2018版 第3章 第3节 焦耳定律

电功率必讲小专题5——焦耳定律及其应用一、电热和电功的关系（1）只有在纯电阻电路中，电流做功消耗的电能全部转化为内能，电热在数值上才与电功相等。

22====U Q I Rt W UIt Pt t R=（2）若导体不是纯电阻电路，电功中只有一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能量。

2==W UIt Pt Q I Rt =＞小结：焦耳定律基本公式Rt I Q 2=可以用于所有电路中，推导公式UIt Q =、Pt Q =、t RU Q 2=仅用于纯电阻电路。

二、串、并联电路中电热率的特点（1）无论是串联电路还是并联电路，总电热与各用电器电热关系都为21Q Q Q +=总（2）在串联电路中电热的分配和电阻成正比，即电阻越大电热越大，即2121R R Q Q =; （3）在并联电路中，电热的分配与电阻成反比，即电阻越大电热越小，即1221R R Q Q =三、电热器档位问题（1）电热器“高温档”和“低温档”的实质：电阻大小不同根据RU P 2=可知，当U 一定时，电阻越大，电功率越小；电阻越小，电功率越大。

所以高温档总电阻最小，低温档总电阻最大。

（2）不同档位的电路结构 ① 两档问题短路式：两个电阻串联，把开关与其中一个电阻并联，如图所示，当闭合开关时，有一个电阻短路，只有一个电阻工作，此时为高温档；当断开开关时，两电阻串联，电阻大一些，电热器的功率小一些，此时为低温档。

单刀双掷式：主要工作电阻放在干路上，一条支路用导线，另一条支路连接附加电阻，如下图所示。

当开关掷向附加电阻的电路时，两电阻串联，为低温档；当开关掷向导线支路时，只有主要工作电阻工作，此时为高温档。

② 多档问题：两个电阻串联时为低温1档；单独使用一个电阻时为低温2档；并联时为高温档。

焦耳定律专项训练一．选择题（共24小题）1．（2018春•福田区校级月考）两个定值电阻，R 1标有“20Ω，0.3A ”、R 2标有“15Ω，0.6A ”的字样，把它们并联起来直接接在一电源两端，则电源电压最大只能是（ ） A ．3V B ．6V C ．9V D ．15V2．（2009•南安市校级质检）将分别标有“6V 9W ”和“6V 3W ”的两个灯泡L 1、L 2串联接在12V 电源上，则（）A．两灯都能正常发光B．灯L2要被烧坏C．两灯都比正常发光时暗D．灯L1比灯L2亮3．（2017秋•凤翔县期末）小明在一次野炊活动中，将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸（可看做导体）接在干电池正负两极上，如图所示，锡箔纸较窄处最先燃烧。

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一、 知识点睛焦耳定律1. 电流的热效应：电流通过导体时，电能转化为 的现象。

2. 焦耳定律： 电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 成正比，跟 成正比。

这个规律叫做焦耳定律。

公式: .单位：Q ： I ： R : t ： 3. 电能与电流产生的热量的关系及计算公式的选用: 用电器类型 能量转化 消耗的电能 电流产生的热量（Q关系 纯电阻 电能→内能非纯电阻 电能→机械能+内二、精讲精练1. 电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为（ ）A ．导线的绝缘皮隔热B ．导线散热比电烙铁快C ．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流D ．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻2. 两个电阻阻值分别为 R 1=10Ω，R 2=20Ω，把他们串联起来接入电路中，在相同时间内，R 1 和 R 2 的产生的热量之比为(） A ．1：2 B ．2：1 C ．1：4 D ．4:13. 如图所示的四个电路中,电源两端的电压相同且保持不变，已知电阻 R 1 和 R 2 的阻值大小关系为 R 1＜R 2，相同时间内产生热量最多的是（ ）A ．B ．C．D．4.将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（）A．三个用电器产生的热量相同B．电风扇产生的热量最多C．电烙铁产生的热量最多D．电视机产生的热量最多5.（双选)如图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，两个透明容器中密封着等量的空气，U 形管中液面的高度的变化反应密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（) A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系C．通电一段时间后,左侧U 形管中液面的高度差比右侧的大第 5 题图D．该实验装置是利用 U 形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝放出热量的多少的6.某导体的电阻是 10Ω，通过 4A 的电流时，1h 产生多少焦耳的热量？7.一根 60Ω的电阻丝接在 36V 的电源两端,在 5 分钟内产生所少热量？8.一只额定功率是 800W 的电饭锅,在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？9.一个电炉的额定电压是 220V，在额定电压下工作时的电阻是121Ω,它的额定功率有多大?在额定电压下工作半小时产生的热量？10.小红家新买了一台电饼铛,电饼铛的电阻通过 5A 的电流时，每分钟可产生 6.6×104J 的热量。

专题18 焦耳定律1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

2.公式：Q=I2Rt3.当发电厂电功率一定，送电电压与送电电流成反比，输电时电压越高，电流就越小。

此时因为输电线路上有电阻，根据P=I2R可知，电流越小时，在电线上消耗的电能就会越少。

所以电厂在输电时增大送电电压，减少电能在输电线路上的损失。

【例题1】（2019吉林）电炉丝通过导线接到电路里，通过电炉丝和导线的电流大小________，由于电炉丝的电阻比导线的电阻大，导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量________。

【答案】相等；多【解析】电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线串联，那么通过电炉丝和导线的电流大小相等；由于电炉丝的电阻比导线的电阻大，根据Q=I2Rt可知可知，电炉丝产生的热量比导线产生的热量多。

【例题2】（2019北京）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S 闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求：（1）通电10s电阻丝R1产生的热量；（2）电源两端的电压。

【答案】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量为16J；（2）电源两端的电压为6V。

【解析】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量：Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。

（2）由I＝得，R1两端的电压：专题学啥专题考法U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V，根据串联电路电压规律可知，电源电压：U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。

一、选择题1．（2018成都）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2Ω，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=3800JC．W=7200J，Q=200J D．W=7200J，Q=3800J【答案】A．【解析】本题考查的知识点是焦耳定律；电功的计算．已知电压、电流与通电时间，由W=UIt可以求出电动机消耗的电能，由焦耳定律可以求出其产生的热量．电动机消耗的电能：W=UIt=380V×10A×1s=3800J；产生的热量Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×1s=200J2.（2018河南）图甲是小灯泡的电压——电流图像。