2024年中考物理一轮基础知识梳理复习(广东专用)第十四讲 电功与电热 第2课时 焦耳定律 家庭电路(共50张PPT)

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2024年中考物理一轮基础知识梳理复习(广东专用)第十四讲 电功与电热 第2课时 焦耳定律 家庭电路(共50张PPT)

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(共50张PPT)
1
课标导读

标 要
求 3.4.6通过实验,了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的
有关现象。
3.4.7了解家庭电路的组成。有安全用电和节约用电的意识。
5.1.2能运用所学知识分析日常生活中的安全问题,提出解决方
案,践行安全与健康生活。
近五 年广 州市 中考 考查 情况 年份 题型 分值 难易 程度 考点 备注
2023年 填空
题 4分 中等 焦耳定
律 提高读图能力,提取有用信息。从图象中提取电流信息,然后利用Q=I2Rt分析Q1和Q2的大小关系
近五 年广 州市 中考 考查 情况 年份 题型 分值 难易 程度 考点 备注
2022年 选择
题 计算
题 6分 容易 设计生
活电
路,焦
耳定律
计算 认真审题,理解题目意思,结合选项判断出正确电路。利用焦耳定律公式Q=I2Rt进
行计算。在能够准确写出焦耳定律的答卷中发现,多数失分出现在代入数字的过程
近五 年广 州市 中考 考查 情况 年份 题型 分值 难易 程度 考点 备注
2021年 选择
题 3分 容易 家庭电
路的组
成和安
全用电
常识 得分率85%,本题是根据九年级教材第108页课后习题第2题改编而成的,学生对相关
知识较熟悉,准确率高
近五 年广 州市 中考 考查 情况 年份 题型 分值 难易 程度 考点 备注
2020年 计算
题 3分 中等 比热容知识,串联
电路电流特点和焦耳定律 根据Q=Q吸=cmΔt,得出R1产生的热量比R2多。但在分析过程比较多学生只讨论了c、m、t的其中一个
或两个大小关系,没有全面分析,思维不够严密。
近五 年广 州市 中考 考查 情况 年份 题型 分值 难易 程度 考点 备注
2020年 计算
题 3分 中等 比热容
知识,
串联电
路电流
特点和
焦耳定
律 利用Q=I2Rt分析R1和R2的大小关系时,不少学生没有分析串联I相等,问题还是没有
全面分析所以影响的物理量。所以要养成学生从问题从发,依据公式、规律逐一核实目前所给条件的严谨的思维习惯
近五 年广 州市 中考 考查 情况 年份 题型 分值 难易 程度 考点 备注
2019年 — — — — —
命题 规律   本专题考查以选择题和填空题为主,得分率较高,近4年都有考查,如果学生复习到位,这类问题的分容易拿到手。
2
知识回顾
知识点1 焦耳定律
(1)电流的热效应: 转化为 。
(2)焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟 的二次方成正
比,跟导体的 成正比,跟 成正比。即
Q= 。
电能 
内能 
电流 
电阻 
通电时间 
I2Rt 
(3)电能和电热的关系:
①电热器(如电饭锅)若将消耗的电能全部转化为内能,则消耗的电能
W 产生的热量Q;
②有些用电器,如电风扇,它把电能主要转化为机械能,但由于有电
阻,也会发热,所以同时有少量电能转化为内能,则消耗的电能W
电风扇产生的热量Q。
等于 

