第4節(jié)焦耳定律第十八章電功率逐點導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升課時講解1課時流程2電流的熱效應(yīng)焦耳定律電熱的利用和防止知識點電流的熱效應(yīng)知1－講11.電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象。2.探究電熱的影響因素知1－講知1－講知1－講知1－講方法點撥轉(zhuǎn)換法：通過U形管兩邊液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，從而反映電流通過電阻產(chǎn)生熱量的多少?？刂谱兞糠ǎ簩嶒灢僮?1)是通過串聯(lián)保證電流相同；實驗操作(2)中，左邊容器內(nèi)電阻絲中電流是右邊容器內(nèi)電阻絲中電流的2倍，探究電熱與電流的關(guān)系。知1－講特別提醒實驗中用電阻絲對空氣加熱可以縮短實驗時間，并使實驗現(xiàn)象更加明顯。實驗中應(yīng)使兩容器密閉且封閉等量的空氣，不能漏氣。知1－練例1如果電視機、電烙鐵和電風(fēng)扇上都標(biāo)有“220V60W”的字樣，它們都在額定電壓下工作相同的時間，三個用電器產(chǎn)生的熱量()A.一樣多 B.電烙鐵多C.電視機最多 D.電風(fēng)扇最多知1－練解題秘方：根據(jù)電流熱效應(yīng)入手。解析：電視機、電烙鐵和電風(fēng)扇功率相同，在相同時間內(nèi)它們消耗的電能相同。電視機主要是把電能轉(zhuǎn)化為聲能和光能，電風(fēng)扇主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能，只有電烙鐵是把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以額定電壓下工作相同的時間，三個用電器中電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多。答案：B知1－練1.[中考·北京]下列用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是()A．電熱水壺B．吸塵器C．電冰箱D．電視機A例2[母題教材P120圖18.4－2中考·廣東]用如圖1所示的裝置做“探究電流相同時，通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”的實驗。(甲、乙是完全相同的密閉容器，閉合開關(guān)前，A、B兩U形管內(nèi)液面相平)解題秘方：對比圖文信息，讀圖也能得出答案。解析：由圖可知，兩導(dǎo)體串聯(lián)，即保證電流相等，探究電熱與電阻的關(guān)系，再觀察U形管中液面高度的變化情況，哪一個U形管中液面高度變化大，哪一個容器中導(dǎo)體在相同時間產(chǎn)生的熱量多。(1)由于電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量，因此在實驗中是通過觀察U

形管中液面的_________來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化，這里采用的探究方法是

_______。(2)通過對比觀察，_______(填“甲”或“乙”)容器中導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量較多。由此可知，在電流和通電時間相同時，電阻越_______，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。高度變化轉(zhuǎn)換法乙大技巧點撥：在探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系時，要保證電流大小和通電時間相同。其中，保持電流大小相同的方法是將兩個電阻串聯(lián)。2.如圖所示，

兩個密閉容器中接入電熱絲R1、R2，右邊容器上方接入電熱絲R3，在通電時間相同的情況下，

觀察兩個U形管中液面高度的變化。本實驗是根據(jù)_____(填“氣體”或“液體”)的熱脹冷縮來反映電流產(chǎn)生的熱量多少，已知R1=10Ω，R3=6Ω，為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，則R2=______Ω。若將R3

和R2并聯(lián)接入右邊密閉容器中，則可研究電流產(chǎn)生的熱量與

______的關(guān)系。氣體10電阻知2－講知識點焦耳定律21.內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。知2－講2.焦耳定律公式及各物理量單位(1)公式的意義：公式反映的是電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，定量地揭示了電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的規(guī)律。(2)適用范圍：普遍適用，適用于任何用電器和電路。公式Q=I2Rt物理量及單位電流I

A電阻R

Ω通電時間t

s熱量Q

J知2－講

多用于定性比較兩用電器相同時間產(chǎn)生的熱量。知2－講知識拓展電熱與電功(或消耗的電能)間的關(guān)系：電熱和電功的計算公式分別為W=UIt、Q=I2Rt，均適用于所有電路。在純電阻電路中，由于電能全部轉(zhuǎn)化為電熱，所以W=Q。在非純電阻電路中，電能只有一部分轉(zhuǎn)化為電熱，即W＞Q。知2－練甲電阻絲的電阻是1000Ω，通過0.2A的電流時，1min產(chǎn)生的熱量是________J。乙電阻絲的電阻為10Ω，通電5min產(chǎn)生的熱量為12000J，當(dāng)通過該電阻絲的電流增大為原來的2倍時，相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是________

