1、第17課時焦耳定律1.電流的熱效應:電流通過導體時,要轉化成內能,我們把這種現象叫電流的熱效應。2.焦耳定律內容:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成,跟導體的電阻成,跟通電時間成,這個規律叫作焦耳定律。3.公式:。適用于所有電路,公式中的電流I的單位要用安培(A),電阻R的單位要用歐姆(),通過的時間t的單位要用秒(s),熱量Q的單位為焦耳(J)?？键c知識聚焦考點一焦耳定律正比電能Q=I2Rt【注意】 各物理量都對應同一段電路或同一個導體,焦耳定律是對電流熱效應規律的定量描述。正比正比考點知識聚焦考點二電功W與熱量Q之間的關系1.電熱的利用電熱器(1)原理:電流的熱效應。(2)主要部件:發

2、熱體和絕緣體;發熱體材料特點:電阻率大、熔點高,如電烤箱、電爐、電熨斗等。2.電熱的防止如電視機的散熱窗,電動機的散熱風扇、散熱片等?？键c知識聚焦考點三電熱的利用和防止考點知識聚焦考點四電熱器多擋位問題例1 2017眉山 如圖17-1所示是“探究在相同時間內電流通過導體產生的熱量與的關系”的實驗裝置。若電阻絲R甲=5 ,R乙=10 ,通過電路中的電流為0.5 A,則甲電阻絲在2 min內產生的熱量是J。 圖17-1熱點考向探究探究一電功電阻150【變式】電飯鍋是利用來工作的;一根60 的電阻絲接在36 V的電源兩端,在5 min內產生J的熱量。熱點考向探究電流的熱效應6480例2 林紅家買了一

3、臺電烤箱,發熱功率有高溫、中溫、低溫3個擋位,圖17-2是其內部簡化電路圖,電源電壓U保持不變,開關S1可分別與觸點a、b接觸。則當開關S1置于b點、S2斷開時,電烤箱處于擋位;當開關S1置于a點、S2閉合時,電烤箱處于擋位;中溫擋位電功率的表達式是P中=。 圖17-2熱點考向探究探究二有關電熱器的多擋位問題低溫高溫【變式】如圖17-3所示,是一個電熱器的原理圖,R1、R2為兩個發熱電阻,且R1=R2,當開關S閉合、S1斷開時是(選填“高溫”或“低溫”)擋,高溫擋與低溫擋的功率之比是。 圖17-3熱點考向探究低溫2:1例3 臺線圈電阻為0.3 的電動機,接在12 V的電源上時,通過電動機的電流

4、為0.5 A,在2 min內電流產生的熱量是J,轉化成的機械能是J,此電動機的效率為。熱點考向探究探究三電熱的計算971198.75%【變式】一只電爐接在220 V的電路上時,用10 min可把一壺水燒開,那么接在110 V的電路上時,同樣把這壺水燒開所需要的時間是 ()A.10 minB.20 minC.30 minD.40 min熱點考向探究D熱點考向探究實驗突破突破探究影響電流熱效應的因素【考點歸納】(1)被加熱的物質選用空氣或煤油的原因:空氣受熱膨脹明顯,煤油比熱容小,都能使實驗現象明顯。(2)選擇被加熱物質時需要保證物質的種類相同、質量相同、初溫相同。(3)轉換法的應用:通過U形管中

5、液面高度的變化或溫度計示數的變化反映電流通過導體產生熱量的多少。(4)控制變量法的應用:探究電熱與電流的關系時,控制電熱絲的電阻值與通電時間相同,改變通過兩電熱絲的電流大小;探究電熱與電阻的關系時,控制通過電熱絲的電流與通電時間相同,選擇兩電阻不同的電熱絲;探究電熱與通電時間的關系,控制兩電熱絲的電阻和通過的電流相同,改變通電時間的長短。(5)多次測量的目的:使實驗結論具有普遍性。(6)實驗結論:電流通過導體產生的熱量與電流的平方成正比,與導體的電阻成正比,與通電時間成正比。例小明和小紅想利用如圖17-4所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”,兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲,燒瓶A中的

6、金屬絲是銅絲,電阻比較小,燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲,電阻比較大。兩瓶煤油中溫度計可以顯示煤油的溫度。(1)根據 法的研究思想,應該使這兩個燒瓶中煤油的質量相等。(2)小紅問小明:“打開水龍頭就可以得到水,干嗎不用水代替煤油?”對于這個問題,小明與他的同學給出了下列四種答案,你認為最合理的是。A.因為煤油有顏色便于觀察B.因為煤油有比較大的熱值C.因為煤油有比較小的密度D.因為煤油有比較小的比熱容 圖17-4熱點考向探究D控制變量(3)實驗中,小明和小紅發現燒瓶B中溫度計的示數升高得快,這表明:在電流和通電時間相同的情況下,導體的電阻越,產生的熱量越多。(4)小紅把實驗裝置做了一些改動:在相

7、同的燒瓶A、B中裝滿煤油,用細玻璃管代替溫度計做實驗,當煤油溫度上升時,會看到細玻璃管內的液面明顯上升,下列實驗中也用到這種思想和方法的是。A.將不同的電阻絲分別接到同一電路中,通過比較電流的大小來比較電阻的大小B.將乒乓球靠近發聲的音叉,通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動C.讓不同的紙團從相同高度同時下落,通過落地的先后判斷運動的快慢D.將小鐵屑均勻撒在磁體周圍,通過觀察鐵屑的分布情況來認識磁場的分布情況(5)有許多家用電器是根據焦耳定律設計的,請舉兩個例子: ; 。熱點考向探究電飯鍋B大電烙鐵 實驗拓展小靜同學也設計了一套實驗裝置,如圖17-5所示,通過這套裝置也能探究電熱的影響因素。 圖17-5(6)兩個透明容器中密閉了等量的空氣,通過觀察感知電流通過電阻絲產生的熱量的多少。(7)小靜用空氣而不用水主要是因為。熱點考向探究U形管中液面高度的變空氣受熱膨脹明顯,實驗效果好(8)按圖甲實驗發現隨著通電時間的延長,玻璃管A、B中的液面均逐漸上升,這表明 ;用圖乙實驗探究電流產生的熱量跟的關系,通電一段時間(選填“左瓶”或“右瓶”)內的電阻產生的熱量多