中考物理总复习 第二十五章 焦耳定律课件.ppt

第25章焦耳定律 中考考点及考查角度系统复习 考点一电流的热效应 1 电流的热效应 电流通过导体时 转化成内能的现象叫做电流的热效应 2 探究实验 1 探究课题 电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 2 实验装置 如图所示 电能 3 探究方法 控制变量法 4 实验设计 在通过导体的电流和导体电阻相同时 探究电流的热效应与通电时间的关系 在通过导体的电流和通电时间相同时 探究电流的热效应与导体电阻的关系 电路设计 两阻值不同的电阻串联 目的是控制电流和通电时间相同 在导体电阻与通电时间相同时 探究电流的热效应与通过导体电流的关系 5 结论 在通过导体的电流和通电时间相同的情况下 电阻越大 产生的热量越 在导体电阻和通电时间相同的情况下 通过导体的电流越大 产生的热量越 转换法 多 多 拓展 1 电炉丝通过导线接到电路里 通过电炉丝和导线的电流相同 为什么电炉丝热得发红 而导线却几乎不发热 在电流相同 通电时间相同的情况下 电阻越大 产生的热量越多 2 右图所示的实验装置是课本改版前的实验装置 该装置与现有装置相比较 都采用了转换法和控制变量法 但改版后的课本是利用了空气热胀冷缩的性质 现象明显 易于观察 演示效果好 该装置利用等质量液体的热胀冷缩性质 通过读取温度计的示数来体现电阻丝的发热情况 很难同时读数 现象又不能明显观察到 显然演示效果不如改版后 例1 2015 衡阳 为了探究电流产生的热量跟什么因素有关 王军设计了如图所示的甲 乙两种装置 他将两根阻值不同的电阻丝 r1 r2 分别密封在两个完全相同的烧瓶中 并通过短玻璃管与相同的气球相连 两次实验电源电压不变 1 实验中通过 来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少 2 甲装置可探究电流产生的热量与 的关系 3 在装置甲 乙的两次实验中 通过比较相同时间里气球b与d的变化情况 可探究电流产生的热量与 的关系 4 甲 乙两装置同时实验 在相同的通电时间里 与 气球 填气球字母标号 相通的电阻丝产生的热量最多 气球膨胀的程度大小 电阻 电流 c 方法思路点拨 1 当电阻丝通电后 电流产生热量使瓶内温度升高 从而使气球膨胀 根据气球膨胀的程度大小可知电流通过电阻丝产生的热量的多少 这种方法是转换法 2 甲中阻值不相等的两电阻丝串联 则两电阻丝中的电流相等 通电时间也相等 所以可探究电流产生的热量与电阻大小的关系 3 由乙图可知两电阻丝并联 两瓶中电阻不相等 电压相等 则可知两瓶中的电流不同 可探究电流产生的热量与通过电流的关系 2 3 中探究电流产生的热量跟什么因素有关时采用了控制变量法 4 甲图中两电阻丝串联 则通过两电阻丝的电流相等 电阻大的电阻丝发热较多 即b中发热量较多 乙图中两电阻丝并联 则电压相等 由q w 可得 电阻小的电阻丝发热量较多 故c比d发热量要多 而b d电阻相等 b中电流小于d中电流 故d中热量要比b中热量多 故c中热量最多 举一反三训练 1 2016 长春 如图甲所示 两个透明容器中封闭着等量的空气 将两个容器中的电阻丝r1和r2串联接到电源两端 将容器外部的电阻丝r3和r2并联 1 图甲的装置是探究电流通过导体产生的热量与 的关系 电阻丝r3的作用是使通过电阻丝r1和r2的电流 2 如图乙所示 某小组在实验中观察到左侧u形管中液面很快出现高度差 右侧u形管中液面高度差为零 原因是电阻丝 断路 电流 不同 r2 考点二焦耳定律 教材整合透析中考必考考点 1 焦耳定律的内容 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 跟导体的电阻成 跟通电时间成 2 数学表达式 适用于所有电路 提示 各物理量必须对应同一段电路或同一个导体 拓展 1 电流通过导体时 如果电能全部转化为内能 而没有同时转化为其他形式的能量 这样的电路就是纯电阻电路 对于纯电阻电路可推导出 q i2rt uit 2 电流通过导体时 如果电能大部分转化为其他形式的能量 只有很少的一部分用来发热 这样的电路就是非纯电阻电路 如电动机 对于非纯电阻电路 消耗的电能使用公式w uit pt进行计算 导体产生的热量使用公式q i2rt计算 数值上一般w q 正比 