人教版初三物理第17讲：焦耳定律（学生版）

焦耳定律_ _ _ _ _ _1对焦耳定律内容的理解 2利用焦耳定律计算电热 一、焦耳定律1探究电流的热效应【实验器材】（如下图）烧瓶（三个烧瓶中放入等量的煤油）、温度计、铜丝、镍铬合金丝、电源。【实验步骤】 如下图中的左图，在两瓶中分别浸泡铜丝、镍铬合金丝。 将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上。 通电一段时间后，比较两瓶中煤油的温度变化。（1）在通电时间相同的情况下，分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流（下图中的右图），观察什么情况下产生的热量多。【实验结论】（1）在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。（2）在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流大时，镍镉合金丝产生的热量多。2焦耳定律：。Q热量焦耳（J）；I电流安培（A）；R电阻欧姆（）；t通电时间秒（s）3有关焦耳定律的注意事项（1）Q不与I成正比，而是与I2成正比。往公式里代数时要注意电流的代入：QI2Rt(1A)225s10J（2）对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（QW），这时以下公式均成立（3）对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用QI2Rt。（4）利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。5串并联电路中电功、电功率、电热与电阻的关系物理量串联并联电功电功率电热比例关系题型：焦耳定律例1（2014青岛）甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为（）A5：2B5：4C2：5D10：1例2（2014东营）热熔胶在室温下为固体，加热变为较强粘性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起，如图是热熔胶枪的外形，在枪嘴内有电热丝电热丝的电阻是1000，通过的电流是0.2A时，1min产生的热量是 J 例3（2014安徽）如图所示的电路中，电源电压保持6V不变，电阻R1=10，R2=20，闭合开关S，则R1消耗的电功率为 W；若通电30s，电阻R2产生的热量为 J 例4（2014黄冈）当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.5在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25s，把质量为3t的重物吊起22m（g取10N/kg）求：（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率例5（辽宁省丹东市2015年中考物理试题） “吃火锅”是人们喜爱的一种饮食方法。火锅里装有2L、60的水，要把这些水加热到100，求：来源:学_科_网Z_X_X_K（1）水吸收了多少J的热量？c水=4.2103J/(kg) （2）若由阻值为24.2的电热丝接入家庭电路来加热，使锅内的水由60加热到100，且电热丝产生热量的80%被水吸收，则电热丝需正常工作多长时间？例6（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（R1R2）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 的变化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基础演练1焦耳定律内容：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焦耳定律公式： (1)数学表达式：_ _(适用于所有电路)。 (2)对于纯电阻电路可推导出：Q 。3一只标有“220V 44W”字样的电热器，在额定电压下使用时，通过它的电流为 A，通电50min可以产生 J的热量。4一个电热器接在3V的电源上，5min内产生的热量是90J，则这个用电器的电阻是 ，通过的电流是 A。如果通过这个电热器的电流是原来的2倍，则5min内产生的热量是 J。5下列情况中防止电热危害的是（ ）A供取暖用的电热毯 B电热器的发热体C电熨斗的金属外壳 D电视机上的散热窗6把两条电阻丝串联后接到电源上，发出热量较多的一定是 （）21A电流较强的B电压较大的 C电阻较小的D、以上三个都对7将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关说法中，错误的是 （）A三个电器产生的热量一样多B电流通过三个电器做功一样多21世纪教育网版权所有C三个电器消耗的电能一样多D电烙铁产生的热量最多8如图所示，ab和bc是两根电阻丝，若将a、b端接入某一恒定电压的电路时，1min产生的电热是360J；若将b、c端接入同一电路中时，1min产生的电热是180J，则a、c端接入该电路时，1min产生的电热是（）A540J B180J C120J D30J9如图所示，电源电压U保持不变，当滑动变阻器的滑片P 由b端滑向a端的过程中，下列说法中正确的是（）A电压表V1示数不变，电压表V2示数变大，R1的电功率变小B电压表V1示数变大，电压表V2示数不变，1s通过R1的电流做功变大C电压表V1示数变小，电压表V2示数变大，1s通过电路的电流做的总功变大D电压表V1示数不变，电压表V2示数变大，1s通过R1的电流产生的热量变多10如图所示电路，电源电压为6V，R1=10，R2=20，R3=5，当闭合开关S1后，下列说法正确的是（）A闭合开关S2、S3，通过R2的电流是0.24AB断开S2、S3，电路消耗的功率是2.4WC断开S2、闭合S3，R1两端的电压是4VD在相等的时间内，闭合S2、S3时和断开S2、S3时，电流通过R1产生的热量之比是9：4巩固提高1如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。充电时的能量转换是电能转化为化学/内）能。若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要_h，小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电，于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因。2电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了。