焦耳定律、发热功率、高温挡地文挡复习

焦耳定律知识点总结典例导析【要点梳理】要点一、电流的热效应1．定义：电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。

2．影响电流的热效应大小的因素：导体通电时，产生的热量与导体的电阻、导体中的电流和通过时间有关。

通电时间越长，电流越大，电阻越大，产生的热量越多。

要点诠释：电流通过导体时，电流的热效应总是存在的。

这是因为导体都有电阻。

导体通电时，由于要克服导体对电流的阻碍作用，所以要消耗电能，这时电能转化成内能。

如果导体的电阻为零，电流通过导体时，不需要把电能转化成内能，这时电能在导体中传输时也不会因发热而损失。

3. 探究影响电流通过导体产生的热量的因素（1）通电导体产生的热量跟电阻的关系如图15-10所示，甲、乙两个锥形瓶中的电阻丝的电阻R1、R2分别为5Ω和10Ω，两个瓶中装有等量的煤油，锥形瓶中温度计的示数变化反映电阻丝产生热量的多少。

两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。

通电一定时间后，比较两个温度计的示数变化情况。

你看到的现象说明了什么?实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

（2）电流产生的热量与电流大小的关系如图18.4-3所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。

在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。

你看到的现象说明了什么?实验表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

要点二、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，跟通电的时间成正比。

这个规律叫做焦耳定律。

2．公式：Q=I2Rt要点诠释：焦耳定律的另外两个表达式:1. 从公式我们能看出，电流通过导体产生的热量受电流的影响最大。

2. 在应用焦耳定律的表达式来解决问题时，应该根据具体情况进行分析选用，例如，当几个导体串联起来时，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻R成正比；当几个导体并联起来时，由于加在导体两端的电压相等，通电时间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻成反比。

课题焦耳定律教学目标1、知道电流的热效应、焦耳定律、电热的利用和防止。

2、通过探究，知道电流的热效应与哪些因素有关。

重点、难点重点：焦耳定律、电热的利用和防止。

难点：电流的热效应与哪些因素有关。

教学内容一、知识点梳理复习1、含义：电能转化成的内能（电流的热效应）2、焦耳定律：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。

3、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：①串联电路中常用公式：Q= I2Rt并联电路中常用公式：Q= U2t/R②计算总热量常用公式Q总= Q1+Q2（无论用电器串联或并联）4、在电路中的特点：Q1/Q2=R1/R2 (串联与电阻成正比)Q1/Q2=R2/R1 （并联与电阻成反比）5、当用电器为纯电阻时，W=Q（电能全部转化成内能）特例：电动机为非纯电阻，W>Q。

6、应用——电热器：①定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。

②原理：焦耳定律③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。

④优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。

7、防止：增大面积散热、利用小风扇散热。

二、练习1、小明在科技实践活动中需要一只150Ω的电阻，可手边只有600Ω、200Ω、120Ω、80Ω、70Ω、30Ω的电阻各一只，他可用两只电阻联代用，也可用两只电阻联代用。

2、标有“220V40W”的电烙铁，接在220V的电源上，该电烙铁每分钟产生的热量是J，1h消耗的电能是kwh.3、有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲>R乙，现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中，在相同时间内，通过两电炉的电阻丝的电流I甲I乙，两电炉的电阻丝放出的热量Q甲Q乙。

（均选填“>”、“<”或“=”）4、小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。

专项四电学重难点26 焦耳定律【重点知识梳理】26.1焦耳定律焦耳定律：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。

