2022年初三物理电学部分焦耳定律讲义.docx

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1、精选学习资料 - - - - - - - - - 焦耳定律教学目的1、把握探究导体产生热量与哪些因素有关的试验原理及方法 2、懂得焦耳定律3、学会利用焦耳定律进行运算学问要点一、探究导体产生的热量与哪些因素有关1、电流的热效应（1）灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡,有什么感觉？用手触摸电线却感觉不到热,这是为什么？（2）家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾,这又是为什么？（3）电流的效应：电能转化为内能的现象电流的热效应电流的效应 电流的磁效应电流的化学效应电热器：利用电流的热效应制成的加热设备（电熨斗,电炒锅,电烤箱等）电热器的主要组成部分：发热体发热体：一般由电阻率大、熔点高的金属丝

2、 2、探究试验（1）提出问题 电流产生的热量与哪些因素有关？绕在绝缘材料上做成的；导体电阻的大小 猜想 电流的大小 通电时间（2）试验探究 试验目的：讨论电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 试验方法：掌握变量法 试验原理：当电流通过电阻丝时,电流产生的热量就会使瓶中的空气温度上升,体积膨 胀,致使导管中原先一样高的液柱逐步上升；电流产生的热量越多,液面就 会上升的越高； 可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量；（转换法）试验过程：a、电流通过导体产生的热量与电阻关系：与电阻的关系名师归纳总结 - - - - - - -第 1 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - -

3、- 条件：等量煤油,电流相同,时间相同 现象：B 瓶中温度上升的多 结论：电流和通电时间相同时,电阻越大,产生 的热量越多b、电流通过导体产生的热量与电流大小的关系：条件：通电时间相同,电阻相同 现象：电流大时,温度上升的多 结论：与电流的关系在通电时间肯定,电阻相同时,通过的电流越大,产生的热量越多c、电流通过导体产生的热量与通电时间的关系 条件：电流肯定,电阻相同时 现象：时间越长,温度上升的越多 结论：在电流与电阻都相同时,通电时间越长,电流通过导体产生的热量就越多试验结论：导体的电阻越大产生的热量越多,通过导体的电流越大产生的热量越多,通 电时间越长产生的热量越多二、焦耳定律 1、定义

4、 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、公式Q = I2Rt Q = I2 R t 时间公式：焦耳定律意义：热量电流电阻名师归纳总结 - - - - - - -第 2 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 单位： J A S 3、焦耳定律理论推导W = Q W = UIt U = IR Q = W = UIt = IRIt = I 2Rt 4、焦耳定律公式扩展Q = W = Pt = UIt = U2t/R （只适用于纯电阻电路）电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路,白炽灯及转子被卡住

5、的电动机也是纯电阻器件非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路5、Q=I2Rt 与 W=UIt的区分在纯电阻电路中,这两个公式是通用的W = Q ； Q = I2Rt 公式求得的是在总电在非纯电阻电路中, W = UIt 公式求得的是总消耗的电能；能中部分转发为热能的能量即：W Q （且 W = I2Rt + W 1）6、纯电阻电路与非纯电阻电路名师归纳总结 - - - - - - -第 3 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 7、电功率与热功率的区分与联系（1）区分：电功率是指某段电路的全部电功率,或这段电路上消耗的全部电功率,打算于这段

6、电路两 端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率打算于通过这段电路电流强度的平方和这 段电路电阻的乘积（2）联系：对纯电阻电路,电功率等于热功率；对非纯电阻电路,电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和三、例题精讲【例 1】某电动机上标有“220V,2A” 它的线圈电阻为5 . ,当它正常工作一分钟后,消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的缺失,就得到多少的机械能？【例 2】用电炉烧水时,电炉丝热得发红,而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热,这是为什么 . 课题 18-4 焦耳定律学习笔记名师归纳总结 - - - - - - -第 4 页

7、,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 一、电流的热效应电流通过导体时将 _ 能转化成的现象；在这一过程中,电能转化为能二、探究焦耳定律（定性）课题探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关 R 甲R乙 、煤油、两只玻璃瓶、两器材电源、开关、导线、两个阻值不同的电热丝只、滑动变阻器、装 置 图 如图组成串联电路,在玻璃瓶中装有等量的、相同的煤油,煤油 内插入闭合开关,调剂滑动变阻器使电流表的示数为0.5 A ,5 分钟后发觉甲、乙煤油的步骤方法温度分别为 30和 38_开关,使煤油冷却回原先的温度, 向调剂滑动变阻器,使电流表的示数为1 A,过 5 分钟,甲煤油的温度是4

8、6在第步的基础上, 保持滑片位置不变, 通电 10 分钟后发觉甲煤油的温度为36；试验中,通过温度计示数的高低来判定电流通过导体时产生电热的多少,这是采纳了法；本试验仍采纳了 _ _ 法； 在通电时间和 _ _肯定时,导体电阻越 _ _,通电导体所产生的热量越_ _ ；结论 在通电时间和 _肯定时,通过导体的电流越_ ,通电导体所产生的热量越 _ _； 在导体的电阻和 _肯定时,通电时间越 越_ _ ；留意：（1）在上述试验中,甲、乙两电阻丝采纳串联的目的是_,通电导体所产生的热量: 使电路中 _相等；（2）在上述试验中,如将温度计换成细玻璃管,就应通过煤油在玻璃管中 _来判定电流通过导体时产

