河北2018中考物理复习课件：第20讲 焦耳定律 (共26张PPT)

第九单元电功率生活用电第20讲焦耳定律目录特色分析一考点整合梳理二中考命题剖析三焦耳定律属于电学的一个重要知识点，它与其他电学知识有着密切的联系。河北省近年来对该知识的考查相对其他电学知识来说较少，每年分值在0.5~1分，考查方式一是在选择题（第10题）中考查有关利用电流热效应的设备、焦耳定律的公式等基本知识，非常简单；二是在填空题（第25题或26题）中考查有关利用焦耳定律计算电热的问题，难度也不大。预计2018年仍保持常态考查以上两点。·考点1探究电流的热效应·考点2焦耳定律·考点3电热的利用和防止考点整合梳理二考点1探究电流的热效应实验探究探究电流通过导体时产生的热量跟电阻的关系探究电流通过导体时产生的热量跟电流的关系实验装置探究方法转换法、控制变量法设计方法通过两个U形管中液面高度的变化判断电阻产生热量的多少设计方法电阻串联的目的是控制电流和通电时间相同将等大的电阻串联，然后再将第三个电阻与其中一个并联，目的是改变通过两容器中电阻的①________的大小结论在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多在电阻、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多补充若该实验用温度计和液体来做实验，应选煤油，因为煤油的比热容较小；两烧瓶中煤油的初温和质量要相同；通过观察温度计的示数来判断电阻产生热量的多少续表电流电流通过导体时，将电能转化为热能的现象叫电流的热效应。电流的热效应是电流的普遍现象。提示考点2焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟②_____________成正比，跟③________________成正比，跟④____________成正比基本公式Q＝I2Rt(普遍适用)导出公式Q＝W＝Pt＝UIt＝U2t/R＝I2Rt(纯电阻电路适用)电流的二次方导体的电阻通电时间3.电热的利用——电热器原理电流的⑤________效应组成主要结构：发热体优点清洁卫生，没有环境污染效率⑥________可以方便地控制和调节温度示例电饭煲、电烙铁、电烤箱考点3电热的利用和防止热高2.电热的危害及防止保险丝利用电热将自身烧断，从而保护电路中的导线不被烧坏，这里利用了“逆向思维”。提示危害烧坏用电器 加速绝缘材料的老化造成输送电能过程中电能损失防止安装⑦________________安装散热片安装⑧____________散热风扇散热窗·命题方向一

电流的热效应·命题方向二

焦耳定律的基本计算中考命题剖析三命题方向一电流的热效应考题1(2017•扬州)如图20.1所示，下列用电器工作时，将电能全部转化为内能的是(

)A.电风扇B.电水壶C.电视机D.微波炉B【寻考法】本题考查的是有关电流的热效率的知识，一般与其他基础知识结合进行考查，多出现在河北理科综合卷的第10题，所占分值0.5分，难度不大。【探解法】在常见的家用电器中，电风扇主要是电能转化成机械能，电水壶主要是电能转化成内能，电视机主要是电能转化为声能和光能，微波炉是应用电磁波工作的，故A、C、D均不符合题意，只有B正确。

【点学法】学习过程中要知道电流具有热效应，熟悉生活中常见的电器设备，多了解它们的工作原理。凡是将电能转化为内能来利用的设备，如电水壶、电炉子、电暖气等，这些都利用了电流的热效应。变式1(2017•长沙)某品牌电炖锅有高温、低温两挡，它的内部简化电路图如图所示。当开关S1和S2都闭合时，电炖锅处于______(填“高”或“低”)温挡；用电炖锅炖汤是利用了电流的____________(填“热效应”或“磁效应”)。高热效应【解析】由电路图可知，当开关S1、S2闭合时，R1和R2并联，因为电阻越并越小，所以此时电路电阻最小，而电源电压一定，由P＝