数学表达式：Q=I2Rt。

Q-热量，单位：J。

I—电流，单位：A。

R—电阻，单位：ῼ。

t—时间。

单位：s。

26.2电热计算1.对于所有的电热计算，均可用公式Q=I2Rt。

对于纯电阻电路（电能都转化为内能的情形）还可以用公式：Q=W=UIt和Q=×t。

2.对于电热的转化效率，可用公式η=×100%计算。

对于W电可灵活选用1中的三个公式；Q热一般用Q=cmΔt计算。

【难点知识突破】26.1电热计算1.串联式加热模型：如上图所示，对于两个电阻串联后组成的加热装置，都可以等效为这种模型。

当S闭合时，R1被短路，只有R2工作，这时处于加热状态，R2为一个阻值较小的电阻。

当S断开后，R1、R2串联，电路处于“保温”状态，R1是一个阻值较大的电阻。

对这类问题涉及的主要计算公式为：（1）R2=U2/P加热；（2）R=R1+R2=U2/P保温；（3）P=P R1+P R2；（4）W=Pt。

【例题分析】【例1】（2021成都）某家用电热壶有“加热”和“保温”两个档位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1=1050Ω，R2=50Ω。

开关S接“1”时，电热壶为______档位。

开关S接“2”时，通电5min，电流通过R2产生的热量为______J。

【答案】加热600【解析】开关接“1”时，电路中只有R2，电阻小，功率大，电热壶为加热档位。

开关S接“2”时，R2、R1串联，此时电路中的电流：I= = =0.2A，电流通过R2产生的热量：Q=I2Rt=（0.2A）2×50ῼ×5×60s=600J。

2.并联式加热模型：如上图所示，对于将电阻并联后的加热装置原理，都可以等效为这个模式。

当S闭合时，只有R2工作，处于低温档（或保温档），当S、S0同时闭合时，处于加热状态，或者“高温档”。

第11讲焦耳定律——划重点初三期中期末之复习讲义考点1：电流的热效应1.电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。

2.影响电流通过导体时产生热量的因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。

通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。

电流通过导体时产生热量的比较①在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。

②在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

考点2：焦耳定律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与电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。

1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

2.定义式：Q=I2Rt3.公式适用范围：普遍适用，适用于任何用电器和电路。

4.公式应用注意事项：①同体性：Q、I、R、t必须对应同一段导体或同一个用电器；②同时性：Q、I、R必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量；③统一单位：Q、I、R、t四个物理量的单位都必须是国际单位。

5.焦耳定律公式的理论推导：在纯电阻电路中，电流所做的功全部转化为热量，而没有转化为其他形式的能，那么此时电流产生的热量Q就等于消耗的电能W电，即Q=W电，因W电=UIt，根据欧姆定律的变形式U=IR，可推导出Q=W电=UIt=IR·It=I2Rt。

纯电阻电路与非纯电阻电路的公式应用规律：考点3电热的利用和防止1.电热的利用电热的主要作用是制成各种各样的电热器。

电热器的主要部分是发热体，发热体一般由电阻大、熔点高的金属导体制成。

电热器工作时主要将电能转化为内能，常见电热器如热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。

很多用电器在工作时，虽然也会将一部分电能转化为内能，但其目的并不是利用电热，而是将电能转化为其他形式的能，这样的用电器不是电热器。

焦耳定律练习知识点：1、焦耳定律（1）焦耳定律的内容：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）焦耳定律公式Rt I Q 2=，其中I ，R ，t 均用国际单位，则Q 的单位才是J 。

（3）焦耳定律公式可根据电功的公式和欧姆定律公式推导出来：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，也就是电流所做的功全部用来产生热量，那么电流产生的热量Q 就等于电流所做的功W ，即UIt W Q ==再根据欧姆定律IR U =，就得到Rt I Q 2=。

（4）电热的利用：电热器是利用电来加热的设备。

电热器的主要组成部分是发热体。

发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的。

（5）防止电热的危害：在电动机、电视机等电器中，电热会造成危害，要考虑散热。

2、要点点拨（1）电功与电流产生热量的关系：在推导焦耳定律的过程中，我们知道：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量就等于电流所做的功。

例如，在给蓄电池充电时，电流通过蓄电池引起化学反应，电流做的功大部分转化成化学能，又因为任何导体有电流通过时导体都要发热，所以也有一部分电能转化为内能，故蓄电池充电时，电流产生的热量并不等于电功。

