第4节-焦耳定律

第十八章电功率第4节焦耳定律1课堂讲解2课时流程课后作业逐点导讲练课堂小结当堂检测电流的热效应焦耳定律(公式法：Q＝I2Rt)电热的利用和防止点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？知1－导1知识点电流的热效应电烤箱这些常见家用电器的共同特点？电取暖器电热水器知1－讲电流通过导体时，电能要转化为热能，这个现象叫电流的热效应。定义1.利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。2.电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由

电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制

成的。知1－讲电流的热效应与哪些因素有关？猜想：[设计实验]讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应

该用什么方法去研究？

（控制变量法）

讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生

的热量的多少？这种研究方法叫什么法？（转换法）知1－讲当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。实验中，通过观察__________________来比较电流产生的热量的多少。

实验装置管中液面上升的高度实验1：研究电热与电阻关系R1=5ΩR2=10ΩA控制不变的量是：电流

通电时间现象：电阻较大的这边的液柱上升较高。结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻

越大，这个电阻产生的热量越多。知1－讲知1－讲实验2：研究电热与电流关系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1控制不变的量是：电阻

通电时间现象：电流较大的这边的液柱上升较高。结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。知1－讲点击画面播放视频（来自《点拨》）【例1】在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是(

)B知1－讲知1－讲【解析】电熨斗、电暖器和电热杯都是为了把电能转化为

内能，利用了电流的热效应，电扇是为了把电能转化为机械能，没有利用电流

的热效应。（来自《点拨》）总

结知1－讲电流通过导体会产生热量，但是对于不同的电路，消耗相同的电能转化成的内能是不同的，如电炉等电热器，可以认为电能全部转化为内能，但是对于电冰箱、电风扇等用电器，只有少部分电能转化为内能。知1－练（来自《典中点》）【中考·淮安】下列四种用电器，其中主要是利用电流热效应来工作的是(

)1D知1－练（来自《典中点》）【中考·金华】夏天来临，为了避免蚊虫的侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器，如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路，电热灭蚊器是根据________________原理制成的。2电流的热效应2知识点焦耳定律知2－讲焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），英国物理学家。用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。知2－讲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。Q=I²Rt热量电流电阻时间JAΩS公式：

意义：

单位：定义知2－讲（来自《点拨》）[兰州]关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是(

)A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B．根据Q＝

t可知，电阻越大，相同时间内

产生的热量越少C．根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多【例2】D知2－讲【解析】选项A没有说明控制电流一定，缺少条件，结论不正确；选项B没有说明控制电压一定，缺少条件，结论不正确；选项C中公式是焦耳定律的导出式，只能说明电热在数

值上等于电流、电压、通电时间的乘积，与电阻是否

有关要看定义式，故结论不正确；选项D电流、通电时间一定时，电热与电阻成正比，故

结论正确。（来自《点拨》）知2－讲知识拓展：当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt=I2Rt

(如：电暖器，电饭锅，电炉子等)此时：Q=W=Pt=UIt=当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：电能内能+机械能

W＞Q热总

结知2－讲对于纯电阻电路(电能完全转化为内能)，Q＝W＝Pt；对于非纯电阻电路(电能只有部分转化为内能，如

电动机)，Q＜W。【中考·扬州】电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是(

)A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B．导线的绝热皮隔热C．导线散热比电阻丝快D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻知2－练1（来自《典中点》）D知2－练（来自《典中点》）【中考·河南】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度，下列判断正确的是(

)A．甲导体的温度升高得多B．乙导体的温度升高得多C．甲、乙两导体升高的温度相同D．条件不足，无法判断2B3知识点电热的利用和防止知3－讲小小辩论会：辩题：电热是有利的还是有害的？

(正方观点：有利的。反方观点：有害的。)要求：请正反双方举例支持自己的观点。限时一分钟。知3－讲1.电热的利用电饭锅电烙铁热得快电热毯电熨斗电热孵化器电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，

还可以方便地控制和调节温度。知3－讲2．防止电热的危害很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。缺点：浪费电能，电线老化，影响用电器使用寿命。知3－讲（来自《点拨》）[牡丹江]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________________________________。【例3】(或防止电热带来的危害；或给计算机降温)电流的热效应散热总

结知3－讲

增大散热面积、设置散热窗、加装风扇都可加快散热，防止电热造成危害。有些家用电器在使用过程中，温度过高会损坏电器。下列家用电器中要防止电热产生危害的是(

)A．电饭煲B．电热水器C．电熨斗D．电视机知3－练1（来自《典中点》）D【中考·曲靖】下列现象或装置，利用了电流热效应的是(

)①电视机后罩有许多小孔；②电动机外壳上装散热片；③长期不用的电视机隔段时间通一次电；④白炽灯；⑤电脑机箱里装有小风扇；⑥电暖手宝A．①②⑥B．①②⑤C．③④⑥D．②③⑥2（来自《典中点》）知3－练C焦耳定律电热利用与防止影响因素1知识小结（来自《典中点》）1.实验探究：(1)方法：控制变量法、转换法等。(2)技巧：在探究电流产生热量的多少是否与导体的电阻

有关时，要保证电流相等，探究中采取串联的方法来

保证电流相等。2.焦耳定律：(1)公式：Q＝I2Rt。(2)公式适用范围：适用于电流通过所有导体所产生热量

的计算。对于电动机，消耗的电能只有很小的一部分

转化为热量，这时电流通过电动机线圈发热仍然可以

用该公式计算。只是这时的发热为电能的损耗。（来自《典中点》）【中考·自贡】计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是(

)A．UItB.C．I2RtD．前面三个都可能2易错小结易错点：不能区分电能与电热C某导体的电阻是2Ω通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？1（来自教材）解：由Q＝I2Rt得Q＝(2A)2×2Ω×60s＝480J。解：由

得W＝Pt＝450W×60s＝27000J，又因为Q＝W，则每分钟产生的热量为27000J。一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？2（来自教材）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1210Ω它的额定功率有多大？在额定电压下通电10min产生多少热量？3解：即电烙铁的额定功率为40W。它在额定电压下通电10min产生的热量Q＝W＝Pt＝40W×10×60s＝24000J。（来自教材）某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×l04J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。4解：由Q＝W＝Pt得电烘箱的电功率由Q＝I2Rt得电阻丝工作时的电阻（来自教材）电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。(1)列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例；(2)列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施。5解：(1)生产和生活中利用电流热效应的实例有：电饭锅、电热毯、电烙铁、电热水器，养鸡场的电热孵化器等。(2)生产和生活中为防止电流热效应产生危害而采取措施的实例有：电视机的后盖有很多小孔，电脑机箱中的微型风扇等。在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？6解：把两根导线连接起来，如果接触面的实际接触面积较小，则连接处的电阻较大。由焦耳定律Q＝I2Rt可知连接处比别处更容易发热。（来自教材）【中考·泰安】如图所示，电源电压保持6V不变，电阻R1＝10Ω，R2＝20Ω，闭合开关S，通电30s，则电阻R1产生的热量为________J。7（来自《典中点》）12（来自《典中点》）8【中考·泰州】小明用如图装置探究电流产生的热量与电流的