正比 正比 q i2rt 例2 利用如图所示电路可定性研究电热与电流 电阻和通电时间的关系 图中三个电阻的材料和质量相同 且r1 r3 5 r2 10 三个电子温度计分别与之相连 图中未画出 并能测量它们的温度 闭合开关后 每隔一定时间记录各电阻的温度 通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少 下列有关分析与推断错误的是 a 分析任意一个电阻的温度及变化 可知电热与通电时间有关b 分析比较r1和r2的温度及变化 可知电热与电阻有关c 分析比较r1和r3的温度及变化 可知电热与电流有关d 分析比较r2和r3的温度及变化 可知电热与电流和电阻有关 考查角度1利用焦耳定律进行判断 d 思路点拨 由q i2rt可知 对同一电阻而言 通过的电流不变时 通电时间越长 产生的热量越多 温度越高 故a正确 探究电热与电阻关系时 由q i2rt可知 需保持电流和通电时间相同 电阻不同 根据题意和电路图可知 r1 r2 并且r1 r2串联 即通过的电流和通电时间相等 因此分析比较r1和r2的温度及变化 可知电热与电阻有关 故b正确 探究电热与电流关系时 由q i2rt可知 需保持电阻和通电时间相同 电流不同 根据题意和电路图可知 r1 r3 并且r1 r2串联后与r3并联 由于两支路的总电阻不同 因此通过它们的电流不同 故分析比较r1和r3的温度及变化 可知电热与电流有关 故c正确 根据控制变量法可知 探究电热与电流 电阻以及通电时间是否有关时 变化的量只能有一个 其他因素均不变 因此分析比较r2和r3的温度及变化不可以探究电热与电流和电阻的关系 故d错误 举一反三训练 教材整合透析中考必考考点 2 1 2015 枣庄 电炉丝通过导线接到电路里 电炉丝和导线通过的电流 填 相同 或 不同 电炉丝热的发红而导线却几乎不热 说明电流通过导体时产生的热量跟导体的 有关 相同 电阻 举一反三训练 教材整合透析中考必考考点 2 2 2015 河南二模 如图所示 在四个相同的水槽中盛有质量和温度都相同的水 现将电阻丝r1 r2 r1 r2 分别按图所示的四种方法连接放入水槽 并接入相同的电路 通电相同时间后 水槽中水温最高的是 abcd 由电路图可知四个电路电压相等 图d中电路总电阻最小 由q i2rt 可知 d产生的热量最多 水吸收的热量最多 水的温度最高 d 例3 2015 济宁 某导体电阻为10 通电5min产生的热量是1200j 当通过该导体的电流增大为原来的2倍时 在相等时间内产生的热量是 j 考查角度2利用焦耳定律进行简单计算 4800 q i2rt 1200j 当通过它的电流增大为原来的2倍时 在相同的时间内产生的热量 q i 2rt 2i 2rt 4i2rt 4q 4 1200j 4800j 思路点拨 举一反三训练 教材整合透析中考必考考点 3 1 如图所示 电源电压恒为12v 闭合开关s 当滑动变阻器的阻值为10 时 电压表的示数为10v 此时电动机正常工作 则滑动变阻器消耗的功率是 w 若电动机内部线圈的电阻为2 则通电5min电流通过电动机内部线圈产生的热量是 j 0 4 24 由电路图可知 电压表测电动机两端电压 根据串联电路的电压特点 滑动变阻器两端电压ur u u1 12v 10v 2v 则i 0 2a 滑动变阻器消耗的功率pr uri 2v 0 2a 0 4w 由焦耳定律得 电动机内部线圈产生的热量q i2r1t 0 2a 2 2 5 60s 24j 3 2 2015 济宁 把一个标有 10v3w 小灯泡和定值电阻r串联后接在电压为12v的电源上 如图所示 小灯泡恰能正常工作 通过计算回答 1 通过小灯泡的电流是多少 2 串联在电路中的定值电阻的阻值是多大 3 该电路工作10s 定值电阻产生的热量是多少 举一反三训练 因为p ui 所以灯泡正常发光的电流为i 0 3a 因为p 所以灯泡电阻为rl 串联电路总电阻为r总 40 定值电阻的阻值为r r总 rl 40 定值电阻产生的热量为q i2rt 0 3a 2 10s 6j 第一部分 考点三电热的利用与防止 教材整合透析中考必考考点 1 电热的利用 1 电热器是利用 工作的器具 生活中常见的电热器有 等 2 电热器的主要组成部分 发热体 发热体是由电阻率大 的合金丝绕在 材料上制作而成 3 电热利用的优点 清洁 卫生 热效率高 