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1.了解焦耳定律，会用焦耳定律说明生产生活中的一些现象.
2.知道电流的热效应及其在实际中的应用与控制.
3.通过实验，探究通电导体产生的热量与哪些因素有关.
在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法.
4.会用焦耳定律进行简单的计算.
1. 用电器的发热现象
_________________________________ 电热水壶 ___________________________________ 电饭锅 ___________________________________ 电暖器 _____________________________________
电烤箱
这些用电器工作时都要消耗电能，都会发热，电能转化 为内能 2.电流的热效应
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生.电流通
过导体时，电能转化成内能，导致导体发热的现象叫做
电流的热效应.
3.实验：探究通电导体产生的热量与哪些因素有关
提出 问题 电暖器和导线通过的电流相同，为什么电热管发
热，导线却几乎不发热呢
猜想 通过导体的电流有大小，导体本身有电阻，通电
时间有长短，电流产生热量的多少可能与这些因
素有关
实验 器材 学生电源、开关、导线、滑动变阻器、两根电阻
丝 、电流表、两个完全相同的锥形瓶
（内装质量相等的煤油）、两支带有橡胶塞的规
格完全相同的温度计、钟表等
实验 设计 （1）探究通电导体产生的热量与电阻、通电时间
是否有关时，电路图如图甲所示.
（2）探究通电导体产生的热量与电流是否有关
时，电路图如图乙所示
________________________________________________________________________________
实验 步骤 （1）选取两根阻值不同的电阻丝
，按照图甲所示的电路图连
接图丙所示的实物电路.通电前，先记下瓶中煤油
的初始温度;通电后，每隔 记录一次两支温
度计的示数，并将数据填写在表1中.
________________________________________________
丙
实验 步骤 （2）选用瓶中电阻丝 作为研究对象，按照图
乙所示的电路图连接图丁所示的实物电路.先记下
煤油的初温，通电 后，记录温度计的示数;移
动滑动变阻器的滑片，增大通过电阻丝的电流，
通电 后，记录温度计
的示数，并将数据填写在
表2中
丁
数据 记录 表1
________________________________________________________________________________________________
表2
___________________________________________________________________________________________________
分析 论证 （1）由表1可知，当通过导体的电流一定时，通
电导体的电阻越大，相同时间内，煤油升高的温
度越多，表明通电导体产生的热量越多；同一导
体，电流不变，通电时间越长，煤油升高的温度
越多，表明通电导体产生的热量越多.
（2）由表2可知，电阻一定时，通过导体的电流
越大，相同时间内，煤油升高的温度越多，表明
通电导体产生的热量越多
实验 结论 通电导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的
电流和通电时间有关，导体的电阻越大、通过导
体的电流越大、通电时间越长，通电导体产生的
热量就越多
宜宾中考改进方案
该实验中，原实验方案通过电阻丝加
热空气，利用温度计测量温度变化.
实验设计简洁直观，能够清晰地展示
热量传递的现象，不足之处是只能对
单一变量进行探究.因此，中考中对
该实验的改进装置是考查的热点.
改进方案：通过加热空气使其受热膨胀，导致 形管两
侧液面形成高度差，从而反映出放热差异.
改进优点：装置便于操作，现象对比更加直观，同一实
验设问中可以对多个变量进行探究，提高了实验的灵活
性和效率.
典例1 （北京中考）小京用如图所示的
电路探究电流通过导体产生的热量与导
体的电阻是否有关，其中两个烧瓶完全
相同，瓶内装有质量和初温相同的煤油、
相同的温度计和、阻值不等的电阻丝和 .
（1）该实验采用串联电路可以控制______相同和______
_____相同.
（2）闭合开关一段时间，两支温度计示数的变化量不相
等，实验结论是________________________________.
电流
通电
时间
电流产生的热量与导体的电阻有关
[解析] 实验中控制电流和通电时间相同，两电阻丝的阻
值不同，两支温度计的示数变化量反映的是两电阻丝产
生的热量，实验中观察到两支温度计的示数变化量不相
等，说明电流通过导体产生的热量与导体的电阻有关．
1.焦耳定律
内容 电流通过导体时产生的热量，跟电流的二次方
成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间
成正比
计算公 式 ________________________________________________________________________________
特别提醒
（1）普适性：焦耳定律是由实验总结出来的，
只要有电流通过导体，都可以用它来计算导体所产生的
热量.
（2）同体性：公式中各物理量都是对同一段电路或同一
导体而言的.
（3）同一性：运用公式时，各物理量要转换成国际单位
制单位后再代入公式计算.
教材拓展
在纯电阻串、并联电路中电热与电阻的比例关系：
（1）在串联电路中，由知，电热与电阻成正比，
即.
（2）在并联电路中，由知，电热与电阻成反比，
即.
2.焦耳定律公式的理论推导
当电流通过导体做功时，如果电能全部转化为内能，则
电流产生的热量等于电流做的功，则结合欧姆定
律可得,.可见，在消耗的电
能全部用来产生热量的情况下，根据电功的公式和欧姆
定律的公式推导出来的结论与焦耳定律一致.
3.电热和电功的关系
（1）纯电阻电路:电流通过电阻时，电流做的功全部转化
为内能，公式都适用.
（2）非纯电阻电路:电能只有一部分转化为内能，所以电
功大于电热，即 ,如电流通过电动机，电能一部分
转化为内能，还有一部分转化成机械能，此时
.所以在非纯电阻电路中，计算电功只能
用，计算电热只能用 .
归纳总结
电功 电功率 焦耳定律 适用范
围
基本 公式 普遍适
用
电功 电功率 焦耳定律 适用范
围
推导 公式 适用于
纯电阻
电路
典例2 （安徽中考）车床照明灯的额定电压是 ，它
正常工作时灯丝的电阻是 ，则该照明灯正常工作时
电功率是____，工作 ，电流通过灯丝产生的热量
是________ ．
54
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[解析] 照明灯正常工作时，通过灯丝的电流
,正常工作时的电功率
，工作 ，电流通过
灯丝产生的热量
．
1.电流热效应的应用
如图所示为日常生活中应用电流热效应的用电器.
（工作过程中，将电能转化成内能）它们的共同特点是
电流通过导体时，导体会发热.
2.电流热效应的控制
计算机、电视机等设备若温度过高会影响其正常工作和
使用寿命，因此通过后盖小孔散热，计算机还装有风扇.
此外，家中同时使用空调、电热水器等大功率电器时，
电路中总电流可能过大，导致导线绝缘层损坏，引发线
路故障甚至火灾.
教材拓展
多挡位电路解读
电路图 低温挡 高温挡
___________________________ （短路式） 闭合、 断开， 、 串联， 、 都闭合，只
有 消耗电能，
电路图 低温挡 高温挡
__________________________________________ （并联式） 闭合、 断开， 只有 接入电路， 、都闭合，
与并联， 小
于、 中的最小
值
电路图 低温挡 高温挡
___________________________________________ （单刀双掷式） 接端，与 串 联， 接端，只有 接
入电路中，
典例3 （菏泽中考）下列家用电器，利用电流的热效应
工作的是( )
D
A.电冰箱 B.洗衣机 C.电脑 D.电饭煲

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