于 
知识点2 家庭电路
家庭电路结构如图,电路元件的连接要遵循原则:
(1)保险装置安装在 线。
(2)火线和零线就是用电器的电源线,用电器两端分别接通火线和零
线,用电器就可以工作。如果用电器有控制开关,则用电器应该先串联
相应开关再接 线。
(3)螺丝口灯座的螺旋套要接在 线上。
火 
火 
零 
(4)插座连线口诀:左 右 中接地。
零 
火 
知识点3 安全用电常识
(1)当试电笔接触火线时,试电笔 (选填“发光”或“不发
光”)。
原理:火线与地面间有 V电压,人体和试电笔连通了火线和大
地,有电流产生,所以试电笔 。但是由于试电笔中电阻的阻值
很 ,所以电流很 ,不会伤害人体。(使用试电笔时,手指
千万不能碰到笔尖)
(2)保险装置切断(比如保险丝熔断、空气开关跳闸)一定是因为电
路中电流过大,而导致电流过大的原因有两种:
①电路发生 ;
②用电器总功率 。
发光 
220 
发光 
大 
小 
短路 
过大 
(3)触电事故:当流过人体的电流达到一定大小,就会发生触电事
故。
注意事项:①不接触 带电体,不靠近 带电体;
②更换灯泡、搬动电器前应该先 ;③不弄湿用电
器,不损坏绝缘层;④保险装置、插座、导线、家用电器等达到使
用寿命应及时更换。
低压 
高压 
断开电源开关 
3
能力提升
核心考点1 焦耳定律实验探究及其应用
例1:如图所示,甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段
时间后, (选填“甲”或“乙”)容器连接的U形管液面高度差
较大,实验表明:电流通过导体产生的热量跟 (选填“电流”
或“电阻”)的大小有关;当电流为0.2 A时,通电10 s甲容器中的电阻
产生的热量是 J。
甲 
电阻 
4 
解题思路:通过控制变量的思路分析电热的影响因素,注意要通过电路
的特点判断甲和乙中电阻是串联的,电流相同,电阻不同,从而得出结
论。再结合焦耳定律Q=I2Rt,计算电热的多少。
[练习1](2021广东)如图是探究电流通过导体产生的热量与 关
系的实验装置,实验中用U形管内液面的 反映导体产生热量
的多少,通电一段时间后,容器 (选填“甲”或“乙”)内电阻
丝产生的热量较多。
电流 
高度差 
甲 
[练习2]小明制作了三套如图甲所示的发热装置,发热电阻均为镍铬合金丝,阻值分别为10 Ω、10 Ω和5 Ω。将发热电阻浸没在水中,两端接入电源,镍铬合金丝发热。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]


(1)如果没有电流表,只用两套发热装置,把两发热电阻接入同一电路中使之同时工作,以验证当电流和通电时间相同时,电阻产生热量的多少与电阻大小是否成正比,你将如何设计电路图?请在图乙的虚线框内将电路图补充画出。稳压电源表示电压能调节并稳定在某个值的电
源,除以上元件外,还有若干开关、导线可用。
你所选择的两个发热电阻的阻值分别为R1=10 Ω,
R2= 。
5 Ω 
(1)如图所示 
[练习2]小明制作了三套如图甲所示的发热装置,发热电阻均为镍铬合金
丝,阻值分别为10 Ω、10 Ω和5 Ω。将发热电阻浸没在水中,两端接入
电源,镍铬合金丝发热。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]


(2)小明把图乙电路中的稳压电源的电压U设置为30 V后,接通电路,
求此时电路中电流大小和R1两端的电压大小。
解:R总=R1+R2=10 Ω+5 Ω=15 Ω
I===2 A
U1=IR1=2 A×10 Ω=20 V
[练习2]小明制作了三套如图甲所示的发热装置,发热电阻均为镍铬合金丝,阻值分别为10 Ω、10 Ω和5 Ω。将发热电阻浸没在水中,两端接入电源,镍铬合金丝发热。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]


(3)小明在两装置中分别装了质量为300 g的水,若电阻产生的热量全部被水吸收, 无热量损失,通电10分钟后R1、R2两装置中的水分别吸收了多少热量?这些热量分别使水升温多少摄氏度?(结果保留1位小数)
解:电阻产生的热量全部被水吸收了
Q1=I2R1t=(2 A)2×10 Ω×600 s=24000 J
Q2=I2R2t=(2 A)2×5 Ω×600 s=12000 J
Δt1==≈19.0 ℃
Δt2==≈9.5 ℃
[练习2]小明制作了三套如图甲所示的发热装置,发热电阻均为镍铬合金丝,阻值分别为10 Ω、10 Ω和5 Ω。将发热电阻浸没在水中,两端接入电源,镍铬合金丝发热。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)]


