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第十五章电能与电功率课时02焦耳定律【柳州考情分析】知识内容考试要求考情分析焦耳定律1.通过实验，探究并了解焦耳定律；2.用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象18年：电流热效应；（3分）16年：换粗导线R减小，Q减少；（1分）16年：电热定义；（1分）14年：电流热效应；（3分）重难考向突破中考考点解读高效课堂训练1.电流的热效应：电流通过导体，导体会发热的现象叫电流的热效应。2.由于电流热效应产生的热量叫。用字母表示，单位：，符号。3.实验：探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关方法一：控制变量法（1）在和相同时，通电时间越长，产生的热量越多；（2）在和相同时，电阻越大，产生的热量越多；（3）在和相同时，电流越大，产生的热量越多。方法二：转换法通过温度计示数的变化量来反映电流通过导体产生热量的多少。考点一电流的热效应电热Q焦耳J电流电阻通电时间电流电阻通电时间重难考向突破中考考点解读高效课堂训练1.焦耳定律内容：电流流过导体时产生的热量，跟成正比，跟导体的成正比，跟通电的成正比。2.电热的计算（1）通用公式：Q=。（2）电流通过导体（或用电器）做功，若电能全部转化为内能，则电热（选填“=”“”或“”）电功，即===（纯电阻电路）；若电能只有部分转化为内能，则电热（选填“=”“”或“”）电功，即QW。如接有电风扇、电动机、洗衣机等用电器的非纯电阻电路。电流的平方电阻时间I2Rt=QWUItPt考点二电热的计算及应用重难考向突破中考考点解读高效课堂训练（3）串、并联电路中电热大小的比较（纯电阻电路）：在串联电路中电流一定，电阻越大，单位时间内产生的热量越；在并联电路中电压一定，电阻越小，单位时间内产生的热量越。3.电热器（1）电热器是利用来加热的设备，如电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤箱、电取暖器、电热水器、电热孵化器等。（2）电热器工作时，电能全部转化成，它们的工作原理都是。多多电热内能电流的热效应重难考向突破中考考点解读高效课堂训练图15-16是探究通电导体放出的热量跟的关系，实验采用R1与R2串联的目的是控制电流和相等，在本实验中，我们是通过来反映导体产生热量的多少。电阻通电时间温度计示数的变化量考点三课本重要图片图15-16重难考向突破中考考点解读高效课堂训练突破一焦耳定律的理解及应用【突破金钥匙】（1）电流通过导体产生的热量都可以用公式Q=I2Rt（普适公式）来计算。（2）对于纯电阻电路（即电能全部转化为内能）Q=W=Pt=UIt=I2Rt=t。（3）对于非纯电阻电路（如电动机）QW。U2R例１如图15-17所示，电源电压不变。电阻R1的阻值为20Ω，R2的阻值为30Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，求：（1）电源电压U。（2）通电100s电流通过电阻R2产生的热量。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练图15-17解：（1）因为并联电路中各支路两端的电压相等,所以根据欧姆定律可得,电源电压U=U1=I1R1=0.3A×20Ω=6V。例１如图15-17所示，电源电压不变。电阻R1的阻值为20Ω，R2的阻值为30Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.3A，求：（2）通电100s电流通过电阻R2产生的热量。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练图15-17解：（2）因为R1、R2并联,所以R1、R2两端的电压均等于电源电压,通过电阻R2的电流I2=𝐔𝐑𝟐=𝟔𝐕𝟑𝟎𝛀=0.2A,通电100s电阻R2产生的热量Q2=𝐈𝟐𝟐R2t=（0.2A）2×30Ω×100s=120J。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练突破二电热器的多挡位问题【突破金钥匙】电热器的多挡位问题的解题思路：其实质就是判断电路中总电阻的大小，因为对于家庭电路，电热器不管在哪个挡位下工作，其工作电压保持不变（U=220V）；根据P=可知，总电阻最小时，总功率最大，用电器处于高温挡；总电阻最大时，总功率最小，用电器处于低温挡。