第4节焦耳定律

第4节 焦耳定律01 知识管理1．电流的热效应概 念：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． 探究实验：探究影响电流产生热量多少的因素的实验中，将电流产生的热量的多少通过__玻璃管中液柱高度__展现出来；在探究产生电热多少与电阻大小关系时，必须在__电流__和通电时间相同的情况下比较． 2．焦耳定律内 容：电流通过导体产生的热量跟__电流的二次方__成正比，跟__电阻__成正比，跟__通电时间__成正比． 公 式：__Q ＝I 2Rt __，式中Q 表示__电流产生的热量__，单位是__J__；I 表示__电流__，单位是__A__；R表示__电阻__，单位是__Ω__；t 表示__通电时间__，单位是__s__．变形公式为Q ＝W ＝UIt ＝U 2Rt (适用于纯电阻电路)．注 意：在纯电阻电路中，电能全部转化为电热，而没有转化为其他形式的能，即Q ＝W ，则有Q ＝UIt 、Q ＝U 2Rt ；对于电能没有全部转化为电热的非纯电阻电路，如含有电动机的电路，则有Q <W ，此时计算电功只能用W ＝Pt ＝UIt ，而计算电热只能用Q ＝I 2Rt .3．电热的利用和防止利用电热：家里的电暖器、电饭锅、电炉等．防止电热带来的危害：电视机上的散热孔，电脑机箱内有小风扇，电动机外壳有许多散热片．02 基础题知识点1 电流的热效应1．下列图中所示的家用电器，利用电流的热效应工作的是( A )A ．电暖器B ．洗衣机C ．电风扇D ．电视机知识点2 焦耳定律2．在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量多，则( B )A ．甲的电阻一定比乙的电阻大B ．甲消耗的电功率一定比乙消耗的电功率大C ．甲两端的电压一定比乙两端的电压大D ．通过甲的电流一定比通过乙的电流大3．小朋在探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”的实验时，利用如图所示的甲、乙两套装置进行实验，其中“探究电流产生的热量与电阻大小是否有关”的实验装置是__甲__(填“甲”或“乙”)，实验中应控制的变量是通电时间和__电流__.甲 乙4．(2018·安徽)某导体的电阻为20 Ω，当通过它的电流为2 A 时，则其1 min 产生的热量为__4__800__J.5．一个标有“220 V 500 W ”字样的电热器，在额定电压下使用12 min ，产生的热量是__3.6×105__J ，消耗的电能是__0.1__kW·h.6．通过一根电阻丝的电流为2 A ，通电1 min 产生了2.64×104 J 的热量，它的电阻是__110__Ω.知识点3 电热的利用和防止7. 下列实例中，为了防止电热危害的是( C )A ．用电褥子取暖B ．高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置C ．收音机、电视机的机壳上有许多小孔D ．孵化家禽的电热孵卵机【易错点 混淆电能与电热】8．(2017·自贡)计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是( C )A ．UIt B.U 2Rt C ．I 2Rt D ．前面三个都可以 03 中档题9．如图所示，在A 、B 两个容器内装有质量和温度都相同的水，已知R 1＞R 2，同时通电后( B )A ．A 中的水先沸腾B ．B 中的水先沸腾C ．两容器中的水同时沸腾D ．无法确定10．关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是( D )A ．根据Q ＝I 2Rt 可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B ．根据Q ＝U 2t R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 ＝I 2Rt 可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多11．(2018·宜昌)两个定值电阻R 1、R 2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S ，则R 1、R 2产生的热量之比为( A )A ．2∶1B ．1∶2C ．4∶1D ．1∶412．(2017·武汉)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，通电一段时间后，右侧U 形管中液面高度差比左侧的大．下列说法正确的是( C )A ．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大B ．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系C ．该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟通电时间的关系D ．U 形管中液面高度发生变化是因为U 形管中液体的热胀冷缩造成的13．(2018·南充)如图所示，电源电压不变，灯泡标有“4 V 2 W ”字样，当开关S 闭合时，灯泡正常发光，电流表的示数为0.6 A ，则电阻R 的电功率为__0.4__W ，通电1 min ，R 产生的热量为__24__J.14．在如图所示电路中，定值电阻R 0的阻值为20 Ω，电动机线圈电阻为2 Ω，闭合开关，电流表A 1、A 2的示数分别为0.8 A ，0.3 A ，则该电路电源电压为__6__V ．1 min 内电路消耗的电能为__288__J ，1 min 内电流通过电动机产生的热量为__30__J.15．(2018·恩施)如图为某电热器的电路图，R 1和R 2为电热丝，其中R 1的规格为“220 V 110 W ”且阻值不随温度而变化，电源电压保持220 V 恒定不变．(1)当S 闭合时，10分钟内电热器产生的热量是多少？(2)当S 断开时，R 1的实际功率为39.6 W ，求此时电热器的总功率为多大？解：(1)当S 闭合时，R 2被短路t ＝10×60 s ＝600 s电热器产生的热量Q ＝W ＝Pt ＝110 W ×600 s ＝6.6×104 J(2)当S 断开时，R 1和R 2串联R 1正常工作时的电流：I 额＝P 额U 额＝110 W 220 V＝0.5 A R 1的电阻：R 1＝U 额I 额＝220 V 0.5 A＝440 Ω 由于P ＝I 2R ，所以当S 断开时，通过R 1的实际电流：I ＝P 1R 1＝39.6 W 440 Ω＝0.3 A 此时电热器的总功率：P 总＝U 总I ＝220 V ×0.3 A ＝66 W16．把两根阻值相同的电热丝串联接入电路，烧开一壶水所用时间为t 0，若将这两根电热丝并联接入同一电路，则烧开同一壶水所需的时间为(不计热量损失)( C )A ．t 0 B.12t 0 C.14t 0 D ．2t 0 17．(2017·南阳市新野县模拟)在如图所示的电路里，R 1＝2 Ω，R 3＝6 Ω，电压表V 1的示数为3 V ，电压表V 2的示数为5 V ，那么，电阻R 2＝__4__Ω，通电10 s ，电阻R 2产生的热量为__10__J.。