J。例3240048000知2－練解題秘方：運用焦耳定律變形式求解。

知2－練3.如圖所示，電源電壓為9V且保持不變。閉合開關(guān)后，電流表A1的示數(shù)為0.4A，電阻R2=15Ω。求：知2－練(1)電流表A2

的示數(shù)。知2－練(2)1min內(nèi)，電阻R2上產(chǎn)生的熱量。解：1min內(nèi)，電阻R2上產(chǎn)生的熱量Q2＝I22R2t＝(0.6A)2×15Ω×1×60s＝324J。知2－練一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380V，線圈的電阻為2Ω，線圈中的電流為10A，若這臺電動機正常工作1秒鐘，則()A．產(chǎn)生的熱量為3800JB．消耗的電能為200JC．電動機的效率約為94.7%D．獲得的機械能為4000J例4知2－練

答案：C知2－練4.某品牌家用吸塵器的銘牌如表所示，正常工作10s時間內(nèi)電動機做的總功為________J，若電動機線圈電阻為1Ω，10s時間內(nèi)電動機線圈產(chǎn)生的熱量是________J，該吸塵器電動機的效率為________%(保留整數(shù))。產(chǎn)品尺寸/mm358*248*307額定電壓/V220額定功率/W11001.1×10425098知3－講知識點電熱的利用和防止31.電熱的利用(1)電熱器的工作原理：電流的熱效應(yīng)。(2)電熱器的主要結(jié)構(gòu)：發(fā)熱體。發(fā)熱體是由導(dǎo)電性差、熔點高的電阻絲繞在絕緣體材料上做成的。其中，絕緣體材料可將電阻絲與電熱器的外殼隔開，防止觸電和漏電。(3)常見家用電熱器：電飯煲、電烙鐵、電烤箱等。知3－講2.電熱的防止(1)電熱的危害①由于電流的熱效應(yīng)，會使用電器的溫度過高，加速絕緣材料的老化，甚至可能燒壞用電器。②造成電能輸送過程中的電能損失。(2)防止電熱危害的方法①安裝散熱風(fēng)扇；②安裝散熱片；③安裝散熱窗。知3－講知識拓展電熱器的優(yōu)點：電熱器在使用時清潔、無污染、熱效率高，且便于控制和調(diào)節(jié)電流大小、發(fā)熱時間的長短。知3－練下列情況中不屬于防止電熱危害的是()A.電視機的后蓋有許多孔B.電腦機箱內(nèi)有小風(fēng)扇C.電動機外殼有許多散熱片D.家用電器長時間停用，隔一段時間應(yīng)通電一次例5知3－練解題秘方：結(jié)合各種用電器具體作用來分析。解析：電視機后蓋的孔、電腦機箱內(nèi)的小風(fēng)扇、電動機外殼上的散熱片都可以加速散熱，從而防止電熱的危害。家用電器長時間停用，隔一段時間通電一次，是利用電熱驅(qū)潮，避免家用答案：D知3－練5.[中考·無錫]如圖所示的是超市常用的塑料袋封口夾電路原理圖，電源電壓為5V，電熱絲R

阻值為1Ω。閉合開關(guān)S，電熱絲溫度升高，利用電流的______效應(yīng)實現(xiàn)高溫封口，3s內(nèi)產(chǎn)生的熱量為______J，若使用時總把塑料袋燙壞，可以______(填“增大”或“減小”)電熱絲的阻值。熱75

增大

如圖2是某品牌足浴盆工作時的簡化電路，它有加熱功能和按摩功能。加熱電阻的阻值為48.4Ω，電動機線圈電阻為2Ω，電源電壓為220V穩(wěn)定不變。易錯點不理解電動機工作時電熱與消耗電能間的關(guān)系例6解題秘方：焦耳定律公式Q=I2

Rt

適用于所有電路，電流通過電動機線圈產(chǎn)生熱量的多少只能用該公式計算。(1)加熱電阻正常工作時的電功率是多少？

(2)在足浴盆中加入體積為4L、初溫為20℃的水，加熱電阻正常工作420s，它的電加熱效率為80％，則水的溫度會升高到多少？[c水=4.2×103J/(kg·℃)，ρ水=1.0×103kg/m3]

(3)啟動按摩功能時，電動機啟動，通過電動機線圈的電流為0.1A，按摩10min，電動機線圈產(chǎn)生的熱量是多少？解：由焦耳定律可得，按摩10mi