U2R例１【2019·贵阳】如图15-18所示是加加热器的电路图，设电源电压保持不变，R1、R2均为发热电阻丝，通过开关S1和S2的通断组合，可得到不同加热档位。该加热器最大电功率为12W，只闭合开关S1时，加热器的电功率是8W。则下列判断正确的是（）A.该加热器只有两个加热档位B.加热器两个发热电阻丝的阻值之比R1：R2=1：3C.加热器功率最大时，通过R1与R2的电流之比为2：1D.该加热器的最小电功率是8W重难考向突破中考考点解读高效课堂训练图15-17C重难考向突破中考考点解读高效课堂训练【解析】该加热器挡位可以分为只R1工作,只R2工作以及R1、R2同时工作,共三个加热挡位,故A错误。同时闭合两开关时,R1与R2并联,此时该加热器加热功率最大,最大电功率为P大=12W,只闭合开关S1时,R1的电功率为P1=8W,说明只有R2工作时的电功率为P2=P大-P1=12W-8W=4W,由P=U2R可得,R1∶R2=U2P1∶U2P2=P2∶P1=4W∶8W=1∶2,故B错误。该加热器功率最大时,两电阻丝并联,则通过R1、R2的电流之比为I1∶I2=P1U∶P2U=P1∶P2=8W∶4W=2∶1,故C正确。由上述分析可知,加热器最小功率为4W,故D错误。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练1.【2019·菏泽】下列用电器中，利用电流的热效应工作的是（）A.电风扇B.电暖气C.电视机D.电磁继电器2.关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是（）A.根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B.根据Q=t可知，电阻越大，产生的热量越少C.根据Q=UIt可知，相同时间内产生的热量与电阻无关D.根据Q=I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多DBU2R重难考向突破中考考点解读高效课堂训练3.【2019·北部湾经济区】如图15-19所示，两个透明容器中密闭着等质量的空气，A、B两U形管内的液面相平，电阻丝的阻值R1=R2=R3。小明用图示装置进行实验，探究电流通过导体时产生的热量Q跟哪些因素有关，下列说法正确的是（）A.此实验在探究电热Q与电阻R是否有关B.通过R1的电流和通过R2的电流大小相等C.电阻R1两端的电压和R2两端的电压相等D.通电后，A管的液面高度差将会比B管的大D图15-19【解析】因为定值电阻的阻值不变,则由欧姆定律可得：当电压表的示数U1=6V时,电路中的电流I1=U1R=6VR,当电压表的示数U2=5V时,电路中的电流I2=U2R=5VR,因该过程中通过电流表的示数减少了0.2A,所以,ΔI=I1-I2=6VR-5VR=1VR=0.2A,解得R=5Ω,则该定值电阻所消耗的电功率的变化量：ΔP=P1-P2=U12R-U22R=（6V）25Ω-（5V）25Ω=2.2W。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练4.在如图15-20所示的电路中，发现当电流表的示数减少0.2A时，电压表的示数从6V变为5V，那么该定值电阻的电功率的变化量为（）图15-20A.1.8WB.1.5WC.2.2WD.3.3WC重难考向突破中考考点解读高效课堂训练5.【2019·昆明】在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图15-21乙所示的实验器材，其中R1R2。实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系。（1）请按照图甲所示的电路图将图乙中对应实物图连接完整。D图15-21如图所示重难考向突破中考考点解读高效课堂训练5.【2019·昆明】在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图15-21乙所示的实验器材，其中R1R2。图15-21实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系。（2）电路中电阻丝的连接方式是为了控制；电阻丝放出热量的多少，通过来进行判断。电流相等温度计升高的示数重难考向突破中考考点解读高效课堂训练5.【2019·昆明】在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图15-21乙所示的实验器材，其中R1R2。