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22.焦耳定律
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考试目标考试内容知识点分项细目
了解理解
1．焦耳定律√
电功和电功率焦耳定律
2．运用焦耳定律解决有关问题√
知识点．焦耳定律
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，与通电的时间成正比，这个规
律叫做焦耳定律，公式为2
Q I Rt．焦耳定律是个实验定律，是电流热效应的定量反映．它描述的是电能通过电流做功转化为内能的多少，这个规律具有普遍意义．
专题分类
专题一：焦耳定律（基础）
专题二：焦耳定律（提高）
专题三：焦耳定律实验
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．以下原理与应用上下对应正确的是（） A．B． C． D． 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A．原理为电磁感应原理；扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用，故A错误；
B．原理为通电导体在磁场中受力的作用；麦克风是利用电磁感应原理，故B错误；C．原理为电流的磁效应即电流周围存在磁场；电铃是利用电流的磁效应，使电磁铁吸引衔铁击打铃盖发出声音，故C正确； D．原理为电流的热效应，电流做功将电能转化为内能；电风扇是利用电流做功将电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 2．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V，3W字样，当开关s闭合时.灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=____Ω．.通电10s. R产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S时，灯L正常发光，说明电源电压为U=6V，电流表测的是总电流，则 I=0．8A， 由P=UI可知，灯泡中的电流： I L =P额/U额=3W/6V=0.5A， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R=I-I L =0.8A-0.5A=0.3A， 由I=U/R得,电阻: R=U/I R=6V/0．3A=20Ω； 通电1min电阻R产生的热量： Q=W=UI R t=6V×0．3A×10s=18J。 3．两个发热电阻R1:R2=1:4,当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1:U2=_____；已知R1=10Ω,那它们并联在4V电路中,两个电阻在100s内产生的热量是_______J． 【答案】1：4 200 【解析】 【分析】 【详解】 两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据U IR =得，R1、R2两端的电压之比： 111 2221 4 U IR R U IR R ===；
2020届中考物理计算题解题攻略专题3.3 用焦耳定律解决电学计算题解题策略 1.电流通过导体产生的热量求解公式 （1）焦耳定律：Q＝I2Rt （2）纯电阻电路中，Q＝W=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt 2.在利用焦耳定律求解计算题注意 （1）涉及的四个物理量要一一对应，简单来说就是导体的电阻为R，通过这个导体的电流为I，通电时间为t，则电流通过导体产生的热量为Q＝I2Rt （2）公式中各个物理量的单位必须都得是国际单位，即电流I的单位是安培（A）、电阻R的单位是欧姆（Ω）、时间t的单位是秒（s），则热量的单位是焦耳（J） 类型1.利用焦耳定律直接求解 【例题1】（2019北京）如图所示的电路中，电源两端电压保持不变，电阻丝R1的阻值为10Ω．当开关S 闭合后，电压表的示数为2V，电流表的示数为0.4A．求： （1）通电10s电阻丝R1产生的热量； （2）电源两端的电压。 【答案】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量为16J； （2）电源两端的电压为6V。 【解析】（1）通电10s电阻丝R1产生的热量： Q＝I2R1t＝（0.4A）2×10Ω×10s＝16J。 （2）由I＝得，R1两端的电压： 知识回顾 类型与典例突破