3如图是某家用电器内部电路结构图,其中R1R2为加热电阻丝(R1R2)，下列电阻丝的四种连接方式,可使电热器提供不同的发热功率,关于其大小说法正确的是（）A甲的连接方式,发热功率最小 B乙的连接方式,发热功率最大C丙的连接方式,发热功率最小 D丁的连接方式,发热功率最大4一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是( )A45J B220J C2700J D9900J5某学生想通过如图所示的电路图来进行下列四个实验（电源电压保持不变，R1为定值电阻，你认为不可行的实验是（）A验证欧姆定律 B验证焦耳定律C测定电阻R1消耗的功率D验证电路两端总电压等于各部分电阻两端电压之和6一个大功率的用电器，用铝线接入电源后，工作过程中发现导线太热，为了不使导线过热，下列措施中可行的是（）A改用长短，粗细都相同的铜导线 B将铝导线加长些21cnjyC改用长短相同，更细些的铝导线 D将铝导线减短些7如图是“探究电流通过导体产生的热量与导体电阻间关系”的实验装置，电阻丝浸在质量相同、初温相同的煤油中，在闭合开关进行实验的过程中（）A用温度计示数的变化来反映电阻丝产生热量的多少BB瓶电阻丝中的电流比A瓶电阻丝中的大C要保持电阻R1、R2两端的电压相同D在时间相同时，两瓶中煤油吸收的热量相同8某实验中学物理兴趣小组的同学利用电烙铁焊接电器元件时，发现电烙铁通电一定时间后热得发烫，而跟电烙铁连接的铜导线却不怎么热这是因为（）A电烙铁比铜导线粗B通过电烙铁的电流大，而通过铜导线的电流小C电烙铁内电热丝的电阻比铜导线的电阻要大得多D电烙铁内电热丝的通电时间比铜导线的通电时间长来9小华准备参加玩具赛车比赛，他运用如图所示的电路来挑选一只能量转换效率较高的电动机，设电池的电压为6V恒定不变，他先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，闭合开关后读出电流表的读数为2A，则电动机线圈电阻为_，电动机的功率为_W；然后放手，当电动机正常转动时，又读出电流表的读数为0.6A，则该玩具电动机正常转动时1min产生的热量为_ _J，将电能转化为机械能的效率为 10家用电器的使用日益广泛，好学的瑞瑞突发奇想，想检验电热水壶和电饭煲谁的热效率高。如图所示是瑞瑞家两种电器及其铭牌，下表是瑞瑞在使用这两种电器(正常工作)烧水时所记录的数据.电热水壶电饭煲装水质量/kg1.81.8水的初温/2020水烧开时间/s480840(1)在1标准大气压下，把电热水壶中的水烧开，水需要吸收多少热量？(2)试通过计算说明电热水壶和电饭煲的热效率谁高。c水4.2103J/(kg)11如图所示为某种家用电热水器工作电路图的简化图，表中为三种加热模式的相关参数。 加热模式工作状态额定功率P/kW1发热电阻R1单独工作22发热电阻R2单独工作33发热电阻R1与R2交替工作(1)该电热水器的插头应接入_孔插座。(2)若该热水器按“加热模式1”连续正常工作10 min，通过发热电阻的电流是多少？产生的热量是多少？(计算结果保留2位小数)(3)若该电热水器连续正常工作15 min，消耗电能0.55 kWh，通过计算说明该电热水器采用了哪种加热模式。 1标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是 J，通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。2下列电器中，不属于电热器的是 （ ）A电饭锅 B电熨斗C电风扇 D电烤炉3家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接导线却不热，因为（ ） A通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小C电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D电炉丝的电阻比连接导线的电阻大4下列情况中防止电热危害的是 （ ）A电视机背后有散热窗 B家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次C家庭电路一般安装的漏电保护器 D大型爆破工程用电热引爆炸药5如图8所示，在四个相同水槽中盛有质量和温度都相同的纯水，现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1R2)，分别按下图的四种方式连接放人水槽，并接人相同电源。通电相同时间后，水温最高的是 （ ）6某导体的电阻是2，通过2A的电流时，1min产生 J的热量.7一只额定功率是450W的电饭锅，在220V的额定电压下使用，每分钟 J的热量.8小宇同学按如图所示的装置，研究“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 的。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。由上述实验可知，在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量 。_1电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不那么热，这是因为( )A电炉丝中有电流的热效应，而铜导线中没有电流的热效应B通过电炉丝的电流大，而通过铜导线的电流小C电炉丝的比热容比铜导线的比热容大D电炉丝的电阻比铜导线电阻大得多2要想使电热器在相等时间内产生的热量减为原来的一半，可采取的做法是 ( )A电阻不变，通过它的电流减小到原来的一半B电压不变，电阻增加到原来的2倍C电压和电阻都减少到原来的一半D电阻不变，电压减少到原来的一半3两个电热器的电阻之比为R1R232，通过它们的电流之比是12，在相同时间内，它们放出的热量之比Q1Q2于 ( )A38B34C31D1164电流通过电灯时，灯丝会灼热发光。电流通过电炉时，电炉丝发热。这些都是电流的_效应。在电流通过导体生热的过程中，电能转化为_能。5电流通过导体产生的热量，跟电流的_成正比，跟导体的电阻成_，跟通电的_成正比。这个规律叫_，它可以用公式表示为_。热量的国际单位是_。6电热器是利用电流_效应制成的。它的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率_、熔点_的合金丝绕在绝缘材料上做成的。7一个标有“220V 1000W”字样的电炉，接在家庭电路中，1h产生_J的热量。它消耗的电能是_J。电炉工作时的电阻是_，通过电炉的电流是_A。8两个电热器的电阻之比是54，并联接在电路中使用。在相同的时间内，它们放出的热量之比为_；如果它们放出相等的热量，则通电时间之比是_。9如图810所示的实验装置，A、B两个相同容器中装满煤油，甲电阻丝的电阻值为R甲，乙电阻丝的电阻值为R乙，闭合开关后，发现A容器玻璃管中的液柱比B容器中的高，据此判断R甲_R乙(填：“大于”、“小于”或“等于”)，判断的依据是_。10两个额定电压为110V，额定功率分别为100W和15W的两盏白炽灯串联接在110V的额定电压下，15W的灯看起来比100W的灯要亮，试用焦耳定律加以解释。图81011一个标有“12V 6W”字样的电