总之，只有当电能全部转化为内能时，电流产生的热量才等于电流所做的功。

（2）怎样理解和运用焦耳定律？焦耳定律揭示了电流通过导体时热效应的规律，实质是定量地表示了电能向内能转化的规律。

焦耳定律的公式是Rt I Q 2=。

如果利用欧姆定律U/R I =，可将Rt I Q 2=变换为UIt Q =或t R U Q ⋅=2的形式，要注意的是，欧姆定律只对纯电阻电路才成立，故UIt Q =和t RU Q ⋅=2只适用于像电炉、电烙铁、电灯等可以看作纯电阻性用电器的电路。

焦耳定律的运用中，当讨论导体产生的热量与电阻的关系时，对不同形式的三个公式，即Rt I Q 2=，t RU Q ⋅=2，UIt Q =，选用哪一个更简便，这要针对问题的条件做具体的分析与选择。

中考物理专题复习---电热综合计算专题题型1串联型多挡位电路思路方法:串联型的两挡位电热器往往采用短路式电路，短路开关断开时两电阻串联，电路中的电阻较大,根据P=U2/R可知此时发热功率较小，电热器处于低温挡；短路开关闭合时，只有一个电阻接入电路，电路中的电阻较小，根据P=U2/R可知此时发热功率较大，电热器处于高温挡。

例1：如图所示是调温型电熨斗的简化电路图，它的工作电压220V，R1和R2均为电熨斗底板中的加热元件，R2的阻值为61.6Ω.只闭合S1时为低温挡，电功率为440W；同时闭合S1和S2时为高温挡.试求：(1)低温挡工作时，电路中的电流是多少？(2)电阻R1的阻值是多少？(3)高温挡的电功率是多少？解题技巧：挡位开关闭合情况电阻接入情况电功率表达式（填空）低温挡S1闭合、S2断开R1、R2串联高温挡S1、S2均闭合R1练习1：某食堂的电热蒸饭柜的简化电路如图所示.R1和R2均为电热丝，R2电阻为45Ω，电热蒸饭柜的额定电压为220V.只闭合S1是保温状态，同时闭合S1、S2是加热状态，加热功率是4840W.试求：(1)R1的电阻是多少？(2)保温状态时，电路中的电流是多少？(3)该电热蒸饭柜保温10min，R1和R2所产生的总热量.练习2：如图所示是某品牌储水式电热水器的简化电路示意图。

该电热水器有加热、保温两种工作状态。

该电热水器的部分铭牌内容如表所示。

(1)电热水器处于保温状态时，温控开关S应处于什么状态？为什么？(2)R1和R2的阻值各是多大？(3)在额定电压下工作，电热水器的加热效率是70%，若将装满水箱的水从20℃加热至最高水温，需要多长时间?[C水=4.2×103J/(kg·℃)]练习3：如图甲所示是某型号养生壶的电路图，该养生壶具有加热、保温两挡，其中R1、R2为发热电阻，且R2=3R1，加热挡的功率为800W.求：(1)养生壶保温挡时的电功率；(2)养生壶在加热挡将质量为1.2kg的水由20℃加热到100℃，此过程中水吸收的热量；(3)在水加热过程中，养生壶工作时的功率与时间图像如图乙所示，则养生壶的加热效率是多少？练习4：市场上有一种电热饮水机，如图是饮水机的简化电路图，S是温控开关，R1是调节电阻，其阻值为176Ω，R2是供加热的电阻丝，饮水机的铭牌参数如下表所示.求：(1)若饮水机正常工作的加热效率为90%，现将质量为1.5kg，初温为20℃的水在一标准大气压下烧开需要吸收的热量是多少？需加热多长时间？已知C水=4.2×103J/(kg·℃)(时间计算结果保留整数) (2)当饮水机处于保温状态时，它的保温功率是多少？思路方法:并联型的两挡位电热器往往采用单一支路开关式电路。

