焦耳定律課件

第五節(jié)焦耳定律一、電流的熱效應(yīng)1.定義:電流通過導(dǎo)體時(shí),電能轉(zhuǎn)化為

能的現(xiàn)象。

2.影響因素:電流產(chǎn)生的熱量與

、電阻和通電時(shí)間有關(guān)。

二、焦耳定律1.內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟

成正比,跟導(dǎo)體的

成正比,跟

成正比。

2.表達(dá)式:Q=

。

內(nèi)電流電流的平方電阻通電時(shí)間I2Rt4.非純電阻電路:W電=Pt=UIt,Q=I2Rt。三、電熱的利用和防止1.利用:電熱器是利用

制成的加熱設(shè)備,其主要組成部分是發(fā)熱體;常見的電熱器有電爐、電飯鍋、電熱水器、電熱孵化器等。

2.防止:安裝散熱風(fēng)扇、安裝散熱片、安裝散熱窗等。>電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)[典例1]如圖所示,物理實(shí)驗(yàn)小組探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣,且都有一段電阻絲。將透明容器與U形管相連,接入電路。(1)組裝之前,U形管內(nèi)注入適量紅墨水,U形管

(選填“屬于”或“不屬于”)連通器。

甲乙屬于(2)圖甲是探究在通電時(shí)間相同和

相同的情況下,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與

大小是否有關(guān)的裝置。

(3)實(shí)驗(yàn)中通過觀察

變化反映密閉空氣溫度的變化,這是應(yīng)用了

法。(4)如圖乙所示,電流表的示數(shù)為

A,在這種情況下,右側(cè)容器中定值電阻在10s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是

J。

(5)某實(shí)驗(yàn)小組發(fā)現(xiàn)通電一段時(shí)間后,其中一個(gè)U形管中的液面高度幾乎不變,發(fā)生此現(xiàn)象的原因可能是

。

電流電阻U形管液面高度差轉(zhuǎn)換2400透明容器密閉性不好(或透明容器漏氣或?qū)?yīng)電阻絲短路)[針對(duì)訓(xùn)練1]小遠(yuǎn)同學(xué)利用如圖所示裝置完成“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)”的探究實(shí)驗(yàn)。電流和通電時(shí)間(1)通電后觀察甲、乙兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置,可以得出結(jié)論:在

一定時(shí),

越大,產(chǎn)生熱量越多。

(2)若要探究電流對(duì)電熱的影響,應(yīng)選擇觀察

兩個(gè)實(shí)驗(yàn)裝置。

(3)通電相同時(shí)間,與

(選填“甲”“乙”或“丙”)密閉容器相連的U形管兩端液面高度差最小。

電阻甲、丙丙[針對(duì)訓(xùn)練2]如圖所示是“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)電路,下列說法正確的是(

)A.先閉合開關(guān)S1,再閉合開關(guān)S2,通過右容器中電阻絲的電流變小B.先閉合開關(guān)S1,再閉合開關(guān)S2,電流表示數(shù)保持不變C.閉合開關(guān)S1、S2,通過三根電阻絲的電流相同D.閉合開關(guān)S1、S2一段時(shí)間后,右邊U形管內(nèi)的液面高度差比左邊U形管內(nèi)的液面高度差大A焦耳定律及應(yīng)用[典例2](2021天門)如圖所示,電源電壓為6V,定值電阻R1、R2的阻值分別為12Ω、18Ω,閉合開關(guān)S。求:(1)當(dāng)S1閉合、S2接1時(shí),通過R1的電流。(2)當(dāng)S1斷開、S2接1時(shí),通電1min,R2產(chǎn)生的熱量。(3)電路總功率的最小值與最大值。答案:(1)0.5A

(2)43.2J

(3)1.2W

5W[針對(duì)訓(xùn)練3]為了緩解用眼疲勞,媽媽購買了一款如圖甲所示的電加熱眼罩,如圖乙所示是電熱眼罩的工作原理圖,可以通過手動(dòng)調(diào)節(jié)高、中、低三擋加熱。其相關(guān)數(shù)據(jù)如表所示。R1、R2都是電熱絲,S3為單刀雙擲開關(guān)(即S3只能接在觸點(diǎn)a或b)。求:額定充電(放電)電壓5VR2的阻值10Ω中擋額定功率5W甲乙(1)R1的阻值。(2)當(dāng)眼罩在低溫?fù)跽９ぷ鲿r(shí)電功率。(3)眼罩在高溫?fù)跽９ぷ?0min產(chǎn)生的熱量。答案:(1)5Ω

