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中考物理一轮复习
　第十八章　电功率
第2课时　焦耳定律
知 识 梳 理
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。
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：
(3)探究方法：　 　、转换法。
(4)实验设计：①在电流和通电时间相同时，探究电热与电阻的关系(电路设计：两阻值不同的电阻　 　，目的是控制电流和通电时间相同，如图甲)；②在电阻与通电时间相同时，探究电热与电流的关系(电路设计：将阻值相同的电阻串联，并在右边容器的外部　 　一个电阻分流，如图乙)。
(5)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　 　；②在电阻、通电时间相同的情况下，通过的电流越大，产生的热量越　 。
(6)实验说明：①两个透明容器中密封　 　的空气；②选用　 　的原因是：空气质量　 　，在相同条件下吸热，温度升高快，易进行观察；空气是绝缘体，　 　导电。
二、焦耳定律
3. 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　 　。
4. 公式
(1)数学表达式：Q＝　 　(适用于所有电路)。
(2)对于纯电阻电路，可推导出：Q＝I2Rt＝UIt＝t。
5. 电热与电能的关系
物理量 电能(电功) 电热
计算公式 W＝UIt Q＝I2Rt
快慢程度 P电＝UI P热＝I2R
关系 在纯电阻电路中：W＝Q，P电＝P热；在非纯电阻电路中：W＞Q，P电＞P热
三、电热的利用和防止
6. 电热的利用——电热器
(1)原理：电流的　 　效应。
(2)组成：主要组成部分——发热体，发热体是由电阻率大、熔点　 　的合金丝绕在绝缘体材料上做成的。
(3)优点：①清洁卫生；②热效率高；③可以方便地进行控制和调节温度。
(4)举例：电炉、电饭锅、电热毯等。
7. 电热的防止：可利用散热窗、散热片、风扇吹风等方法加快散热。
考 点 讲 解
考点　电热、多挡位家用电器的计算
【方法技巧】电热器挡位问题的判别方法：(1)挡位不同，电阻大小不同电热器通常设计有“高温挡”和“低温挡”，根据电功率公式P＝可知，当U一定，电阻越大时，电功率越小；电阻越小时，电功率越大，所以高温挡总电阻最小，低温挡总电阻最大。(2)不同挡位的电路结构：一般来说，电热器中只有两个电阻，如何实现“多挡”转换，靠的是使两个电阻处于不同状态来实现的。当两个电阻串联时为低温挡；单独使用一个电阻时为中温挡；两个电阻并联时为高温挡。
【典例】如图是某种电加热器的电路工作原理图。有总控开关S1，温控开关S2，两个加热电阻丝R1，R2(阻值不变)。该加热器部分参数已知额定电压220V，加热功率为4840W，保温功率为400W。求：
(1)当S1、S2都闭合，该加热器处于　　　　(选填“加热”或“保温”)状态时，电路中的总电流；
(2)傍晚用电高峰期，若实际电压只有200V时，加热器保温状态下的实际功率。(保留整数)
【跟踪训练】如图甲是小红家里具有加热和保温功能的电热饮水机，其电路图如图乙所示，S1为温控开关，额定电压为220V，加热功率为500W，保温功率为60W，R1、R2均为加热电阻丝(假设电阻不变)，请解答下列问题：
(1)电阻丝R1的阻值是多少
(2)某一次小红家中只使用了饮水机，在加热状态下她观察到电能表上的指示灯在5分钟内闪烁了54次，她家电能表上标有“1600imp/kW·h”的字样，此时，饮水机的实际功率和实际电压是多少
甲 乙
随 堂 精 练
1. 有两个额定电压相同的电热水壶甲和乙，甲的额定功率为1800W，乙的额定功率为1200W。两个电热水壶都正常工作时，下列说法中正确的是( )
A.甲电热水壶两端的电压较高
B.电流通过甲电热水壶做功较快
C.通过两个电热水壶的电流相等
D.相同时间内，两个电热水壶消耗的电能一样多
2. 将A、B两个灯泡，按图甲、图乙两种方式连接，已知RA＝4Ω，RB＝6Ω，电源电压相同，下面分析正确的是( )
甲 乙
A.图甲中A灯比B灯亮 B.图乙中A灯比B灯亮
C.图甲中A灯比图乙中A灯亮 D.图甲中的总功率比图乙中的总功率要大
3. 如图所示，电源电压恒为3V，灯泡L标有“3V　1.5W”字样(不计温度对灯丝电阻的影响)，滑动变阻器R最大阻值为30Ω，电压表量程“0~3V”，电流表量程为“0~0．6A”。在电路安全的情况下，下列判断正确的是( )