2024年中考物理一轮复习专题：焦耳定律知识点梳理1.电流的热效应：电流通过导体时转化为的现象叫做电流的热效应。

2.电流的利用和防止：（1）利用：电暖器、电烙铁、电热毯、电饭锅、养鸡场的电热孵化器等。

（2）防止：有孔的电视机后盖、电脑的微型风扇等。

3.焦耳定律：（1）定义：电流通过导体时产生的热量跟的平方成正比，跟导体的成正比，跟通电成正比。

（2）公式：Q=I2Rt（3）在纯电阻电路中，电流做功消耗的电能全部转化为内能，Q=W。

3.用电器高、中、低温档的判断：纯电阻电路中Q=W，根据推导公式：Q=W=U2R·t，当电路中总电阻越小产生的热量越（选填“多”或“少”），处于高温档。

专题训练一、选择题1．下图的家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A．抽油烟机B．电视机C．电饭锅D．电风扇2．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（）A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B．根据Q＝U2tR可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少C．根据Q＝UIt可知，相同时间内产生的热量与电阻无关D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多3．如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置。

两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法不正确的是（）A．图乙所示的装置可以用来探究电流通过导体产生的热量多少跟电流大小的关系B．用图甲中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”C．图乙实验通电一段时间后，左侧容器中电阻产生的热量更多D．通电后，透明容器中电阻丝内能增大和空气内能增大的方式是相同的4．一个“220V 300 W"的电热杯，一个“220 V 300W”的煮蛋器，一台“220V 300 W"的小型洗衣机，分别接在220V的电压下，则相同时间内它们产生的热量（）A．小型洗衣机最少B．电热杯最少C．煮蛋器最少D．一样多5．甲乙两电热器通过的电流之比为1∶2，通电时间之比为3∶2，电阻之比为4∶3，则产生热量之比为（）A．1∶2 B．2∶9 C．9∶2 D．2∶16．家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A，电动机线圈电阻为4Ω，则每分钟电流通过线圈产生的热量为（）A．960J B．7.26×105J C．2.64×104J D．440J二、填空题7．电热器是利用原理制成的加热设备，从能量转化的角度看，电热器工作时是将能转化为能。

初中应用物理知识竞赛专题复习--欧姆定律焦耳定律电功率电功知识点：1.欧姆定律：I＝U/R 串联分压并联分流。

2电功率：基本式 P=UI，用电器的额定功率等于额定电压与额定电流的乘积，用电器的实际功率等于实际电压与通过的实际电流的乘积。

定义式：P＝W/t 导出公式：P＝U2/R=I2R 电压一定时，电路中的电阻越小，实际功率反面越大。

3焦耳定律: 电流具有热效应，电流通过电阻时要产生焦耳热，由焦耳定律可得，产生的热量Q=I2Rt。

电流产生的热量计算方法：①任何导体产生的热量都可用Q=I2Rt计算；②对纯电阻电路，即电能全部转化为内能的用电器，如电炉、电烙铁、电饭锅等，电流产生的热量还可以用Q＝U2/Rt, Q=Uit计算。

4电能的计算: 若用电器以恒定功率P工作，则t时间消耗电能为W=Pt。

5电能表常见参数：3000r/KWh 3000imp/KWh 220V,10(20)A6电路简化方法：电流路径法，看电流是否有分支。

节点法，不管导线有多长，只要是同一根导线的两端实为同一点。

7电动机电路：电动机的输入功率P入＝UI 电动机内阻R发热功率P热＝I2R 所以它输出的机械功率P出＝P入－P热。

精选竞赛试题：1（2011全国初中应用物理知识竞赛初赛）家用电熨斗为了适应不同衣料的熨烫需要，设计了调整温度的多档开关。

使用时，转动旋钮即可使电熨斗达到需要的低温、中温或高温。

图（甲）是电熨斗的电路图，图中电热丝R1=96.8Ω，R2=48.4Ω。

旋转开关可以改变1、2、3、4四个接点的连接情况，如图（乙）中的A、B、C所示2、（2011全国初中应用物理知识竞赛河南预赛）节能是这个时代的主旋律。

小强要测量一盏节能灯的额定功率，他利用如图甲所示的照明电路，将标有“220V60W”的白炽灯L1和标有“220V4W-40W”的节能灯L2正确接入电路中，当开关S1和S2都闭合时，两盏灯都正常发光，且在2000s内，标有1800r/kWh的电能表转了71转。

