资源简介

(共35张PPT)
第八单元
电功和电功率
物理中考复习
2024
第38讲
焦耳定律
知识构建与应用
一、电流的热效应
电流通过导体时____能转化成____能，这种现象叫电流的热效应。
第38讲 焦耳定律
电
内
知识构建与应用
【例1】将规格都是“220V　100W”的电风扇、电视机和电烙铁
分别接入同一家庭电路中，通电相同时间，电流通过它们产生热量最多的是 ( )
A.电风扇 B.电视机
C.电烙铁 D.—样多
第38讲 焦耳定律
C
知识构建与应用
二、焦耳定律
1.内容：电流通过导体产生的热量跟______________成正比，跟导体的______成正比，跟__________成正比。
2.公式：Q=_____(适用于所有电路)。
(1)对于纯电阻电路，Q=W=UIt=t=I2Rt；
(2)对于非纯电阻电路(如含有电动机的电路)，W>Q。
第38讲 焦耳定律
电流的二次方
电阻
通电时间
I2Rt
知识构建与应用
3.电热的利用与防止
(1)利用：电热水器、电熨斗、电热孵化器等。
(2)防止：带孔的电视机后盖、电脑的微型风扇、散热片等。
第38讲 焦耳定律
知识构建与应用
【例2】下列实例中属于利用电热的是 ( )
A.养鸡场使用电热孵化小鸡
B.电脑主机箱内装有小风扇
C.电动机外壳有许多散热片
D.电视机的后盖有很多小孔
第38讲 焦耳定律
A
知识构建与应用
【例3】(2023·江苏)如图所示的是超市常用的塑料袋封口夹的电路
原理图，电源电压为5V，电热丝R的阻值为1Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，利用电流的____效应实现高温封口，3s内产生的热量为____J。若使用时总把塑料袋烫坏，可以______(选填“增大”或“减小”)电热丝的阻值。
第38讲 焦耳定律
热
75
增大
知识构建与应用
三、多挡位用电器
根据P=，可知：用电器的电压不变时，电阻越大，电路的总功率越____，对应挡位就越____。
第38讲 焦耳定律
小
低
知识构建与应用
【例4】(2022·广西)某品牌电热水壶有“加热”和“保温”两个挡
位，其内部简化电路如图所示，R1=160Ω，R2=40Ω。当S1闭合，S2断开时，电热水壶处于______挡；加热挡的电功率为________W。
第38讲 焦耳定律
保温
1512.5
知识构建与应用
【例5】(2023·娄底)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机，简化电
路如图乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1=55Ω，R2=
110Ω。开关S接2、3时，处于慢热挡；开关S接3、4时，处于速热挡。求：
(1)挂烫机慢热过程中，电路中的电流；
(2)挂烫机慢热工作1min，电热丝产生的
热量；
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
第38讲 焦耳定律
知识构建与应用
【例5】(2023·娄底)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机，简化电
路如图乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1=55Ω，R2=
110Ω。开关S接2、3时，处于慢热挡；开关S接3、4时，处于速热挡。求：
(1)挂烫机慢热过程中，电路中的电流；
【解】(1)由电路图可知，开关S接2、3时，
处于慢热挡，只有电热丝R1接入电路中，
则电路中的电流为I===4A。
第38讲 焦耳定律
知识构建与应用
【例5】(2023·娄底)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机，简化电
路如图乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1=55Ω，R2=
110Ω。开关S接2、3时，处于慢热挡；开关S接3、4时，处于速热挡。求：
(2)挂烫机慢热工作1min，电热丝产生的
热量；
第38讲 焦耳定律
知识构建与应用
【例5】(2023·娄底)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机，简化电
路如图乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1=55Ω，R2=
110Ω。开关S接2、3时，处于慢热挡；开关S接3、4时，处于速热挡。求：
(2)挂烫机慢热工作1min，电热丝产生的
热量；
(2)Q=I2Rt=(4A)2×55Ω×60s=
5.28×104J。
第38讲 焦耳定律
知识构建与应用
【例5】(2023·娄底)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机，简化电
路如图乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1=55Ω，R2=
110Ω。开关S接2、3时，处于慢热挡；开关S接3、4时，处于速热挡。求：
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
第38讲 焦耳定律
知识构建与应用
【例5】(2023·娄底)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机，简化电
路如图乙，电源电压为220V，R1、R2是电热丝，R1=55Ω，R2=
110Ω。开关S接2、3时，处于慢热挡；开关S接3、4时，处于速热挡。求：
(3)挂烫机速热过程中的总电功率。
(3)开关S接3、4时，处于速热挡，两电热
丝并联，则：P1=UI1===880W；
P2=UI2===440W。
