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第16课时焦耳定律教材梳理夯实基础重难探究逐个突破考点焦耳定律1.电流的热效应电流通过导体时电能转化为内能,这种现象叫电流的热效应。实例利用:电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等。防止:散热窗、散热片等。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破2.焦耳定律内容及公式内容电流通过导体产生的热量跟成正比,跟成正比,跟成正比基本公式Q=(普遍适用)推导公式Q=W=Pt=UIt=t(纯电阻电路)U2R电流的二次方导体的电阻通电时间I2Rt教材梳理夯实基础重难探究逐个突破探究一电流的热效应焦耳定律1.如果电烙铁、电视机和电风扇上都标有“220V150W”字样,它们都在额定电压下工作相同时间,则三个用电器产生热量最多的是()A.电烙铁B.电视机C.电风扇D.一样多A教材梳理夯实基础重难探究逐个突破2.(多选)小明家有一台农副品加工用的电动机,工作2h消耗电能2kW·h,对此有下列说法,你认为正确的是()A.电流通过电动机做了7.2×106J的功B.这些电能全部转化为动能C.电流通过电动机做功少于7.2×106JD.电能转化为的动能小于7.2×106JAD教材梳理夯实基础重难探究逐个突破3.在如图16-1所示电路中,定值电阻R0的阻值为20Ω,电动机线圈电阻为2Ω,闭合开关,电流表A1、A2的示数分别为0.8A、0.3A,则该电路的电源电压为V。1min内该电路消耗的总电能为J,1min内电流通过电动机产生的热量为J。图16-1306288教材梳理夯实基础重难探究逐个突破探究二挡位型电热器的计算4.如图16-2所示为一台电烤箱的内部简化电路图,S是温控开关,R1和R2均为电热丝,R1=44Ω,低温挡的功率440W,求:(1)R2的阻值。(2)电烤箱在低温挡正常工作时的电流。(3)电烤箱在高温挡工作时的功率。(4)电烤箱在低温挡正常工作10min电热丝R2消耗的电能。图16-2教材梳理夯实基础重难探究逐个突破解：（1）当开关S断开时,电热丝R1、R2串联,电路的电阻最大,由P=𝑼𝟐𝑹可知,电功率最小,为低温挡,电路中的总电阻R=𝑼𝟐𝑷低=(𝟐𝟐𝟎𝐕)𝟐𝟒𝟒𝟎𝐖=110Ω,由串联电路电阻规律可知,电热丝R2的阻值R2=R-R1=110Ω-44Ω=66Ω。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破4.如图16-2所示为一台电烤箱的内部简化电路图,S是温控开关,R1和R2均为电热丝,R1=44Ω,低温挡的功率440W,求:(2)电烤箱在低温挡正常工作时的电流。图16-2由P=UI可知,电烤箱在低温挡正常工作时的电流I=𝑷低𝑼=𝟒𝟒𝟎𝐖𝟐𝟐𝟎𝐕=2A。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破4.如图16-2所示为一台电烤箱的内部简化电路图,S是温控开关,R1和R2均为电热丝,R1=44Ω,低温挡的功率440W,求:(3)电烤箱在高温挡工作时的功率。图16-2当开关S闭合时,电路为R2的简单电路,此时电路中电阻最小,由P=𝑼𝟐𝑹可知,电功率最大,为高温挡,则高温挡的电功率P高=𝑼𝟐𝑹𝟏=(𝟐𝟐𝟎𝐕)𝟐𝟒𝟒𝛀=1100W。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破4.如图16-2所示为一台电烤箱的内部简化电路图,S是温控开关,R1和R2均为电热丝,R1=44Ω,低温挡的功率440W,求:(4)电烤箱在低温挡正常工作10min电热丝R2消耗的电能。图16-2在低温档正常工作10min电热丝R2消耗的电能W2=I2R2t=(2A)2×66Ω×10×60s=1.584×105J。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破5.[2018·鄂尔多斯]图16-3甲是办公室和教室常用的立式饮水机,图乙为饮水机的铭牌参数,图丙为饮水机内部简化电路图,S是温控开关,R1是调节电阻,其阻值为198Ω,R2是供热电阻。图16-3(1)当开关(选填“断开”或“闭合”)时,饮水机处于加热状态。闭合教材梳理夯实基础重难探究逐个突破5.[2018·鄂尔多斯]图16-3甲是办公室和教室常用的立式饮水机,图乙为饮水机的铭牌参数,图丙为饮水机内部简化电路图,S是温控开关,R1是调节电阻,其阻值为198Ω,R2是供热电阻。