(4)如图是小明根据实验数据画出的水温—时间图象。
通电10 min后,R1所在杯的水温上升了 ℃ 。两杯水上升的温度和(3)中计算结果是否相同? 。这10 分钟内电阻通电产生的热量为Q,水在第10 min时内能比刚开始加热时增加了E, 则Q E(选填“>”“=”或“<”) 。造成这个结果的原因有哪些?
15.2 
不相同 
> 
解:水吸热升温的同时会向外界散热,使水内能增加量小于电阻产生的
热量;还有电阻本身温度也会升高,电阻并没有把产生的全部热量传递
给水。
造成这个结果的原因有哪些?
核心考点2 焦耳定律的计算
例2:(2022 广东)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1和R2为发热
电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温和高温的挡位控制。已
知高温挡功率为1 320 W,R1=55 Ω。求:
(1)取暖器工作时通过R1的电流;
解:(1)I1===4 A
(2)取暖器处于低温挡时,工作1 min产生的热量;
解:(2)S1闭合、S2断开时,电路中只有R1工作,
电暖器处于低温挡,P低温=UI1=220 V×4 A=880 W
Q=W=P低温t=880 W×60 s=52800 J
(3)R2的阻值。
解:(3)两个开关都闭合时,两电阻并联,电暖器
处于高温挡
I高===6 A
两电阻并联,R1两端电压仍为220 V,故I1仍为4 A,
则I2=I高-I1=6 A-4 A=2 A
R2===110 Ω
例2:(2022 广东)某电热取暖器的简化电路如图所示,R1和R2为发热电阻。取暖器工作时,通过开关S1和S2实现低温和高温的挡位控制。已知高温挡功率为1 320 W,R1=55 Ω。求:
解题思路:利用开关的控制,工作电路有两种情况(可以在草稿纸上把
两种工作电路画出来分析会更清晰)分别为①两个开关都闭合时,两个
电阻并联,电路中的总电流最大,据P=UI知,电路中的总电功率较
大,处于高温挡;②S1闭合、S2断开时,电路中只有R1工作,电路电流
较小,据P=UI知,电路中的总电功率较小,处于低温挡。分析清楚对
应挡位的工作电路,再结合欧姆定律、电功率、电热进行计算。
[练习]某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位,其原理如图
所示,R1是一个定值电阻,R2为电饭锅的加热电阻,已知电阻R2=44
Ω,保温焖饭时电路电流为0.5 A。求:
(1)电饭锅高温烧煮的功率;
解:(1)由电路图可知,当S接1时,R1短路,
此时只有R2工作的简单电路;当S接2时,两电
阻串联,串联的总电阻大于R2,根据P=可
知,当S接1时功率大,为电饭锅高温烧煮状
态,第2种情况功率小,为保温焖饭状态。
电饭锅高温烧煮的功率
P高===1 100 W
[练习]某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位,其原理如图
所示,R1是一个定值电阻,R2为电饭锅的加热电阻,已知电阻R2=44
Ω,保温焖饭时电路电流为0.5 A。求:
(2)R1的大小;
解:(2)保温焖饭时,开关S接2,两电阻串联,
I1=I2=I保=0.5 A
U2=I2R2=0.5 A×44 Ω=22 V
U1=U-U2=220 V-22 V=198 V
R1===396 Ω
[练习]某型号家用电饭锅有高温蒸煮和保温焖饭两个挡位,其原理如图
所示,R1是一个定值电阻,R2为电饭锅的加热电阻,已知电阻R2=44
Ω,保温焖饭时电路电流为0.5 A。求:
(3)如果电饭锅高温蒸煮30 min,保温焖饭1 h,则此过程电路一共消
耗多少度电?
解:(3)电饭锅高温烧煮30 min消耗的电能W高
=P高t=1.1 kW×0.5 h=0.55 kW·h
保温焖饭时的电功率
P保=UI保=220 V×0.5 A=110 W=0.11 kW
保温焖饭1 h消耗的电能
W2=P't=0.11 kW×1 h=0.11 kW·h
则消耗的总电能
W总=W1+W2=0.55 kW·h+0.11 kW·h=0.66 kW·h
核心考点3 家庭电路的连接
例3:(2021辽宁)如图甲是常用的插线板,图乙是其部分电路简化
图,插线板开关断开时指示灯不发光,插孔不提供工作电压;开关闭合
时指示灯发光,插孔提供工作电压;若指示灯损坏,开关闭合时插孔也
能提供工作电压,请在图中画出开关、指示灯和插孔的连接方式。