挂烫机速热过程中的总电功率为P=P1+P2=880W+440W=1320W。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
实验：探究电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关
1.本实验运用的研究方法是__________法和
______法。
2.如图甲所示，将两个阻值不同的电阻串联，
是控制______和__________相等，得出电流通
过导体产生的热量与______的大小有关。
3.如图乙所示，控制______和__________两个
物理量相等，得出电流通过导体产生的热量
与______的大小有关。
第38讲 焦耳定律
控制变量
转换
电流
通电时间
电阻
电阻
通电时间
电流
综合实践与探究
【例6】(2023·云南)某实验小组在老师的指导下探究“电流通过导
体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝，再装入适量的煤油，插入一支温度计，设计了如图甲所示的电路。
(1)用笔画线代替导线，将图甲中的电路连接完
整。(要求滑动变阻器的滑片向右移动时，电流
表示数变大，且导线不交叉)
(2)闭合开关后，发现电流表的指针未偏转，经
检查仅电阻丝R有故障，则电阻丝R______(选填
“短路”或“断路”)。排除故障后进行实验，实验中通过观察___________________来比较相同时间内不同电流产生热量的多少。
第38讲 焦耳定律
断路
温度计示数的变化
综合实践与探究
(3)调节滑动变阻器以改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝
的阻值和通电时间一定时，电流I越大，通电导体产生的热量Q越多。小明猜想：当电阻和通电时间一定时，Q可能与I成正比。随后在老师帮助下，实验小组测出了多组Q与I的数据。
请提出一种判断小明的猜想是否正确的方法：
_______________________________________________
_______________________________________________
__________________________________________。
第38讲 焦耳定律
根据测出的多组Q与I的数据画出对应的Q-I图象。
若图象是一条过原点的直线，则猜想正确；若图
象不是一条过原点的直线，则猜想不正确
综合实践与探究
(4)同学们通过进一步学习了解到：物理学家焦耳在1840年就确定了
当电阻和通电时间一定时，电流产生的热量跟电流的二次方成正比关系。生活中利用电热工作的家用电器有__________(请举一例)。
(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，
可选择图乙____(选填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与图
甲烧瓶中的电阻____(选填“串”或“并”)联进行实验。
(6)本实验应用的研究方法有转换法和__________法。
第38讲 焦耳定律
电热水壶
B
串
控制变量
综合实践与探究
【例7】(2022·株洲)如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少
跟什么因素有关”的实验装置。通电前，两个U形管内的液面相平；通电一定时间后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2。则下列说法正确的是 ( )
A.I1=I2，A管中的液面比B管中的液面低
B.I1=I2，A管中的液面比B管中的液面高
C.I1>I2，A管中的液面比B管中的液面低
D.I1>I2，A管中的液面比B管中的液面高
第38讲 焦耳定律
D
综合实践与探究
【例8】(2022·益阳)随着汽车的普及，车载电饭煲开始得到应用，
人们能够在车内随时做饭而不受场地的限制，更好地满足了旅游个性化要求。如图是某品牌的车载电饭煲简化后的电路原理图，直流电源的电压为12V，R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时电饭煲处于保温挡，功率为96W；当S1、S2都闭合时电饭煲处于加热挡，功率为300W。求：
(1)在加热挡工作时，工作100s电路中消耗的电能；
(2)R1的阻值；
(3)在保温挡时，R2的电功率。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
【例8】(2022·益阳)随着汽车的普及，车载电饭煲开始得到应用，
人们能够在车内随时做饭而不受场地的限制，更好地满足了旅游个性化要求。如图是某品牌的车载电饭煲简化后的电路原理图，直流电源的电压为12V，R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时电饭煲处于保温挡，功率为96W；当S1、S2都闭合时电饭煲处于加热挡，功率为300W。求：
(1)在加热挡工作时，工作100s电路中消耗的电能；
【解】(1)W=P加热t=300W×100s=3×104J。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
【例8】(2022·益阳)随着汽车的普及，车载电饭煲开始得到应用，
人们能够在车内随时做饭而不受场地的限制，更好地满足了旅游个性化要求。如图是某品牌的车载电饭煲简化后的电路原理图，直流电源的电压为12V，R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时电饭煲处于保温挡，功率为96W；当S1、S2都闭合时电饭煲处于加热挡，功率为300W。求：
(2)R1的阻值；
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
