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18.4焦耳定律—九年级物理人教版全一册课前导学
知识集锦：
知识点1 电流的热效应
1.概念：电流通过导体时电能转化成①__________能，这种现象叫做电流的热效应。
2.探究电流产生的热量与哪些因素有关
（1）实验方法：②_______________________；③____________，将热量的多少用受热量影响的物理量体现，如温度、气体体积等。
（2）实验过程及结论
步骤1 探究电流和通电时间相同时，电热与电阻的关系，如图1所示。
结论：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越④____________，其产生的热量越多。
步骤2 探究电阻和通电时间相同时，电热与电流的关系，如图2所示。
结论：在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越⑤__________，其产生的热量越多。
步骤3 探究电流和电阻相同时，电热与通电时间的关系，将相同的电阻串联加热不同时间即可。
结论：在电阻和电流相同的情况下，通电时间越⑥__________，其产生的热量越多。
知识点2 焦耳定律
1.内容：电流通过导体产生的热量跟⑦_________________成正比，跟⑧___________成正比，跟⑨___________成正比。
2.公式：⑩__________。其中，I表示电流，单位是安培（A）；R表示电阻，单位是欧姆（Ω）；t表示通电时间，单位是秒（s）；Q表示热量，单位是焦耳（J）。
3.变形式：
4.电功与电热的区别与联系
电功 电热
区别 电流所做的功 电能转化为内能的部分
联系 在纯电阻电路中，电功等于电热；在非纯电阻电路中，电功大于电热
知识点3 电热的利用和防止
1.优点：清洁、无污染、热效率高、便于控制和调节 ________
2.利用：电热器，即电流通过导体时将电能转化为 _________的用电器，实例：电饭锅、电熨斗等
3.危害：会导致导线绝缘层加速老化，甚至发生火灾
4.防止：在用电器上设置一些 _________、散热片、 ________等
自我检测：
1.两个定值电阻由材料相同、粗细均匀的电阻丝制作而成。与相比，的电阻丝更细更长。将并联在电路中闭合开关一段时间，不考虑温度对电阻的影响，下列说法正确的是( )
A.通过的电流等于通过的 B.两端的电压大于的
C.这段时间内，产生的电热大于的 D.的电功率小于的
2.如图所示是探究电流产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置，下列说法正确的是( )
A.本实验装置可以探究电流产生热量与电阻阻值的关系
B.此实验中，两个电阻丝串联接入电路是能控制电流相同
C.通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大，说明右侧电阻丝产生的热量多
D.该实验装置都是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量多少的
3.我国城乡一些老旧小区家庭供电线路线芯横截面积未达到《民用建筑电气设计标准》要求，需要对这部分电路进行改造。
（1）因为输电线有电阻，会有电能损耗，这主要是由于电流的__________效应引起的。
（2）改造的主要内容是把电线线芯换成更粗的，请用物理知识解释这样做的目的。
4.小明做了“电池+口香糖锡纸=取火工具”的实验：取口香糖锡纸，剪成条状，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，很快发现纸条中间处开始冒烟，起火苗，如图所示。这是因为锡是_________（导体/绝缘体），将它的两端直接连接电池正负极，就会造成_________。根据电学中的_________定律，此时电流通过锡纸时迅速产生大量热量，温度上升使锡纸燃烧。
5.如图所示，电源电压恒为12 V，闭合开关S，当滑动变阻器连入电路的电阻为10 Ω时，电压表的示数为10 V，此时电动机正常工作；若电动机内部线圈的电阻为2 Ω，则通电10 min电流通过电动机内部线圈产生的热量是_____J，电动机消耗的电能是_____J。
答案以及解析
知识集锦：
①内 ②控制变量法 ③转换法 ④大 ⑤大 ⑥长 ⑦电流的二次方 ⑧导体的电阻 ⑨通电时间 ⑩ 温度 内能 散热孔 散热风扇
自我检测：
1.答案：D
解析：根据导体电阻的影响因素可知，同种材料制成的，由于的电阻丝更细更长，所以的阻值比的阻值大；将并联在电路中闭合开关一段时间，不考虑温度对电阻的影响，根据并联电路的电压特点可知，两端的电压相等，故B错误；由于的阻值大于的阻值，根据欧姆定律可知，通过的电流小于通过的电流，故A错误；根据可知，产生的电热小于产生的电热，故C错误；根据可知，的电功率小于的电功率，故D正确。
2.答案：ABC
解析：A.两空气盒中电阻大小不同，故探究的是电流产生热量与电阻的关系，故A正确；
B.探究电流产生热量与电阻的关系时，需要控制电流相等，所以将两个电阻串联，故B正确；
C.该实验将产生的热量转换为U形管液面的高度差，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大，说明右侧电阻丝产生的热量多，故D正确；
D.该实验装置是利用U形管中液面的高度差反映空气盒中空气的热胀冷缩程度，从而判断电阻丝放出热量的多少，故D错误。
故选ABC。
3.答案：（1）热；（2）见解析
解析：（1）因为输电线有电阻，由可知，通电时输电线会产生热量，这是电流的热效应。
（2）由影响导体电阻大小的因素可知，进户线的材料和长度一定时，导线越粗，电阻越小，根据可得在电流和通电时间相同的情况下，输电线产生的热量小，减少了输电过程中电能的损耗，同时产生热量少导线不易发热，用电更安全。
4.答案：导体；短路；焦耳
解析：因为锡属于金属，因此锡是导体，将锡纸条带锡的一端接在电池的正极，另一端接在电池的负极，形成了电源短路，此时电路中迅速产生大量热量使温度达到锡纸的着火点而使之燃烧，这一现象我们可以用焦耳定律来解释，因为相同长度的中间段锡纸，横截面积较小，所以电阻较大；由焦耳定律知，在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
5.答案：48；1200
解析：由图可知，滑动变阻器和电动机串联，电压表测量电动机两端的电压，当电压表示数为10 V，即电动机两端的电压时，根据串联电路的电压特点可知，滑动变阻器两端的电压，通过滑动变阻器的电流，根据串联电路的电流特点可知，通过电动机的电流，通电10 min电流通过电动机内部线圈产生的热量；电动机消耗的电能：。

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