9、生电热的多少；_ 三、焦耳定律1. 内容：电流通过导体产生的热量跟_成正比,跟_成正比,跟_成正比；名师归纳总结 - - - - - - -第 5 页,共 7 页精选学习资料 - - - - - - - - - 2. 公式： _ Q _ _； I R _ _； t3. 电热功率 :P热= _； _； _ _ _；4. 纯电阻电路（将电能全部转化成内能的电路）中：Q=W 留意事项：对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能（QW）,这时以下公式均成U2立 Q=W=UIt Q= W= Rt Q= W=Pt；对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,仍要转化为其他形式的能量；求 Q时只能用 QI2

10、Rt ；5. 利用电热的例子：热水器、电饭锅、_、_等；6. 防止电热的例子：电视机外壳的 _窗；运算机内的 _风扇、电动机外壳的 _片等；7. 说明：电炉子工作时,电炉丝热得发红,而与其相连的导线插头却几乎不热,这是为什么 . 答：电炉丝与插头是 _联的,通过的电流 _依据 _定律公式 _,在_时间内, _肯定时,电流产生的热量跟 _成正比,炉丝比插头的电阻 _,相同条件下电流产生的热量 _,因此炉丝热得发红【练习】1（判定）电风扇工作时,没有电流的热效应产生 2. 导线相互连接的位置往往比别处更简单发热,加速老化,甚至引起火灾电流通过电灯,电灯会发热；电流通过电褥子,电褥子会发热；通电时间

11、长了,连接用电器的导线也会发热这些现象都是把 _转化为 _,这种现象叫 _据此现象,人们制成了 _；3. 依据焦耳定律公式 _,在电流相同的情形下,电阻越大,电流在肯定时间内产生热量越 _也就是说,在电流相同时,电阻较大的导体产生热量的功率越 _4. 有一个电暖气,当通过它的电流是原先的 2 倍时,它产生热量的功率是原先的 _倍5一盏“220V,60W” 的白炽灯,一台“220V,60W” 的电风扇,一只“220V,60W” 的小电暖手炉,同时接在 220V的电压下,就相同时间内产生的热量 A电风扇最多 B白炽灯最多 C暖手炉最多 D一样多6. 以下讨论方法中属于掌握变量法的是 A讨论焦耳定律

12、时,可以通过观看烧瓶中液体温度的高低来判定电阻产生热量的多少B在电流、通电时间肯定时,讨论电阻产生的热量与电阻的关系C通过电流做功的多少来量度消耗电能的大小D比较电流表和电压表的异同点7在家庭电路中,导线相互连接的位置往往比别处更简单发热,加速老化,甚至引起火灾这是为什么 . 答：导线相互连接的位置电阻较 _,依据 Q=_可知：通电时间、电流肯定时, _与导体的 _成正比,所以在家庭电路中,导线相互连接的位置往往比别处更简单发热,加速老化,甚至引起火灾8一根 60. 的电阻丝接在 36V 的电源上 , 在 5min 内共产生多少热量？名师归纳总结 - - - - - - -第 6 页,共 7

13、页精选学习资料 - - - - - - - - - 9. 某导体的电阻是2 ,通过 2的电流时, 1min 产生多少焦耳的热量？10. 一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210 欧姆,它的额定功率是多大？在额定电压下通电10 分钟产生多少热量？11. 探究焦耳定律：器材电源、导线、开关、两个装有相同质量煤油的烧瓶、铜丝、镍镉合金丝、；试验装置如下列图,在两个相同的烧瓶中装相等质量的煤油,瓶中各放一根电阻丝,右瓶中电阻预备丝比左瓶中的大,通电后观看电流通过电阻丝产 生的热量是没有的温度上升,电流产生的热量；越,煤油温度上升的越；如图连接电路,闭合开关一段时间后,发觉右侧

14、瓶中温度,这说明烧瓶中步骤的镍镉合金丝产生的热量；,只将右瓶中的镍镉合金丝接入电路,再用转变电路中电流,使电流比刚才和的电流大,通电时间跟上次试验一样, 发觉烧瓶中的煤油温度上升的比上次现象这说明； 对于两瓶通电时间越长,烧瓶中煤油温度都上升的越；方法本试验用的物理学讨论方法有和；结论电流通过导体产生的热量多少与、和有关；12、小宇同学按如下列图的装置,讨论“ 电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油,温度计 显示煤油的温度,两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小；闭合开关后,通过两段金属丝中的电流是； 一 段 时 间 后 , 可 观 察 到 A 瓶 中 温 度 计 的 示 数（填“ 大于” 、“ 小于” 或“ 等于” ）B 瓶中的温度计的 示数；由上述试验可知,在电流和通电时间都相同时,导 体电阻越大,产生的热量名师归纳总结 - - - - - - -第 7 页,共 7 页