如图所示
解题思路:根据题意可知指示灯和插孔的连接方式为并联;而开关即能
控制指示灯的通断,也能控制插座的通断,所以开关是总开关串联在干
路上,靠近火线;插座的连接方式遵循为“左零右火中接地”。
[练习1](2022辽宁)有一种自动控制的楼道灯,只有光线暗且有声音
时,电路接通,灯亮;光线亮时,不论发出多大声音,灯也不亮;楼道
中还有一个三孔插座,且与楼道灯互不影响。请用笔画线代替导线完成
电路。
如图所示
[练习2]如图甲是一种带有USB接口的新型插线板,插座和USB接口都可
以独立工作,开关同时控制USB接口和插孔是否通电。图乙为该插线板
内部部分电路结构示意图。试根据该插线板的功能将乙图中的电路连接
完整。
如图所示
核心考点4 家庭电路分析及安全用电
例4:(2022贵州)如图是某住宅户内配电系统的方框图,结合方框图
的情景,下列分析正确的是( D )
D
A.空气开关①跳闸时,电路一定发生了短路
B.空气开关③与电灯灯泡是并联
C.空调电流过大时,漏电保护器会迅速切断电流
D.图中漏电保护器切断电流时,空调和电灯仍能工作
解题思路:这题考查的是安全用电问题。空气开关①跳闸的原因是干路
上电流过大,可能是短路引起的,也可能是总功率过大引起的。空气开
关应该串联在电路中。漏电保护器是用电器漏电或者人触电时,有电流
直接流入大地,导致火线上的电流大于零线上的电流,漏电保护器就会
迅速切断电流,对人身起到保护作用。而图中漏电保护器只保护插座,
所以断开也不影响空调和电灯的工作。
[练习1](2023 深圳)下列符合安全用电常识的是( A )
A.用专用充电桩给电动车充电
B.亮亮同学更换灯泡无须断开开关
C.电器起火可以用水灭火
D.导线绝缘层破损只要不触碰就可以继续使用
A
[练习2](2023 南充)生活中,我们应“珍爱生命,规范用电”。下列
说法错.误.的是( A )
A.电热毯内电阻丝断了,接上后可继续使用
B.电冰箱的金属外壳一定要接地
C.不要用正在充电的手机接听电话
D.不要在高压电线下钓鱼
A
4
真题检测
1.(2020 广州)我们用图中的装置进行实验,根据现象可推断定值电阻
R1和R2的大小关系。
(1)定值电阻R1和R2分别加热容器内的油(甲瓶中的油比乙瓶中的
多)。两电阻工作相同时间,油均未沸腾,观察到甲温度计升温比乙温
度计多。该过程电阻产生的热量全部被油吸收。根据上述实验可得“R1
产生的热量比R2多”,依据是

由Q=cmΔt,c相同,m1>m2,Δt1>
Δt2,所以Q1>Q2 
(2)根据上述信息,可判断R1 R2(选填“>”“=”或
> 
1.(2020 广州)我们用图中的装置进行实验,根据现象可推断定值电阻
R1和R2的大小关系。
“<”)。
2.(2021广州)用带指示灯的开关控制阳台的电灯:闭合开关,两灯都
亮;断开开关,两灯都灭。使用过程中发现:指示灯因断路不亮,电灯
照常发亮。下列连接方式符合上述现象的是( C )
A
B
C
D
C
3.(2023 四川)珍爱生命,安全用电,下列说法正确的是( D )
A.照明电路的开关应接在零线上
B.多个大功率用电器可以同时用一个插座
C.有金属外壳的电器不需要用三孔插座
D.发生触电事故时,不能直接用手去拉触电者
D
4.测电笔辨别火线和零线时,如图甲乙所示的两种握法,其中正确的
是 (选填“甲”或“乙”)。在如图丙所示的电路中,闭合开关
后,灯不亮,用试电笔分别接触A、B、C点,氖管均发光,接触D点氖
管不发光,则电路故障可能是 (选填“开关处接触不
良”“灯泡断路”或“CD间断路”)。
甲 
CD间断路 
5.将电能输送到几百千米之外的用户,在输电线上会有能量的损耗,这
主要是由于电流的 效应引起的。某段输电线路的总电阻为0.5 Ω,输送电流为100 A,每输电1 min,这段线路便会损耗 J的
电能。
热 
3×105 
额定电压 220 V
额定功率 P0
额定容量 L0
6.(2023 广州模拟)某电热水壶的铭牌如表所示,设计一个实验“测量
该电热水壶正常工作时的烧水效率”,也就是把一定量的水从常温加热
至沸腾的过程中,电能转化为水的内能的效率。
(1)实验器材:电子秤(量程为10 kg)、足量常温的水和

温度计和
秒表 
额定电压 220 V
额定功率 P0
额定容量 L0
6.(2023 广州模拟)某电热水壶的铭牌如表所示,设计一个实验“测量
该电热水壶正常工作时的烧水效率”,也就是把一定量的水从常温加热
至沸腾的过程中,电能转化为水的内能的效率。
(2)实验步骤:



①用电子秤测出空电水壶的质量为m0;②往电水壶
装水至最大容量,用电子秤测出壶和水的总质量为m1;③用温度计测出
壶中水的初温为t0;④关闭家中其他用电器,只让电水壶在额定电压下
工作,并将水烧开,同时用秒表记录加热时间为t,用温度计测出壶中
水的末温为t1 
(3)该电热水壶的烧水效率的表达式=
(用铭牌和实验过程中所测量的物理量符号表示,水的比热容为c水)。
×100
% 
额定电压 220 V
额定功率 P0
额定容量 L0
6.(2023 广州模拟)某电热水壶的铭牌如表所示,设计一个实验“测量
该电热水壶正常工作时的烧水效率”,也就是把一定量的水从常温加热
至沸腾的过程中,电能转化为水的内能的效率。

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