比热容小,),能使,实验现象明显,。,2.,选择被加热物质时需要保证物质的,种类相同、质量相同、初温相同,。,3.,转换法的应用,:,通过,U,形管中,液面高度的变化,(,或温度计示数的变化,),反映电流通过导体产生热量的多少。,4.,控制变量法的应用,:,探究电热与电流的关系时,控制,电热丝的电阻与通电时间,相同,改变通过电热丝的电流大小,;,探究电热与电阻的关系时,控制,通过电热丝的电流与通电时间相同,选择两电阻不同的电热丝,;,探究电热与通电时间的关系时,控制,电热丝的电阻和通过的电流,相同,改变通电时间的长短。,5.,多次测量的目的,:,使实验结论具有,普遍性,。,【,实验结论,】,6.,实验结论,:,电流通过导体产生的热量与,电流的平方,成正比,与,导体的电阻,成正比,与,通电时间,成正比。,例,1,为探究“通电导体产生的热量,Q,与电阻,R,的关系”,林红同学选用了以下器材,:,两个一样的烧瓶,烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油,相同的温度计,A,和,B,阻值分别为,R,1,、,R,2,的电阻丝,(,R,1,R,2,),学生电源,滑动变阻器,电流表,开关和导线。,【,设计实验并进行实验,】,(1),林红同学设计了如图,17-6,所示的电路,在连接导线时,开关应,滑动变阻器调到,的位置。,(2),实验通电一段时间后,记下温度计,A,的示数为,t,1,温度,计,B,的示数为,t,2,。,图,17-6,断开,阻值最大,【,分析论证,】,(3),实验中通过观察,的变化来反映电流产生热量的多少。,(4),林红在实验过程中存在的问题是,。,(5),实验改进后,发现,t,1,t,2,可以得出的结论是,。,温度计示数,没有控制烧瓶中液体的种类相同,其他条件一定时,通电导体产生的,图,17-6,热量跟电阻的大小有关,电阻越大,产生的热量越多,例,2,2020,鄂州,图,17-7,是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置。甲、乙是完全相同的密闭容器,里面密封着等量的空气,U,形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化,闭合开关前,A,、,B,两,U,形管内液面相平。,(1),实验中,乙容器外部的电阻作用是为了使左右容器内导体的,不相等。,(2),由于电流产生的热量不易直接测量,因此在实验中是通过观察,U,形管中液面高度的变化来显示甲、乙容器内空气温度的变化的,这里采用的物理研究方法是,。,(3),通过对比观察,(,选填“甲”或“乙”,),容器中,导体的电阻产生的热量较多。由此可知,在电阻和通电时,间相同时,电流越,导体产生的热量越多。,图,17-7,电流,转换法,甲,大,实验拓展,(4),小王用如图,17-8,所示的装置进行探究,经过多次实验测量,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,中能正确反映,h,-,I,关系的是,。,(5),用,Q,=,I,2,Rt,可以计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。,。,图,17-8,A,不能。原因举例,:,电,风扇工作时消耗的电能,W,=,UIt,产生的热量,Q,=,I,2,Rt,转化成的机械能是,W,-,Q,=,UIt,-,I,2,Rt,所以不能,用,Q,=,U,I,t,计算电流通过任何用电器产生的热量,