《焦耳定律》电功率PPT教学课件

《焦耳定律》电功率PPT教学课件

第一部分内容：知 识 管 理

1．电流的热效应

定　义：电流通过导体时电能转化成内能。

应　用：电炉、电熨斗、电饭煲、电热毯。

2．焦耳定律

内　容：电流通过导体产生的热量跟 电流的二次方_________成正比，跟导体的 电阻______成正比，跟 通电时间 ______ 成正比。

公　式：Q＝I2Rt，在纯电阻电路中，电流做功使电能全部转化为内能，即电流所做的功全部用来产生热量，那么W＝Q，则有公式W＝Q＝I2Rt＝UIt＝U2Rt＝Pt。

注　意：若电路中接入的是电炉、电烙铁等“纯电阻性”的用电器，当电流通过时，消耗的电能全部转化为内能，此时消耗的电能与电热相等，即W＝Q，可以用计算电能的公式计算电热。当电路中接入的是电动机时，消耗的电能中大部分转化为机械能，电热只占小部分，即W>Q，则只能用焦耳定律来求电热。

3．电热的利用和控制

利　用：制造电热器，发热体是由电阻率大、熔点高的合金丝绕在绝缘材料上做成的。其优点是：①清洁卫生，没有环境污染；②热效率高；③可以方便地控制和调节温度。

控　制：装风扇和安散热窗等加快散热，防止电热危害电器。

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焦耳定律PPT，第二部分内容：归 类 探 究

类型之一　探究焦耳定律

[2017•广西柳州]小明用如图甲和图乙所示的实验装置分别探究“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系”。

(1)图甲所示实验中通过 温度计示数的变化 来比较电流产生的热量的多少。

(2)图甲中，为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入初温和 质量相同的煤油，其中 a 瓶中煤油的温度升高得快。

(R镍铬合金丝>R锰铜丝)

【解析】(1)两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的。

(2)探究两电阻丝通过电流后产生热量的多少时，应控制煤油的质量和初温相同；由图可知，此时电流相同，a的电阻要大于b的电阻，由焦耳定律可知，a产生的热量多，温度升高得快。

(3)若将烧瓶中装水，则由Q＝cmΔt可知：相同质量的水和煤油，吸收相同的热量时，由于水的比热容较大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显。

(4)在电阻和通电时间相同时，通过导体电流越大产生的热量越多。

(5)为保证通过两个电阻的电流总是相等，电阻串联；同时保证了它们的通电时间也相等，导体中产生的热量就只与电阻有关了，为此采用控制变量法；煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的，这是采取的转换法。

【方法归纳】探究实验时：(1)首先分析各个电阻的连接方式，然后根据串联、并联电路的电流特点，结合欧姆定律的应用分析。

(2)吸热多少不能直接观察，但液体温度的变化可以通过温度计示数的变化来反映，体现的是转换思想。

类型之二　焦耳定律的应用

[2018•山东临沂]小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆，内部由加热系统和按摩系统两部分组成。加热系统的加热电阻额定电压为220 V，额定功率为605 W。问：

(1)小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6 kg初温为20 ℃的水，加热系统的加热电阻正常工作 15 min 将水加热到40 ℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg•℃)]

(2)当小明家的实际电压是200 V时，加热电阻工作的实际功率是多少？

(3)足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是 12 V(按摩系统将交流电压转换为12 V)，工作电流为4 A，其电阻为0.5 Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？

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焦耳定律PPT，第三部分内容：当 堂 测 评

1．[2018•山东潍坊]最先精确确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间关系的物理学家是(　B　)

A．欧姆 B．焦耳

C．奥斯特 D．法拉第

2．[2018•湖南邵阳]将规格都是“220 V　180 W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是(　C　)

A．电冰箱产生的热量最多

B．电脑产生的热量最多

C．电热毯产生的热量最多

D．三者产生的热量一样多

3．[2018•广东深圳]把两根阻值相同的电热丝串联接入电路，烧开一壶水所用时间为t0，若将这两根电热丝并联接入同一电路，则烧开同一壶水所需的时间为(不计热量损失)(C)

A．t0 B．12t0

C.14t0 D．2t0

4．[2018•山东日照]利用甲、乙两图可以研究电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关。在保证各电路两端电压不变，通电相同时间后(　C　)

A．甲图中，左右两电阻发热量之比为2∶1

B．甲图中，左右两电阻发热量之比为1∶4

C．乙图中，左右两电阻发热量之比为4∶1

D．乙图中，若将右侧容器上面的电阻拆除，右侧发热电阻的发热量变为原来的4倍

5．[2018•辽宁辽阳]如图所示实验装置，可用来探究通电时间相同时，电流通过导体产生的热量与 电阻 的关系。将装置接在电压为3 V的电源上，通电2 min，电流通过电阻R2产生的热量为 24 J。

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焦耳定律PPT，第四部分内容：分 层 作 业

1．[2018•北京]下列用电器中，利用电流热效应工作的是(　A　)

A．电暖气

B．计算器

C．电视机

D．笔记本电脑

2．[2019•北京朝阳区]下列情况中，属于防止电热危害的是(　D　)

A．白炽灯泡

B．用电饭锅煮饭

C．冬天用电暖气取暖

D．电脑机箱内有小风扇

3．[2018•广东深圳]如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油，通电一段时间后，右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是(　D　)

A．通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少，这种方法是控制变量法

B．右侧电阻丝的阻值比左侧小

C．通过右侧电阻丝的电流比左侧小

D．该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系

4．[2018•四川泸州]家用洗衣机的主要部件就是电动机，若一个洗衣机在220 V电路中正常工作时通过的电流为2 A，电动机线圈电阻为4 Ω，则每分钟电流通过线圈产生的热量为(　A　)

A．960 J B．7.26×105 J

C．2.64×104 J D．440 J

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