《焦耳定律》解析一、知识梳理二、实验A B三、档位问题 1.串联电路多档位2.并联电路多档位串联：电流相同，通电时间相同 观察U 型管液面高度差电阻大的液面高度差大在右侧电阻并联一个相同阻值电阻分流左侧的液面差较大112I I =焦耳定律电流的热效应定义：电流通过导体时电能转化为内能。

影响因素 导体电阻通过导体的电流通电时间内容Q =I 2Rt 电流通过导体产生的热量 跟电流的二次方成正比跟导体的电阻成正比跟通电时间成正比应用利用防止S 闭合、S 1断开， 低温 档（ 低 功率）： 212U P R R =+保S 、S 1闭合， 高温 档（ 高 功率）： 21U P R =加3.多档位开关提示：①辨别档位，实际为“Q ”的值；②例如电炉、电热毯等纯电阻类，由电能→内能，实际为“W =Q ”问题； ③在相同电路中，通电时间相同时，实际比较“WP t=”中的“P ”值 ④公式选用：22U W Pt UIt W I Rt t R ==−−−−−→==结合欧姆定律纯电阻22W U P UI P I R t R==−−−−−→==结合欧姆定律纯电阻 四、针对训练1.如图所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图。

它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S 0自动控制），阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L ，额定电压220V ，加热时的功率400W ，保温时的功率40W 。

试问：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S 0应处于什么状态? （2）R 1和R 2的电阻值各是多大?（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V ，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20℃加热至100℃，需要多长时间?[c 水=4.2×103J/ （k g ·℃），ρ水= 1.0×103kg/m 3，忽略温度对电阻的影响]解析：（1）保温状态时由P =UI 得2U P R=，当R 总有最大值，则P 有最小值则，则S 0断开（2）当S 0闭合时，电路中接入R 1，电路为高温档S 闭合、S 1断开， 低温 档（ 低 功率）： 24U P R =保S 、S 1闭合， 高温 档（ 高 功率）： 2234+U U P R R =加开关S 2和b 相接，S 1断开， 低温 档： 212U P R R =+保开关S 2和b 相接，S 1闭合， 中温 档： 21U P R =中开关S 2和a 相接，S 1闭合， 高温 档： 2212+U U P R R =高由2U P R=得：()221220=121400U R P ==Ω高V W 当保温时，R 总=R 1+R 2由2U P R=得：()22220=121040U R P ==Ω总保V W 则R 2=R 总－R 1=1210Ω－121Ω=1089Ω （3）V 水=2L=2×103m 3 由mVρ=得：m =ρV =1.0×103kg/m 3×2×103m 3=2kg 由Q =cm Δt 得：Q =cm Δt =4.2×103J/ （k g ·℃）×2kg ×（100℃－20℃）=6.72×105J由100%Q W η=⨯得：556.7210=8.41080%Q W η⨯==⨯J J 由2U W Pt UIt t R ===得：()3228.410=2541s 220WR t U ⨯⨯Ω'==J 121V 2.某型号电饭煲有保温和加热功能，如图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图象。

初三物理复习by物理大师
第十八章电功率
四、焦耳定律
1、电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。

2、焦耳定律
①、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

②计算公式：Q=I2Rt
焦耳定律的计算公式适用于所有电路。

（式中单位Q→焦；I→安(A)；R→欧(Ω)；t→秒。

）。

3、电热的利用和防止
①利用电热的例子：所有电热器，如电饭锅、电熨斗、电烙铁等
②防止电热的例子：计算机内的散热风扇，电视机外壳的散热窗。

4．当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热量(电热)，则有W=Q，可用电功公式来计算Q。

（如电热器，电阻就是这样的。

）。