U1＝IR1＝0.4A×10Ω＝4V， 根据串联电路电压规律可知，电源电压： U＝U1+U2＝4V+2V＝6V。 类型2.结合图像获取信息，利用焦耳定律求解 【例题2】（2017?淄博）如图甲所示。电源电压保持不变，R0为定值电阻。闭合开关S，将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中，电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求： （1）电源电压、R0的阻值、滑动变阻器的最大阻值。 （2）当滑片在a端时，通电1min电阻R0产生的热量。 【答案】（1）电源电压为12V，R0的阻值为10Ω，滑动变阻器的最大阻值为20Ω； （2）当滑片在a端时，通电1min电阻R0产生的热量为96J。 【解析】（1）当滑片位于b端时，电路为R0的简单电路，电压表测电源的电压，电流表测电路中的电流，此时电路中的电流最大，由图乙可知，电源的电压U=12V，电路中的最大电流I大=1.2A， 由I=可得，R0的阻值： R0===10Ω； 当滑片位于a端时，R0与R串联，电流表测电路中的电流，电压表测R0两端的电压，此时电路中的电流最小， 由图乙可知，电路中的电流I小=0.4A，U0=4V， 因串联电路中总电压等于各分电压之和， 所以，滑动变阻器两端的电压： U滑=U﹣U0=12V﹣4V=8V， 则滑动变阻器的最大阻值： R===20Ω；
电功率和热功率 1.一台电动机，额定电压为100 V，电阻为1 Q .正常工作时，通过的电流为5 A，则电动 机因发热损失的功率为（） A. 500W B. 25W C . 1 000 W D . 475 W 答案B 解析电动机的热功率P= I2r = 52X 1 W = 25 W , B正确，A、C、D错误. 电功和电热 I 2 ?通过电阻R的电流为I时，在t时间内产生的热量为Q,若电阻为2R,电流为，则在时间t内产 生的热量为（） Q Q A. 4Q B. 2Q C. D.- 2 4 答案C 2 1 解析根据Q = I2Rt得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的-，时间不变，则热量变为 1 原来的^.C正确. 非纯电阻电路的特点及有关计算
图263 3 ?如图263所示是一直流电动机工作时的电路图?电动机内阻阻R = r = 0.8 Q,电路中另一电10 Q,直流电压U = 160 V，电压表示数U V = 110 V .试求： (1) 通过电动机的电流； (2) 输入电动机的电功率； (3) 电动机输出的机械功率. 答案(1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析⑴由电路中的电压关系可得电阻R的分压U R = U —U V = (160 —110) V = 50 V U R 50 通过电阻R的电流I R = = ~~ A = 5 A R 10 即通过电动机的电流I M = I R= 5 A. ⑵电动机的分压U M = U V = 110 V 输入电动机的功率P入=I M? U M = 550 W. ⑶电动机的发热功率P热=i M r = 20 W 电动机输出的机械功率P出=P入一P热=530 W (时间：60分钟) 题组一电功和电功率 1 .关于电功，下列说法中正确的有() A. 电功的实质是静电力所做的功 B. 电功是电能转化为其他形式能的量度
电功率和热功率 1．一台电动机，额定电压为100 V ，电阻为1 Ω.正常工作时，通过的电流为5 A ，则电动机因发热损失的功率为( ) A ．500 W B ．25 W C ．1 000 W D ．475 W 答案 B 解析 电动机的热功率P ＝I 2r ＝52×1 W ＝25 W ，B 正确，A 、C 、D 错误． 电功和电热 2．通过电阻R 的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q ，若电阻为2R ，电流为I 2，则在时间t 内产生的热量为( ) A ．4Q B ．2Q C.Q 2 D.Q 4 答案 C 解析 根据Q ＝I 2Rt 得，电阻变为原来的2倍，电流变为原来的1 2，时间不变，则热量变为原来 的1 2 .C 正确． 非纯电阻电路的特点及有关计算 图263 3．如图263所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r ＝0.8 Ω，电路中另一电阻R ＝10 Ω，直流电压U ＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率． 答案 (1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析 (1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R ＝U －U V ＝(160－110) V ＝50 V 通过电阻R 的电流I R ＝ U R R ＝50 10 A ＝5 A 即通过电动机的电流I M ＝I R ＝5 A. (2)电动机的分压U M ＝U V ＝110 V
