一、電流的熱效應1.定義:電流通過導體時

能轉化為

能的現象。

2.當電流和電阻一定時,通電時間越

,產生的熱量越多。

3.當電阻和通電時間一定時,電流越

,產生的熱量越多。

4.當電流和通電時間一定時,電阻越

,產生的熱量越多。

早預習新知梳理01第三節焦耳定律電內長大大二、焦耳定律1.內容:電流通過導體產生的熱量跟

成正比,跟

成正比,跟

成正比。

2.公式:

。熱量的單位是J。

電流的二次方導體的電阻通電時間Q=I2Rt析要點以練代講02知識點1探究電流產生的熱量與哪些因素有關典例1在探究“電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關”時,小明和小紅分別用圖1和圖2的裝置進行實驗。(1)為了判斷導體放出熱量的多少,他們采用下面的方法:①在圖1中,兩透明容器中密封著等質量的空氣,玻璃管內裝有等量帶顏色的液體,通過觀察U形管中液面的

來比較各容器中電阻絲產生熱量的多少。

②在圖2中,兩個完全相同的燒瓶內分別裝有質量和初溫相同的煤油、相同的溫度計A和B。通過觀察

來比較容器中電阻絲產生熱量的多少,不選用水而選用煤油的原因是水的

比較大。③圖1和圖2兩種比較導體放熱多少的方法中,比較明顯的是

,用到的實驗方法是

。高度差溫度計的示數變化比熱容圖1轉換法(2)為了探究電流通過導體時產生的熱量與各種因素的關系,他們需要用的實驗方法是

。

①在圖1甲中,通過兩電阻絲的電流

;該實驗是探究電流通過導體產生的熱量與導體

的關系。通電一段時間后,右邊容器中玻璃管內液面上升的高度較大,說明

.

。

②圖1乙是“探究電流通過導體產生的熱量與通過導體的

關系”的實驗裝置。在通電一段時間后,

(選填“左”或“右”)邊容器內液面上升得高,說明

.

。

控制變量法相等電阻在電流和通電時間相同時,導體的電阻越大,導體產生的熱量越多電流左在導體的電阻和通電時間相同時,通過導體的電流越大,導體產生的熱量越多(3)英國物理學家焦耳通過大量實驗,最先精確地確定了電流通過導體時產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的

成正比,跟

成正比。這個規律叫做焦耳定律,其表達式為

。(4)圖1中U形管

(選填“是”或“不是”)連通器。

(5)某實驗小組發現通電一段時間后,其中一個U形管中的液面高度幾乎不變,發生此現象的原因可能是

.

。

電阻通電時間Q=I2Rt不是透明容器密閉性不好(或透明容器漏氣或與該U形管相連接的容器中的電阻絲短路)知識點2焦耳定律典例2如圖所示,甲、乙兩個透明容器中密封著等量的空氣,通電一段時間后

(選填“甲”或“乙”)容器連接的U形管液面高度差較大,實驗表明:電流通過導體產生的熱量跟

(選填“電流”或“電阻”)的大小有關;當電流為0.2A時,通電10s甲容器中的電阻產生的熱量是

J。

甲電阻4典例3(2024銅仁一模)如圖所示,電源電壓保持不變,燈泡L標有“6V

0.2A”的字樣。閉合開關S,燈泡L正常發光,此時電流表的示數為1A,求:(1)燈泡L正常發光時的電阻。答案:(1)30Ω(2)通過定值電阻R的電流I。(3)通電10s,定值電阻R產生的熱量。解析:(2)由電路圖知,閉合開關S,燈泡L和定值電阻R并聯,電流表測干路電流,此時燈泡L正常發光,通過燈泡L的電流IL=I額=0.2A,根據并聯電路的電流特點可知,通過定值電阻R的電流I=I總-IL=1A-0.2A=0.8A。(3)根據并聯電路的電壓特點可知,定值電阻R兩端的電壓UR=UL=6V,通電10s,定值電阻R產生的熱量Q=W=URIt=6V×0.8A×10s=48J。答案:(2)0.8A