(2)1.67W

(3)4500J1.下列用電器在正常工作時(shí)消耗相同的電能,產(chǎn)生熱量最多的是(

)BA.洗衣機(jī)B.電暖氣C.電風(fēng)扇D.電視機(jī)D3.夏天常用的電熱驅(qū)蚊器是利用電流的

效應(yīng)工作的,驅(qū)蚊器與電燈、電風(fēng)扇等其他家用電器是

聯(lián)在電路里的,其發(fā)熱元件正常工作時(shí)的電阻為8800Ω,接在家庭照明電路中,正常工作100s產(chǎn)生的熱量是

J。

4.從產(chǎn)品說明書得知,一臺(tái)“6V

3W”的迷你型小風(fēng)扇,電動(dòng)機(jī)線圈阻值為1Ω,則小風(fēng)扇正常工作1min消耗的電能為

J,電動(dòng)機(jī)線圈1min產(chǎn)生的熱量為

J。

熱并550180155.某型號(hào)熱水壺的原理圖如圖所示,它有加熱和保溫兩擋,通過單刀雙擲開關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié),R0、R為電熱絲。當(dāng)開關(guān)S接加熱擋時(shí),電路的功率為1100W,當(dāng)開關(guān)S接保溫?fù)鯐r(shí),電路的總功率為44W,R0、R阻值恒定不變。(1)在加熱擋正常工作時(shí),電路中的電流是多少?(2)電熱絲R0、R的阻值多大?答案:(1)5A

(2)44Ω

1056Ω第五節(jié)焦耳定律1.如圖所示,給電爐通電后,電爐絲熱得發(fā)紅,而用手觸摸與其連接的導(dǎo)線卻不覺得燙手,這是因?yàn)?

)A.電流通過導(dǎo)線時(shí)沒有產(chǎn)生熱效應(yīng)B.通過電爐絲的電流比通過導(dǎo)線的電流大得多C.電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻小得多D.電爐絲消耗的電功率比導(dǎo)線消耗的電功率大得多D電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)2.如圖所示為“研究焦耳定律”的實(shí)驗(yàn)裝置。在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿初溫相同的煤油,插入兩個(gè)相同的溫度計(jì),瓶中電阻絲為定值電阻,其關(guān)系為R甲>R乙。(1)圖中的兩段電阻絲連接的方式為

(選填“串聯(lián)”或“并聯(lián)”)。

(2)實(shí)驗(yàn)中,通過觀察

來判斷電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少。

(3)閉合開關(guān)一段時(shí)間,觀察到甲瓶中煤油的溫度高于乙瓶。這表明:在

和

_

相同時(shí),

越大,電流產(chǎn)生的熱量越多。

(4)實(shí)驗(yàn)探究過程中用到兩個(gè)物理研究方法是

法和

法。

串聯(lián)溫度計(jì)升高的示數(shù)電流通電時(shí)間電阻控制變量轉(zhuǎn)換3.(2021宜昌)甲、乙兩電熱絲電阻之比為2∶3,通過的電流之比為3∶1,則相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為(

)A.2∶1

B.6∶1

C.1∶2

D.1∶64.把一個(gè)標(biāo)有“10V

3W”的小燈泡和定值電阻R串聯(lián)后接在電壓為12V的電源上(如圖所示),小燈泡恰能正常工作。該電路工作10s,定值電阻產(chǎn)生的熱量是(

)A.6J

B.30J

C.36J

D.60JB焦耳定律及應(yīng)用A5.在如圖所示電路中,定值電阻R0的阻值為20Ω,電動(dòng)機(jī)線圈電阻為2Ω。閉合開關(guān),電流表A1、A2的示數(shù)分別為0.8A、0.3A,則該電路電源電壓為

V,10s內(nèi)電路消耗的電能為

J,10s內(nèi)電流通過電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為

J。

64856.如圖所示四個(gè)用電器中,主要利用電流熱效應(yīng)工作的是(

)CA.CPU上的散熱風(fēng)扇B.平板電腦C.電熱水壺D.電動(dòng)玩具車7.下列屬于防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害的實(shí)例是(