输入电动机的功率P 入＝I M ·U M ＝550 W. (3)电动机的发热功率P 热＝I 2M r ＝20 W 电动机输出的机械功率P 出＝P 入－P 热＝530 W (时间：60分钟) 题组一 电功和电功率 1．关于电功，下列说法中正确的有( ) A ．电功的实质是静电力所做的功 B ．电功是电能转化为其他形式能的量度 C ．静电力做功使金属导体内的自由电子运动的速率越来越大 D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 答案 AB 2．关于四个公式①P ＝UI ；②P ＝I 2 R ；③P ＝U 2R ；④P ＝W t ，下列叙述正确的是( ) A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算 C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算 D ．以上均不正确 答案 AB 解析 P ＝UI 、P ＝W t 适用于任何电路的电功率的计算，而P ＝I 2 R 、P ＝U 2R 只适用于纯电阻电路 的电功率的计算，故A 正确，C 错误．P ＝I 2 R 适用于任何电路的热功率的计算，P ＝UI 、P ＝ U 2 R 只适用于纯电阻电路的热功率的计算，故B 正确． 3．两个精制电阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻上分别标有“100 Ω，10 W ”和“20 Ω，40 W ”，则它们的额定电流之比为( ) A.5∶5 B.10∶20 C.5∶10 D ．1∶2 000 答案 C 解析 由公式P ＝I 2R 得：I ＝ P R ，所以I 1∶I 2＝5∶10. 4．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( ) A ．电风扇最多 B ．电烙铁最多 C ．日光灯最多 D ．一样多 答案 B 解析 在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械能，日光灯部分电能转化为光能，故B 选项正确．
焦耳定律计算题 姓名：_____________班级：_____________ 1、如图所示的电路中，电阻R1的阻值为10Ω，闭合开关s，的示数为0.4A, 的示数为0.6A，求： (l）通过R2的电流； (2)Rl两端的电压； (3）在60S内Rl产生的热量。 2、如图所示，标有“6V 2W”字样的灯泡L与电阻R串联后接在电源上，开关S闭合后，灯泡L恰能正常发光，电路消耗的总功率为10W。 求：通电1分钟，电流通过电阻R产生的热量。 3、在如图14所示的电路中，电源电压不变，R1=3Ω，R2=6Ω。(1)当S l、S3断开，S2闭合时，电流表示数为1A，求电源电压。当S l、S3闭合，S2断开时，求：(2)电路中的总功率；(3)通电1min，电阻R1产生的热量。 4、如图为一台两挡式电热水器的内部简化电路。S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5 A；当S接b时电路消耗的电功率为22 W，求： （1）R 1 的电阻； （2）高温挡时电路消耗的电功率； （3）在低温挡工作l0 min，电流通过R 2 产生的热量。
5、电饭锅工作时有两种状态：一种是加热状态，另一种是保温状态。如图所示为电饭锅的电路图，R1、R2为电热丝，S为温控开关，A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时，电饭锅处于加热状态，加热功率为1000W；当S断开时，电饭锅处于保温状态，保温功率为100W．求： （1）电饭锅加热30s，电热丝产生的总热量是多少？ （2）电热丝R1、R2的阻值之比是多少？ （3）电饭锅保温30min，电热丝产生的R2产生的热量是多少？ 6、小明学了家庭电路知识后，利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。他的做法是：打开标有“220V 1210W”的热水器，关掉家里的其他用电器，测得电能表（标有“1800r/kW·h”）的铝盘转过200转所用的时间是400s。（热水器电热丝的阻值不变） 求：（1）热水器消耗的电能（2）热水器的实际功率。（3）通过热水器的电流。 7、有一海尔电热水器铭牌如右表： ⑴防电墙技术就是在电热器内部形成永久性电阻，从而降低在异常情况下经过人体的电流值，经过防电墙处理后，人体承受的电压不高于12V，如图19所示，这就保证人体的安全，人体的最大电阻约为20MΩ，求防电墙的电阻大约是多少？ ⑵如图该热水器在10min内产生的热量为7.8×105J，求热水器的实际功率和电路的实际电压？ 8、有两根阻值分别为R1=30Ω和R2=60Ω的电热丝，以串联和并联两种方式接在36 V的电源两端，不考虑温度对电热丝电阻的影响。求：