实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系。（3）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1加热的煤油温度升高了Δt1，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了Δt2，那么Δt1（选填“大于”“等于”或“小于”）Δt2。大于图15-21【解析】（3）根据Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相等时,电流通过导体产生的热量与电阻成正比,因为R1R2,所以Q1Q2；根据Q=cmΔt可知,在煤油的比热容和质量相等时,温度变化量与热量成正比,所以Δt1Δt2。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练5.【2019·昆明】在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图15-21乙所示的实验器材，其中R1R2。实验二：探究电流产生的热量与电流的关系。（4）闭合开关，移动滑动变阻器的滑片，使电路中的电流变成实验一中电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或R2）加热的煤油，温度升高量Δt1'（或Δt2'）（选填“大于”“等于”或“小于”）2Δt1（或2Δt2）。该实验说明电流产生的热量与电流正比例关系。大于图15-21不成重难考向突破中考考点解读高效课堂训练5.【2019·昆明】在“探究电流产生的热量与哪些因素有关”的实验中，提供了如图15-21乙所示的实验器材，其中R1R2。（5）你认为做这个实验产生误差的主要原因是。有热量损失图15-21【解析】（5）在实验过程中,电流通过导体产生的热量没有完全被煤油吸收,所以实验产生误差的主要原因是有热量损失。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练6.学习了电学知识之后，小亮研究家中具有保温功能的电饭锅，画出电饭锅的电路原理图如图15-22所示，电饭锅的铭牌上部分内容如下表。（1）R1、R2中哪个是加热电阻？要使电饭锅加热，开关S是闭合还是断开？（2）电饭锅正常加热时，电路的电流是多大？（3）电路中电阻R1、R2的阻值各是多大？保温时，R1、R2产生的电热之比是多少？额定电压220V加热功率1100W保温功率44W最大容积3L图15-22解：（1）分析电路图可知,R1是加热电阻。当开关S闭合时,电饭锅处于加热状态。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练6.学习了电学知识之后，小亮研究家中具有保温功能的电饭锅，画出电饭锅的电路原理图如图15-22所示，电饭锅的铭牌上部分内容如下表。（2）电饭锅正常加热时，电路的电流是多大？额定电压220V加热功率1100W保温功率44W最大容积3L图15-22解：（2）因为P=UI,所以加热状态下通过R1的电流为I热=𝐏热𝐔额=𝟏𝟏𝟎𝟎𝐖𝟐𝟐𝟎𝐕=5A。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练（3）电路中电阻R1、R2的阻值各是多大？保温时，R1、R2产生的电热之比是多少？额定电压220V加热功率1100W保温功率44W最大容积3L图15-22解：（3）电阻R1的阻值为R1=𝐔额𝐈热=𝟐𝟐𝟎𝐕𝟓𝐀=44Ω。保温状态下电路的总电阻为R串=𝐔额𝟐𝐏温=（𝟐𝟐𝟎𝐕）𝟐𝟒𝟒𝐖=1100Ω,电阻R2的阻值为R2=R串-R1=1100Ω-44Ω=1056Ω。保温时,R1、R2产生的电热之比为𝐐𝟏𝐐𝟐=𝐈𝟐𝐑𝟏𝐭𝐈𝟐𝐑𝟐𝐭=𝐑𝟏𝐑𝟐=𝟒𝟒𝛀𝟏𝟎𝟓𝟔𝛀=𝟏𝟐𝟒。重难考向突破中考考点解读高效课堂训练7.【2019·石狮一模】如图15-23甲所示是一款家用小型烤面包片的电烤炉，其额定功率为800W。它内部的简化电路如图乙所示，发热体由两根完全相同的电热丝组成（不考虑温度对电阻的影响）。（1）该电烤炉正常工作5min，电热丝放出的总热量是多少？解：（1）电烤炉正常工作5min放出的热量Q=W=P额t=800W×5×60s=2.4×105J。图15-23重难考向突破中考考点解读高效课堂训练7.【2019·石狮一模】如图15-23甲所示是一款家用小型烤面包片的电烤炉，其额定功率为800W。它内部的简化电路如图乙所示，发热体由两根完全相同的电热丝组成（不考虑温度对电阻的