(3)48J1.下列家用電器中,利用電流熱效應工作的是()基礎鞏固練第三節焦耳定律CA.抽油煙機 B.電視機C.電飯鍋 D.電風扇2.小明家連接插線板的導線折斷后,他把兩根導線擰在一起繼續使用,用久后發現連接處容易發熱,其主要原因是連接處()A.電阻變小 B.電流比別處電流小C.電阻變大 D.電流比別處電流大3.某同學為探究電流通過導體時產生熱量的多少跟電阻的關系,設計了如下電路圖,其中正確的是()CB4.教材素材改編小宇用如圖所示的電暖扇取暖時發現:電暖扇熱得發燙,而與之串聯的導線卻不怎么熱。通過思考,他提出四個問題,其中最有探究價值且易于探究的科學問題是()A.電流產生的熱量多少與哪些因素有關B.電流產生的熱量多少與電流大小有什么關系C.電流產生的熱量多少與電阻大小有什么關系D.電流產生的熱量多少與通電時間有什么關系C5.(多選題)如圖是“探究電流通過導體時產生的熱量跟什么因素有關”的實驗裝置。R1、R2、R3的阻值均為10Ω,兩個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。下列說法正確的是()A.該實驗裝置U形管液面高度變化是液體熱脹冷縮的緣故B.通電一段時間后,左側U形管中液面的高度差比右側的大C.圖中實驗是為了探究電流通過導體產生的熱量與電阻的關系D.若將圖中R3也放入右側密閉容器里,可探究電流產生的熱量與電阻的關系BD6.如圖所示是超市常用的塑料袋封口夾電路原理圖,電源電壓為5V,電熱絲R阻值為1Ω。閉合開關S,電熱絲溫度升高,利用電流的

效應實現高溫封口,3s內產生的熱量為

J,若使用時總把塑料袋燙壞,可以

(選填“增大”或“減小”)電熱絲的阻值。

熱75增大7.無人機的使用越來越廣泛,假設某無人機主要部件電動機的額定電壓為48V,電流為2A,電動機電阻為1Ω,電動機1min產生的熱量是

J。手機屏幕長時間使用會發熱是因為電能轉化為

能。

8.圖中是探究電流通過導體產生的熱量與

(選填“電流”或“電阻”)關系的裝置;電流通過電阻R2與R1產生的熱量之比為

。240內電流1∶4能力提升練9.如圖所示,電源電壓保持不變,燈泡標有“4V

2W”的字樣。當開關S閉合時,燈泡正常發光,電流表的示數為0.6A,電阻R的電功率為

W,通電1min,R產生的熱量為

J。0.42410.如圖所示的電路中,電源電壓為6V,電阻R的阻值是10Ω,電動機線圈電阻為2Ω。當電動機正常轉動時,電流表的示數為0.2A,正常工作10s,電動機消耗的電能是

J,線圈產生的熱量是

J。

80.811.物理學與日常生活有三個用電器,分別是電風扇、電熱毯和LED節能燈,都標有“220V

40W”字樣,若它們都正常工作相同的時間,產生熱量最多的用電器是

,若該用電器工作時的實際電壓只有額定電壓的80%,則它在100s內產生的熱量為

J(不考慮溫度對其電阻的影響)。

電熱毯256012.(2024貴州節選)電流熱效應引發的用電事故屢屢發生,其中很多是由電路老化或電線選擇不規范所致。如家庭電線使用時間過長,出現絕緣皮老化脫落;空調等大功率用電器選用電線過細。用焦耳定律說明大功率用電器連接細電線存在安全隱患的原因。13.如圖所示的電路中,電源電壓恒為3V。閉合開關S后,電阻R1的電功率為3W,電阻R2的電功率為4.5W。求:(1)通過電阻R1的電流。答案:(1)1A(2)電阻R2的阻值。(3)整個電路在10s內產生的熱量。(3)整個電路在10s內產生的熱量Q=W=Pt=(P1+P2)t=(3W+4.5W)×10s=75J。答案:(2)2Ω

(3)75J素養培優練14.如圖是“探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關”的實驗裝置。甲、乙是完全相同的密閉容器,里面密封著等量的空氣,U形管中液面高度差的變化反映密閉空氣溫度的變化。閉合開關前,A、B兩U形管內液面相平。(1)實驗