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第14课时电流做功与电功率第3讲电流的热效应教材梳理夯实基础重难探究逐个击破考点一电流的热效应1.电流的热效应：电流通过导体时转化成内能,这个现象叫电流的热效应。2.利用电流热效应：电饭锅、电熨斗、电水壶、电暖气等。3.防止电流热效应：带有孔的电视机后盖、电脑的微型风扇等。电能教材梳理夯实基础重难探究逐个击破考点二焦耳定律1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成,跟导体的电阻成,跟通电时间成。2.公式(1)数学表达式：(适用于所有电路,Q表示热量,单位是J)。(2)对于纯电阻电路,电流产生的热量Q就等于所消耗的电能W,可推导出：Q=Pt=UIt=𝑈2𝑅t。(3)串联电路中常用公式：Q=I2Rt,Q1∶Q2=R1∶R2。并联电路中常用公式：Q=𝑈2𝑅t,Q1∶Q2=R2∶R1。正比正比正比Q=I2Rt教材梳理夯实基础重难探究逐个击破考点三电热与电能的关系物理量电能(电功)电热计算公式W=UItQ=I2Rt快慢程度P电=UIP热=I2R关系在纯电阻电路中：W=Q,P电=P热;在非纯电阻电路中：WQ,P电P热教材梳理夯实基础重难探究逐个击破探究一电热的应用例1[2018·安溪模拟]图14-9中的四个用电器,工作原理和其他三个不同的是()图14-9C教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例2[2019·南平二模]图14-10是一种用钨丝点火的USB充电打火机,不用注入燃料只需充电,使用安全方便。电路接通时,利用电流的效应使钨丝发热;通过USB口为其微型蓄电池充电时,将电能转化为能。图14-10热化学教材梳理夯实基础重难探究逐个击破探究二电热的理解例3如图14-11所示,在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水,现将阻值为R1、R2的电阻丝(R1R2)分别按图中的四种方式连接放入水槽,并接入相同电源。通电相同时间后,水温最高的是()图14-11D教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例4[2018·福州质检]多数火灾都是因电流过大造成的。(1)引起电流过大的原因有哪些?(2)请根据所学的物理知识解释：为何电流过大容易引起火灾。(1)家庭电路中电流过大的原因：①短路;②用电器总功率过大。(2)根据焦耳定律Q=I2Rt,在通电时间t和电阻R不变的情况下,电流I越大,电线产生的热量Q就越多,所以容易引起火灾。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破探究三电热的计算例5[2019·三明二模]如图14-12所示,电源电压不变,R1、R2是两个相同的电阻,当闭合开关S1,断开S2、S3,通电20min,电路产生的热量为Q;同时闭合S2、S3,断开S1,若要产生相同的热量Q,则需通电()A.5minB.10minC.20minD.40min图14-12A教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例6[2018·宁德质检]车床照明灯的额定电压是36V,正常工作时的电阻为24Ω,则该照明灯正常工作时,通过的电流是A,工作10min,电流通过灯丝产生的热量是J。1.532400教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例7[2019·福州二模]如图14-13所示,电源电压不变,灯泡L1标有“2.5V0.3A”字样,当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为6V。当S1闭合、S2断开时,灯泡L1正常发光,求：(1)此时灯L2两端的电压;(2)通电10s后电流通过灯L2产生的热量。图14-13解：(1)开关S1、S2均闭合时,L1被短路,电压表示数即为电源电压,即电源电压U=6V,当S1闭合、S2断开时,L1与L2串联,且灯L1正常发光,即U1=U1额=2.5V,I1=0.3A,I2=I1=0.3A,故U2=U-U1=6V-2.5V=3.5V。教材梳理夯实基础重难探究逐个击破例7[2019·福州二模]如图14-13所示,电源电压不变,灯泡L1标有“2.5V0.3A”字样,当开关S1、S2均闭合时,电压表示数为6V。当S1闭合、S2断开时,灯泡L1正常发光,求：(2)通电10s后电流通过灯L2产生的热量。图14-13解：(2)Q2=W2=U2I2t=3.5V×0.3A×10s=10.5J。实验突破素养提升【实验设计】1.被加热的物质选用煤油的原因：煤油比热容小,能使实验现象更明显。2.选择被加热物质时需要保证物质的种类相同、质量相同、初温相同。3.转换法的应用：通过温度计示数的变化反映电流通过导体产生热量的多少。4.控制变量法的应用：①探究电热与电流的关系时,控制电热丝的电阻值与通电时间相同,改变通过两电热丝的电流大小;②探究电热与电阻的关系时,控制通过电热丝的电流与通电时间相同,选择两电阻不同的电热丝;③探究电热与通电时间的关系,控制两电热丝的电阻和通过的电流相同,改变通电时间的长短。突破探究电流产生的热量与哪些因素有关【实验结论】5.实验结论：电流通过导体产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。【交流与反思】6.多次测量的目的：使实验结论具有普遍性。实验突破素养提升例某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”时,设计了如图14-14所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,电阻丝R甲R乙。(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水,主要是由于。(2)实验中电阻丝放热的多少是通过(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来反映的。实验突破素养提升图14-14煤油的比热容比水小温度计示数的变化(3)将该电路设计成串联的目的是使通过甲、乙电阻丝的相同,通电4min后,比较两烧瓶中温度计的示数,发现甲瓶中的温度计示数升高得快,由此得出的实验结论是：。(4)接下来继续用该装置探究电流通过电阻丝产生热量的多少与电流大小的关系时,应调节滑动变阻器的滑片,使电路中的电流变大,通电(选填“相同”或“不同”)时间,比较(选填“同一”或“不同”)电阻丝产生热量的多少。实验突破素养提升电流在通电时间和电流相同时,电阻越大,产生的热量越多相同同一(5)小明提议利用该装置改装成“比较水和煤油的吸热能力”的实验。若保持甲的器材不变时,他们除了把乙的煤油换成水外,还需要添加的测量工具是,目的是。还需要更换一个器材是,为完成实验,满足的条件是。在实验中,通过比较(选填“温度计示数的变化”或“加热时间”)来比较水和煤油的吸收热量的多少。实验突破素养提升天平使得水和煤油的质量相等电阻R甲=R乙加热时间