可知，此时电炖锅电功率最大，为高温挡；用电炖锅炖汤消耗电能转化为内能，利用了电流的热效应。6考题2(2017•福建)如图20.2所示是某种电热保暖鞋的工作原理示意图。供电电压为6V，R1、R2的阻值分别为3Ω、6Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位的转换。保暖鞋在低温挡工作时的电功率是________W，它在高温挡工作1min产生的热量是________J。命题方向二焦耳定律的基本计算1080【探解法】由电路图可知，开关S接触ab两触点时，电路断路，电路的功率为0W；开关S接触bc两触点时，电路为R2的简单电路，电路的电功率P1

6W；开关S接触cd两触点时，R1与R2并联，【寻考法】本题考查了电功率和电热的计算，应用到欧姆定律、电功率和焦耳定律的知识。关于焦耳定律的考查，中考中常会结合具有加热、保温(高挡、低挡)的电器设备(或电路)进行考查，一般是计算电热、电功率、电压电流等物理量，有时还会结合图象与动态电路进行命题。由

可得，电路的总电阻R＝

＝

＝2Ω，电路的电功率P2

＝

＝18W；开关S接触de两个触点时，电路为R1的简单电路，电路的电功率P3＝

＝12W。综上可知，保暖鞋在低温挡工作时的电功率6W，高温挡的功率为18W，它的高温挡工作1min产生的热量：Q＝W＝P2t＝18W×60s＝1080J。【规律方法小结】公式拓展：当一个电路是纯电阻电路时，电热的计算公式可以拓展到：Q＝UIt＝I2Rt＝

t＝Pt；电功率的计算公式可以拓展到：P＝UI＝I2R＝

，但一定要注意这些拓展公式只适用于纯电阻电路。(纯电阻电路就是将电能全部转化成内能的电路，例如电炉子、电饭锅等)。【点学法】熟记焦耳定律的内容和计算公式，了解多挡电热设备，学会辨识高温挡和低温挡所涉及的电路形式。变式2(2017·兰州)如图甲所示的电路图中，电源电压保持不变。闭合开关，将变阻器滑片从一端移动到另一端的过程中，两只电压表与电流表示数的变化关系图象如图乙所示，则电源电压为________V，滑片移至最左端时10s内电流通过R1产生的热量为________J。156【解析】由电路图可知，电阻R1、电阻R2、滑动变阻器串联在电路中，电压表V1测量R2两端的电压，电压表V2测量R2和变阻器两端的总电压，电流表测量电路中的电流。当滑片向右移动时，滑动变阻器连入的电阻变小，电路中的总电阻变小，由I＝

可知，电路中的电流变大，由U＝IR可知，R1和R2两端的电压变大，因串联电路中电源电压等于各用电器电压之和，所以电压表V2的示数变小，结合图乙可知，图象上半部分为电压表V2示数变化图线，下半部分为电压表V1示数变化图线；当滑片移至最右端时，两电压表均测R2两端的电压，电路中的电流最大为I＝0.6A，UV1＝6V，因串联电路中电源电压等于各用电器电压之和，所以电源的电压：U＝UV1＋U1＝6V＋0.6A×R1

①，当滑片位于最左端时，电压表V2的示数(R2和变阻器两端的电压)UV2＝12V时，电路中的电流I′＝0.2A，则电源电压：U＝UV2＋U1′＝12V＋0.2A×R1

②，因电源电压不变，则由①②可得：R1＝15Ω，U＝15V，滑片移至最左端时10S内电流通过R1产生的热量：Q1＝(I′)2R1t＝(0.2A)2×15Ω×10S＝6J。备选题库3-1

（2017•益阳)如图所示的电路中，定值电阻R1=150Ω、R2=300Ω。闭合开关S后，电流表A2的示数为5mA。求：（1）电阻R1两端的电压为多少？（2）电流表A1的示数为多少？（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热是多少？

(第3-1题图)（2）通过R1的电流：I1==0.01A=10mA，因并联电路中干路电流等于各支路电流之和，所以，电流表A1的示数：I=I1+I2=10mA+5mA=15mA；（3）电路工作5min，R1产生的焦耳热：Q1=I12R1t=（0.01A）2×150Ω×5×60s=4.5J。备选题库3-2

（2017•龙岩)10Ω的电阻R1和5Ω的电阻R2串联接在一电源中，通电1min电阻R1产生的热量是600J。求：（1）通过R1的电流