可以方便地进行控制和调节温度 2 电热的防止利用散热窗 散热片 风扇吹风等方法加快散热 电流的热效应 电饭煲 电炉 电热毯 熔点高 绝缘 例4 2016 淄博 电热器是利用电流的 来工作的 某发热元件的阻值为420 通过的电流为1a 通电10min产生的热量是 j 这些热量能使2kg的冷水温度升高 不计热量损失 水的比热容为4 2 103j kg 本题考查了电流的热效应 焦耳定律及热量的计算公式应用 电热器是利用电流的热效应工作的 电流产生的热量q i2rt 1a 2 420 60s 25200j 由题意知 水吸收的热量应等于电流产生的热量 则q吸 25200j 由q吸 cm t得 t 3 热效应 25200 3 举一反三训练 4 1 下列各种方法和措施中 不是为了防止电热危害的是 a 电脑机箱中安装有电风扇b 炎热的夏天 连续长时间工作的电视机要停用一会儿c 天气潮湿时 长期不用的电器隔一段时间要通一次电d 电视机的后盖上有许多散热孔 c 举一反三训练 4 2 2015 邵阳 如图是家用电热壶及铭牌 水的比热容为c水 4 2 103j kg 求 1 电热壶正常工作时的电阻 2 电热壶正常工作3min 放出的热量是多少 3 如果电热壶正常工作3min放出的热量全部被水吸收 能否把1kg水从20 加热到100 正常工作时的电阻为r 48 4 正常工作3min释放的热量 q w pt 1000w 3 60s 180000j 若1kg水从20 加热到100 吸收的热量为q水 c水m t 4 2 103j kg 1kg 100 20 336000j 180000j 如果电热壶正常工作3min放出的热量全部被水吸收 不能把1kg水从20 加热到100 中考综合 应用 探究培优拔尖 拔尖角度 多挡位 电热计算 例5 2015 泰州 某型号的电饭锅有两挡 其原理如图所示 电阻r1 44 当开关s闭合时 电饭锅处于高温挡 当开关s断开时 电饭锅处于焖饭 保温挡 焖饭 保温时电饭锅的功率为高温挡功率的0 02倍 求 1 高温挡的功率 2 焖饭 保温时电路中的电流 3 电阻r2的阻值 解 1 当开关s闭合时 电路为r1的简单电路 电饭锅处于高温挡 则高温挡的功率 p高温 1100w 1 理解 多挡 电热器根据实际需要往往要设计不同挡位 高挡时单位时间内产生的电热多 消耗电能快 功率大 低挡时单位时间内产生的电热少 消耗电能慢 功率小 因此电热器的高低挡指的是 功率 不同 规律点拨 2 当开关s断开时 r1与r2串联 电饭锅处于焖饭 保温挡 由题意可知 焖饭 保温挡的功率 p保温 0 02p高温 0 02 1100w 22w 由p ui可得 电路中的电流 i 0 1a 3 由i 可得 焖饭 保温时电路中的总电阻 r 2200 因串联电路中总电阻等于各分电阻之和 所以 电阻r2的阻值 r2 r r1 2200 44 2156 2 多挡 原理及结构 当电路中有多个发热电阻时 由p 可知电源电压不变时 高挡时功率大 电阻小 而低挡时功率小 电阻大 常见电路如图所示 其中r1 r2均为发热电阻 电热丝 当电路中有一个发热电阻和一个分压电阻时 由p 可知发热电阻近似不变时 高挡时功率大 发热电阻两端电压大 低挡时功率小 发热电阻两端电压小 常见电路如图所示 其中r1为分压电阻 不参与加热 r2为发热电阻 电热丝 举一反三训练 5 1 2016 无锡 如图所示为小明设计的电烙铁工作电路 电烙铁可处于正常工作和预热两种状态 电烙铁上标有 220v40w 的字样 r0为定值电阻 1 电烙铁是利用电流的 效应工作的 2 电烙铁正常工作时功率为40w 暂时不用时的预热功率为10w 则r0的阻值为 设电烙铁的电阻不随温度的变化而变化 热 3630 举一反三训练 5 2 2016 东营 随着电器时代的到来 家用电器已广泛应用到我们的生活中 某家庭煲汤用电热锅简化电路如图所示 电热锅额定电压为220v r1 r2均为发热电阻 其阻值分别为80 404 接通电源 闭合开关s1 s2 电热锅处于 大火 加热状态 当锅内温度达到100 时 开关s2自动断开 开关s1仍闭合 电热锅处于 小火 炖煮状态 1 电热锅在额定电压下 处于 大火 加热状态时 电路中的电流多大 2 电热锅在额定电压下 处于 大火 加热状态15分钟 消耗的电能是多少焦耳 3 电热锅在额定电压下 处于 小火 炖煮状态时 电功率多大 4 为