资源简介

(共29张PPT)
第一部分　教材知识整合
模块五　电磁学
焦耳定律
目
录
知识精讲·夯基础
核心实验·重素养
知识迁移·提能力
焦耳定律(近5年3考)
1．电流的热效应
(1)定义：电流通过导体时电能转化成①　 　能，这种现象叫作电流的热效应。
(2)影响因素：当电流和电阻一定时，通电时间越②　 　，产生的热量越多。当电阻和通电时间一定时，电流越③　 　，产生的热量越多。当电流和通电时间一定时，电阻越④　 　，产生的热量越多。
　大　
　大　
　长　
知识精讲·夯基础
　内　
知识点
2．焦耳定律
(1)内容：电流通过导体产生的热量跟⑤　 　成正比，跟导体的⑥　 　成正比，跟通电⑦　 　成正比。
(2)公式：Q＝⑧　 　。Q表示热量，单位是J；I表示电流，单位是A；R表示电阻，单位是Ω；t表示通电时间，单位是s。
(3)推导式：Q＝W＝Pt＝UIt＝ t(适用于纯电阻电路)。
　I2Rt　
　时间　
　电阻　
　电流的二次方　
对焦耳定律的理解及应用(近5年2考)
1．关于焦耳定律，下列说法正确的是( )
A．电流做了多少功就有多少电能转化为内能
B．导体的电阻越大，通电后导体产生的热量越多
C．导体接入电路的时间越长，导体产生的热量越多
D．通过导体的电流越大，产生的热量不一定越多
知识迁移·提能力
D
考点1
2．下列事例中，属于防止电流热效应产生危害而采取的措施的是( )
A．用家用电饭锅煮米饭
B．电视机后盖上留有一些小孔散热
C．用电热孵卵器孵小鸡
D．用电烙铁对电线进行焊接
B
考点2
焦耳定律的简单计算
方法指导
焦耳定律的计算
(1)计算步骤
(2)纯电阻电路
项目 纯电阻电路
能量转化图示分析
举例 定值电阻、滑动变阻器、小灯泡(白炽灯)等构成的电路
计算公式
电功和电热的关系 W＝Q，P电＝P热
t
W＝Q＝Pt＝UIt＝I2Rt＝
3．如图所示是超市常用的塑料袋封口夹的电路原理图，电源电压为5 V，电热丝R阻值为1 Ω。闭合开关S，电热丝R温度升高，这是利用电流的
　 　效应实现高温封口的，3 s内产生的热量为　 　J，若使用时经常会把塑料袋烫坏，可以　 　(选填“增大”或“减小”)电热丝R的阻值。
　增大　
　75　
　热　
4．喜欢钻研的小明，通过自己的观察研究，画出了家中电吹风的简化电路(如图所示)。他找来一个测量范围合适的多用表测电路中的电流，将其与电吹风串联后接入家庭电路，当只闭合开关　 　时吹冷风；再闭合另一开关吹热风，与吹冷风时相比，多用表的示数变化了4.4 A，则正常工作吹热风1 min电热丝产生的热量为　 　J。
　5.808×104　
　S1　
(2)实验方法：控制变量法、转换法(通过 _
　反映电热丝产生热量的多少)。
中液面的高度差　
甲
U形管
(1)实验装置(如图甲所示，两个透明容器中密闭着等量的空气且都有一段电阻丝)
实验小组在探究“电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，进行了如下过程。
探究电流产生的热量与哪些因素有关(2023·20题)
核心实验·重素养
实验
问题
例
证据
实验梳理
(3)实验结论
①如图甲所示，连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧U形管中液面高度差大于左侧U形管中液面高度差。这表明在电流和通电时间相同的情况下，　 　越大，产生的热量越多。
②图乙中电阻丝R3与R2并联，目的是改变通过电阻丝R2的　 _
　。闭合开关，通电一段时间，观察U形管中液面高度差，由此可得出结论：在电阻和通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越　 　。
甲
乙
　多　
大小　
　电流
　电阻　
解释
(4)另一小组在利用如图乙所示装置实验时，发现左、右两侧U形管中液面高度差相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好。请你分析实验现象不同的原因：　 　。
(5)[生活实践]完成实验后，小组某同学想到，电炉工作时，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热，产生该现象的原因是
_
　。
大于导线的电阻，根据Q＝I2Rt可知，电流在电炉丝上产生的热量更多　
电炉丝与导线是串联的，电流和通电时间相同，但是电炉丝的电阻远
延伸训练
　电阻丝R3断路　
目
录
好题分层·查缺漏
真题分点·明趋势
1．(2022·云南17题2分)如图是“3·15”晚会上曝光的劣质导线，不良商家为了降低成本，将多芯铜导线的根数从国家标准的32根减为26根，导致导线横截面积减小。对于长度相等的标准导线和劣质导线，劣质导线的电阻　 　(选填“较大”或“较小”)，在通有相同电流的情况下，相同时间内劣质导线产生的热量　 　(选填“较多”或“较少”)。
　较多　
对焦耳定律的理解(近5年2考)
　较大　
真题分点·明趋势
命题点1
命题点2
探究影响电流热效应的因素(2023·20题)
2．(2023·云南20题8分)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，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。
甲