第四节 焦耳定律教学目标：（1）知道电流的热效应（2）知道焦耳定律（3）知道电热的利用和防止教学重点：通过探究，知道电流的热效应与那些因素有关教学难点：探究实验中“控制变量”的应用知识点一：电流的热效应（1）电流三大效应：热效应 磁效应 化学效应（2）热效应：电流通过导体时，电能要转化成热，这个现象叫做电流的热效应。

（3）利用电流热效应工作的用电器叫做电热器，如电炉、电热水器等（4）任何用电器，只要有电阻存在，电流通过时都会发热，如果电阻为零（如超导体）。

则没有电流的热效应产生。

例题讲解：例1、（2007•防城港）小强家新买了一个电热水壶，使用前小强细读电热水壶的铭牌（如下 图）．他理解错误的是（ ）A.电热水壶正常工作时的电压为220VB.电热水壶工作时实际消耗的功率都是400WC.电热水壶每次烧水时最多只能盛水500mlD.电热水壶应接在电压为220V ，频率为50Hz 的交流电源上使用解析：由铭牌可知，电热水壶额定电压为220V ，额定功率为400W ，电热水壶最大容量500ml ，交流电频率为50Hz ．A 、C 、D 正确，B 错误．答案：B ．例2、下列事例中，不属于利用电热的是（ ）A 、用电饭锅煮饭B 、用电熨斗熨衣服C 、用电热孵卵器孵小鸡D 、电视机设置散热窗解析：通过电流做功使电器发热，我们可以利用电热但有时还要防止电热．A 、B 、C 三个都是利用电热为我们工作，D 是防止电视发热过多而损坏电器，故设置散热窗．故D 不是电热的利用，答案：D ．跟踪练习：1、电热壶的工作原理是利用了电流的 效应．利用电热壶烧水时，将电能转化为 能，使水烧开．给手机电池充电，这是将 能转化为 能．2、关于电热的利用，下列说法中正确的是（ ）A 、电热对我们来说总是有利的B 、电热对我们来说总是不利的C 、电饭锅是利用电流热效应的原理制成的D 、电视机工作过程中没有产生电热答案：1、解析：电流的热效应是指导体通电时会发热的现象，它的一个应用是电热壶，它 将电能转化为内能，而蓄电池充电时，是把电能转化为化学能． 答案：热；电；内； 电；化学2、解析：电热是指电流通过导体时会产生热量的现象，对于我们的生活 也有利也有害．A 、说法错电热水壶铭牌 额定电压 220V 额定功率 400W 容量 500ml 频率 50Hz误，电热会造成导线温度上升，引发事故．B 、说法错误，利用电热可以取暖．C 、说法正确，电饭锅是利用电流热效应的原理制成的．D 、说法错误，电视机工作过程中会产生电热． 答案：C知识点二： 探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关研究方法：①控制变量法:探究电热与电阻的关系，要保持电流和时间相等，改变导体的电阻，把阻值不同的电阻串联，比较产生热的多少。