图16-3(2)现将装满水箱的水烧开,水需要吸收的热量是多少?[水的初温为20℃,标准气压,c水=4.2×103J/(kg·℃)]水箱容积V=2L=2×10-3m3,水箱装满水后水的质量m=ρ水V=1.0×103kg/m2×2×10-3m3=2kg,将这些水烧开,水吸收的热量Q吸=c水mΔt=4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(100℃-20℃)=6.72×105J。教材梳理夯实基础重难探究逐个突破5.[2018·鄂尔多斯]图16-3甲是办公室和教室常用的立式饮水机,图乙为饮水机的铭牌参数,图丙为饮水机内部简化电路图,S是温控开关,R1是调节电阻,其阻值为198Ω,R2是供热电阻。图16-3(3)当饮水机处于保温状态时,其保温功率是多少?由题中电路图可知,当开关闭合时,饮水机处于加热状态,只有R2接入电路,则加热电阻R2=𝑼𝟐𝑷热=(𝟐𝟐𝟎𝐕)𝟐𝟐𝟐𝟎𝟎𝐖=22Ω,当开关断开时,饮水机处于保温状态,R1和R2串联,此时电路中电流I=𝑼𝑹𝟏+𝑹𝟐=𝟐𝟐𝟎𝐕𝟏𝟗𝟖𝛀+𝟐𝟐𝛀=1A,则保温功率P温=I2R2=(1A)2×22Ω=22W。实验突破素养提升突破探究电热的影响因素【设计和进行实验】1.被加热的物质选用空气(或煤油)的原因:空气受热膨胀明显(煤油比热容小),能使实验现象明显。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U形管中液面高度的变化(或温度计示数的变化)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,控制电热丝的电阻与通电时间相同,改变通过电热丝的电流大小;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时,控制电热丝的电阻和通过的电流相同,改变通电时间的长短。5.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【实验结论】6.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。实验突破素养提升例小华、小玲分别设计了两个装置,用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。(1)请用笔画线代替导线,把图16-4甲中两个容器中的电阻丝连接到电路中。图16-4如图所示实验突破素养提升(2)实验中,电流产生热量的多少是通过体现出来的,可知他们在实验探究过程中使用了法。(3)小华按如图甲将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,他探究的是导体产生的热量与的关系,这样做的好处是。连接好电路,闭合开关,通电一段时间后,侧U形管液面高度变化大,得出的结论是。U形管中液面的高度差转换在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多电阻保证电流与通电时间相同右实验突破素养提升(4)小玲设计的两容器中的电阻丝电阻一样大,并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝,如图乙所示,这是为了探究导体产生的热量与的关系。通电一段时间后发现侧U形管液面高度变化大,得出的结论是。(5)若要探究导体产生的热量与通电时间的关系,实验中还需要的测量器材是。(6)通电一段时间后,发现其中一个U形管中液面的高度几乎不变,出现该现象的原因可能是。在电阻和通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,产生的热量越多电流左停表U形管气密性不好实验突破素养提升小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻的关系。小辉连接了如图16-5所示的电路进行实验,装置中三个完全相同的烧瓶A、B、C内都盛有质量和初温均相等的液体,其中A、B烧瓶中装的是水,C烧瓶中装的是煤油,A、B、C三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为RA、RB、RC,且RARB=RC。闭合开关S通电一定时间后:(均不计热损失,比热容c水c煤油)·实验拓展·图16-5实验突破素养提升(7)在A、B两烧瓶中,相同的时间内,烧瓶中的电阻产生的热量多。(8)利用两烧瓶可探究不同物质的吸热能力,这两个烧瓶加热相同的时间,烧瓶中温度计的示数高。AB、CC