A.灯泡L正常发光时的电阻为10Ω
B.只闭合开关S，滑动变阻器的取值范围只能是0~10Ω
C.只闭合开关S，该电路的最大功率是2.5W
D.将滑片P移到R的最左端，闭合开关S、S1，电流表示数为0.6A
4. 小明同学家的电能表上标有“3000revs/(kW·h)的字样，他将家中的其它用电器都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法不正确的是( )
A.电水壶是利用电流的热效应来工作的
B.烧水过程中消耗的电能为5.4×105J
C.电水壶的额定功率为900W
D.当实际电压只有额定电压的90％时，电水壶的实际功率为729W
5. 如图为一电热饮水机的电路简图，其额定电压为220V，具有“加热”、“保温”两种功能，对应功率分别为400W和40W，当开关S1、S2均闭合时，饮水机处于　 　(选填“保温”或“加热”)状态，R1的阻值为　 　Ω。用饮水机给2kg的水加热，当水温升高50℃时，水吸收的热量为
　 　J。[c水＝4.2×103J/(kg·℃)]
6. 如图所示的电路，当S1、S2都闭合时，R1的电功率为25W，当把S2断开时，R1的电功率为4W，则此时R2的电功率为　 　W。
7. 一般家用电饭锅工作时有两种状态，分别是煮饭过程中的加热状态和米饭煮熟后的保温状态。图示为该种电饭锅的电路原理图，图中R1是一个电阻，R2是加热用的电阻丝，U为电源电压(R1和R2的阻值不随温度变化)。
(1)请分析论证：当开关S闭合时，电饭锅处于加热状态；
(2)要使R2在保温状态时的功率是加热状态时的，求的值。
实 验 突 破
实验　探究电流产生的热量与哪些因素有关
命题点：
1. 实验时如何控制电流相等(使阻值不同的电阻丝串联)
2. 被加热的材料选用煤油或空气的原因(比热容较小，可以使实验现象更明显)
3. 电流产生热量多少的体现(运用转换法：等质量的空气，温度升高越多，U形管中液面高度差越大)
4. 多次测量的目的(避免偶然因素对实验结论的影响，得出普遍规律)
【典例】探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。如图甲和乙所示，两透明容器中密封着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。
甲 乙
(1)在图甲中，通过两电热丝的电流　 　；该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的　 　的关系。
(2)图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体　 　的关系。
(3)在该实验中，我们是通过观察U型管中液面的　 　来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。
(4)英国物理学家焦耳通过大量实验，最先精确的确定了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　 　成正比，跟　 　成正比，这个规律叫做焦耳定律，其表达式为　 　。
参 考 答 案
知识梳理
1. 电能　2. (3)控制变量法　(4)①串联　②并联　(5)①多　②多 (6)①等量　②空气　小　不　3. 正比　正比　正比　4. (1)I2Rt　6. (1)热　(2)高　
考点讲解
【典例】解：(1)加热 I总＝＝＝22A。
(2)由R2＝＝，得P实＝()2P额＝()2×400W≈331W。
【跟踪训练】解：(1)R1与R2是并联的，R1的功率：P1＝P－P2＝500W－60W＝440W，R1的电阻：R1＝＝＝110Ω。
(2)5分钟消耗的电能：W＝kW·h＝1.215×105J，加热状态下的实际总功率：P实＝＝＝405W，加热状态下的总电阻：R总＝＝＝Ω，实际电压：U实＝＝＝198V。
随堂精练
1. B 2. B 3. D 4. B
5. 加热　121　4.2×105　6. 6　
7. 解：(1)S闭合，R1被短路，电路中只接入R2，由P＝，电路中总电阻较小，功率较大，用于加热。
(2)S断开，处于保温状态，R2功率：P保＝()2R2＝，S闭合，处于加热状态，R2功率：P加＝，由＝，得×R2＝，即＝，∴R1＝2R2，∴＝2。
实验突破
【典例】(1)相等　电阻　(2)电流　(3)高度差　(4)电阻　通电时间　Q＝I2Rt　
21世纪教育网www.21cnjy.com精品试卷·第2页(共2页)
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