(1)用笔画线代替导线，将图甲的电路连接完整。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。
如答图所示。
(2)闭合开关后，发现电流表指针未偏转，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。
　温度计示数的变化　
　断路　
(3)调节滑动变阻器的滑片改变电流的大小，经过多次实验发现：电阻丝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。请写出一种判断小明猜想是否正确的方法： _
　。
(4)同学们进一步学习了解到：物理学家焦耳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的关系。生活中利用电热工作的家用电器有　 　(请写出一例)。
　电饭煲(合理即可) 　
比值看是否为一定值)　
绘制Q－I图像，看是否为一条过原点的直线(或计算Q与I的
(5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，可选择图乙中　 _
(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。
　控制变量　
　串　
乙
　B
1．下列家用电器中，利用电流的热效应工作的是( )
A．电冰箱 　B．洗衣机 　C．电脑 　D．电饭煲
好题分层·查缺漏
D
A．通过AB段和 CD段的电流不相等
B．正常情况下，AB段会先着火
C．AB段两端的电压和 CD段两端的电压相等
D．AB段和 CD段的电阻相等
2．(2025·昆明盘龙区模拟改编)取口香糖锡纸，剪成如图甲所示形状，其中 AB段和 CD段等长。戴好防护手套，将锡纸条(带锡的一面)两端连接电池正、负极，如图乙所示，发现锡纸条很快开始冒烟、着火。下列分析正确的是( )
B
C．闭合S1和S2，通过R1的电流是通过R2电流的2倍
D．闭合S1和S2一段时间后，左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差一样
A．只闭合S1，可以探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系
B．只闭合S1，若电路中的电流为0.2 A，通电1 min电阻R1产生的热量为12 J
3．(多选)如图所示是实验小组设计的探究电流热效应的实验装置，两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻R1、R2，其中R1＝5 Ω，R2＝R3＝10 Ω。下列说法正确的是( )
ABC
【解析】 导体的横截面积和材料相同时，电阻与导体长度成正比，当导线较长时，电阻较大，为了减小导线的电阻，控制电水壶电源线的长度不长于75 cm；由Q＝I2Rt知，电流和通电时间一定时，电阻越小，导体产生的热量越少，消耗的电能越小，可以减少电源线通电时产生的热量。
4．(2025·天津)国家标准《家用和类似用途电器的安全》中规定，电水壶电源线一般不应长于75 cm。这是通过缩短电源线长度来减小　 　，从而　 　(选填“增加”或“减少”)电源线通电时产生的热量。
　减少　
　电阻　
5．(2025·重庆)某款家用全自动中药电煎药壶加热挡的额定功率为400 W，正常加热1 min产生的热量是　 　J，加热电阻的阻值是　 　Ω。
　121　
　2.4×104　
6．(2025·昆明五华区三模)如图所示，电源电压恒为3 V，R2＝15 Ω。
只闭合开关S1时，电流表示数为0.3 A，R1消耗的功率P1＝　 　W；
S1、S2都闭合时，一段时间内R1和R2产生的热量之比Q1∶Q2＝　 　。
　3∶ 2　
　0.9　
(1)电能表的作用是　 　。
(2)电水壶和电热水器的电阻。
(3)单独使用电热水器工作6 min导线上产生的热量。
7．(原创)如图所示，电水壶的规格为“220 V　1 210 W”，电热水器的规格为“220 V　2 420 W”，电能表上标着“3 000 r/(kW·h)”字样。当电路中单独使用电水壶烧水时，铝盘转动165 r，用时180 s。导线、电水壶和电热水器的电阻不随温度变化。求：
　计量电路消耗电能的多少　
解：(2)电水壶的电阻R电水壶＝＝40 Ω；
电热水器的电阻R电热水器＝＝20 Ω。
(3)单独使用电水壶烧水时，导线与电水壶串联，
电路消耗的电能W＝＝0.055 kW·h，
电路的总功率P＝＝1.1 kW＝1 100 W，
电路中的总电阻R＝＝44 Ω，
导线的电阻R线＝R－R电水壶＝44 Ω－40 Ω＝4 Ω，
单独使用电热水器时，电路中的总电阻
R'＝R线＋R电热水器＝4 Ω＋20 Ω＝24 Ω，
电路中的电流I＝ A，
单独使用电热水器工作6 min导线上产生的热量
Q＝I2R线t'＝( A)2×4 Ω×6×60 s＝1.21×105 J。
8．(原创)如图所示是超市常用的塑料袋封口夹电路原理图，电源电压为 5 V，电热丝R阻值为 1 Ω。闭合开关S，电热丝温度升高，3 s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。
　增大　
中考前瞻
　75　

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