)A.家里使用電熱水壺?zé)瓸.利用電視機(jī)后蓋的小孔散熱C.家里使用電飯鍋煮飯D.小佳媽媽使用電熨斗熨衣服B8.將規(guī)格都是“220V

100W”的一臺(tái)電風(fēng)扇、一臺(tái)電視機(jī)和一個(gè)電熱毯分別接入220V電路中正常工作,通電時(shí)間相同,下列說法中錯(cuò)誤的是(

)A.它們產(chǎn)生的熱量相同B.它們消耗的電能相同C.它們的工作電流相同D.它們的實(shí)際功率相同9.小華家電熱毯內(nèi)的電阻絲斷了,她爸爸將電阻絲的兩個(gè)斷頭接上后繼續(xù)使用,結(jié)果在使用中發(fā)現(xiàn)接頭處的電熱毯燒焦了,其原因可能是(

)A.電阻絲總長(zhǎng)度變短,總電阻變小,電流變大B.電阻絲總長(zhǎng)度變短,總電阻變大,電流變小C.接頭處電阻變小,相同時(shí)間內(nèi)釋放的熱量更多D.接頭處電阻變大,相同時(shí)間內(nèi)釋放的熱量更多AD10.用如圖所示的裝置探究“影響電流熱效應(yīng)的因素”,電阻絲R1和R2分別密封在兩只完全相同的燒瓶中,且R1<R2,瓶中裝有質(zhì)量相等的煤油。下列說法不正確的是(

)A.該裝置用來探究電流熱效應(yīng)與電流大小的關(guān)系B.閉合開關(guān)后,裝R2電阻絲的燒瓶中溫度計(jì)示數(shù)上升較快C.實(shí)驗(yàn)中,通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少D.該實(shí)驗(yàn)采用的是轉(zhuǎn)換法和控制變量法11.現(xiàn)有“6V

3W”和“12V

6W”字樣的甲、乙兩只燈泡,不考慮燈絲電阻的變化,下列說法正確的是(

)A.通電時(shí)間相同時(shí),甲燈泡消耗的電能一定比乙燈泡少B.通電時(shí)間相同時(shí),電流通過乙燈泡比甲燈泡做功一定快C.兩只燈泡串聯(lián)工作時(shí),甲燈泡產(chǎn)生的熱量一定比乙燈泡少D.兩只燈泡并聯(lián)工作時(shí),干路中允許通過的最大電流為1AAC12.如圖所示的電路中,在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量最多的電路連接是(

)A.閉合S1、S2,斷開S3B.閉合S2,斷開S1、S3C.閉合S2、S3,斷開S1D.閉合S1、S3,斷開S213.如圖甲所示,電源電壓保持不變,電阻R2=10Ω,閉合開關(guān)S,電壓表V1、V2的指針偏轉(zhuǎn)情況完全相同,如圖乙所示。則下列說法正確的是(

)A.電流表A的示數(shù)為0.6AB.電阻R1的阻值為10ΩC.電阻R2的電功率為9WD.10s內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量為36JD甲乙A14.小明將口香糖的錫紙剝下來,剪成中間窄、兩端寬的形狀,將錫紙兩端搭在兩節(jié)干電池的正負(fù)極上,過一會(huì)兒,錫紙中間部分燃燒起來,如圖所示。這是因?yàn)槎搪窌r(shí)錫紙中

很大,錫紙中部剪窄后與沒剪時(shí)相比電阻

(選填“變大”“變小”或“不變”),所以短時(shí)間內(nèi)錫紙窄處會(huì)產(chǎn)生較多電熱。

15.如圖所示為一電熱飲水機(jī)的電路簡(jiǎn)圖,其額定電壓為220V,具有加熱、保溫兩種功能,對(duì)應(yīng)功率分別為400W和40W。則R2的阻值為

Ω,電熱飲水機(jī)在加熱擋工作5min產(chǎn)生的熱量為

J。

電流變大10891.2×105

16.如圖所示電路,閉合開關(guān)S,電流表A1和A2指針偏轉(zhuǎn)角度相同,則電阻R1、R2在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2=

。

4∶117.探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱的多少與什么因素有關(guān)”。實(shí)驗(yàn)小組同學(xué)猜想:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱可能與通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間有關(guān)。于是他們利用如圖所示器材進(jìn)行了探究實(shí)驗(yàn)。甲、乙、丙三個(gè)裝置的透明容器中各有一段電阻絲,容器中密封著等量的空氣,U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。甲乙丙(1)選用

組合