【例8】(2022·益阳)随着汽车的普及，车载电饭煲开始得到应用，
人们能够在车内随时做饭而不受场地的限制，更好地满足了旅游个性化要求。如图是某品牌的车载电饭煲简化后的电路原理图，直流电源的电压为12V，R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时电饭煲处于保温挡，功率为96W；当S1、S2都闭合时电饭煲处于加热挡，功率为300W。求：
(2)R1的阻值；
(2)由电路图可知，当S1、S2都闭合时，R2被短路，电路为R1的简单电路。此时电路处于加热状态，则R1的阻值为R1===0.48Ω。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
【例8】(2022·益阳)随着汽车的普及，车载电饭煲开始得到应用，
人们能够在车内随时做饭而不受场地的限制，更好地满足了旅游个性化要求。如图是某品牌的车载电饭煲简化后的电路原理图，直流电源的电压为12V，R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时电饭煲处于保温挡，功率为96W；当S1、S2都闭合时电饭煲处于加热挡，功率为300W。求：
(3)在保温挡时，R2的电功率。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
【例8】(2022·益阳)随着汽车的普及，车载电饭煲开始得到应用，
人们能够在车内随时做饭而不受场地的限制，更好地满足了旅游个性化要求。如图是某品牌的车载电饭煲简化后的电路原理图，直流电源的电压为12V，R1、R2均为电热丝。当只闭合S1时电饭煲处于保温挡，功率为96W；当S1、S2都闭合时电饭煲处于加热挡，功率为300W。求：
(3)在保温挡时，R2的电功率。
(3)当只闭合S1时，电路处于保温状态，此时电路为R1与R2的串联电路。电路中的电流为I===8A。
此时R1的电功率为P1=I2R1=(8A)2×0.48Ω=30.72W。
R2的电功率为P2=P保温-P1=96W-30.72W=65.28W。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
【例9】(2023·长沙)课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图
所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后，求电路中的电流。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
【例9】(2023·长沙)课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图
所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后，求电路中的电流。
【解】(1)S闭合后，电路中的电流：
I===4A。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
【例9】(2023·长沙)课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图
所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(2)求通电100s电热丝R0上产生的热量。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
【例9】(2023·长沙)课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图
所示。已知电源电压恒为220V，R0是阻值为55Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(2)求通电100s电热丝R0上产生的热量。
(2)通电100s电热丝R0上产生的热量：
Q=I2R0t=×55Ω×100s=8.8×104J。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
(3)老师提醒，当电热箱内的温度太高时，无法孵化鸡蛋，应使电热箱的
电功率降至P0。小组成员想出了两种方法改进电路。
方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA。
方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。
老师发现这两种改进方法都能使电热箱的电功率为P0，
小组成员在这两种改进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压。测量结果为U1和U2，U1>U2，U2=165V，但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
(3)方法一更节能。两种方法的电路简图如下：
方法一中电热箱的功率：
P箱A=(R0+RA)。
方法二中电热箱的功率：P箱B=R0。
因为两种方法中电热箱的电功率相等，即(R0+RA)=R0，得IA由W=UIt可得，方法一更节能。两种方法中R0两端的电压U0A因为电源电压保持不变，则RA和RB两端的电压UA>UB，则UB=U2=165V。
R0两端的电压：U0B=U-U2=220V-165V=55V。
第38讲 焦耳定律
综合实践与探究
电热箱的电功率：
P箱A=P0=P箱B===55W。
方法一中IA===0.25A。
R0两端的电压：U0A=IAR0=0.25A×55Ω=13.75V。
电热丝RA的阻值：RA====825Ω。
第38讲 焦耳定律
谢谢观看！
THANKS FOR YOUR WATCHING

展开更多......

收起↑