“焦耳定律”练习题 姓名 一、填空题 1、如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电 流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。充电时的能量转换是电能转化为______ （化学/内）能。若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要______h， 小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这 样可以实现快速充电，于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿 命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因________。 2、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。 3、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关S1接b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1∶P2＝。 4、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑 片P从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值 电阻R1的阻值是?．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时， 滑动变阻器消耗的电功率是＿＿＿ W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为 J 5、一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压220 V，额定功率模糊不清，热效率 为90%。正常工作情况下烧开满壶水需要5 min，水吸收的热量为118 800 J，此时热水壶消耗的电能为________J，其额定功率为________W，电 阻是________Ω。若实际电压为198 V，通过电热水壶的电流是 ________A，1 min内电热水壶产生的热量是________J。(假设电阻不随 温度改变) 6、汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而 改变行驶速度。当汽车速度最大时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为W。若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机内阻的发热功率为W。 二、选择题 7、如图是某家用电器内部电路结构图,其中R1R2为加热电阻丝,(R1>R2)，下列电阻丝的四种连接方式,可使电热器提供不同的发热功率,关于其大小说法正确的是 A甲的连接方式,发热功率最小 B 乙的连接方式,发热功率最大 C 丙的连接方式,发热功率最小 D 丁的连接方式,发热功率最大 8、一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是( ) A、45J B、220J C、2700J D、9900J 9、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=U2t／R可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
计算题 1．如图所示电路中，一直流电动机与阻值R=9Ω的电阻串联接在电源上。电源电动势E=20Ｖ、内阻r=1Ω，用理想电压表测出电动机两端的电压U=10Ｖ。已知电动机线圈电阻R M=1Ω，求： （1）电路中的电流为多少？ （2）电动机输出的功率为多少？ （3）电动机的效率？ 2．如图所示，电路中电源电动势为E，内阻不计．水平放置的平行金属板A、B间的距离为d，板长为L。在A板的左端且非常靠近极板A的位置，有一质量为m、电荷量 为－q的小液滴以初速度v0水平向右射入两板间．(重力加速度用 g表示)则： (1)若使液滴能沿v0方向射出电场，电动势E1应为多大？ (2)若使液滴能从B板右端边缘射出电场，电动势E2应为多大？ 3．如图所示，电路两端电压U恒为28V，电灯上标有“6V，12W”字样，直流电动机线圈电阻R=2Ω.若电灯恰能正常发光， 求：(1)流过电灯的电流是多大？ (2)电动机两端的电压是多大？ (3)电动机输出的机械功率是多少。 4．如图所示，电阻R1＝8Ω，电动机绕组电阻R0＝2Ω，当电键K断开时，电阻R1消耗的电功率是2.88W；当电键闭合时，电阻R1消耗的电功率是2W，电动机刚好正常工作。若电源的电动势为6V。求： （1）电源内阻r； （2）当电键K闭合时，电动机正常工作的电压和功率； （2）电动机正常工作时输出的机械功率。
5．如右图所示的电路中，两平行金属板A 、B 水平放置，两板间的距离d=40 cm.电路电压恒为U=24V ，电阻R=16Ω。闭合开关S ，待电路稳定后，将一带正电的小球从B 板小孔以初速度v 0=4 m/s 竖直向上射 入板间。若小球带电荷量为q=1×10-2 C ，质量为m=2×10-2 kg ，不考虑空气阻力。 求：（1）滑动变阻器接入电路的阻值为多大时，小球恰能到达A 板？ （2）此时滑动变阻器消耗功率是多大？(取g=10 m/s 2) 6． 如图所示，电源电动势E ＝10 V ，内阻r ＝1 Ω，R 1＝3 Ω，R 2＝6 Ω， C ＝30 μF. （1）闭合开关S ，求稳定后通过R 1的电流； （2）然后将开关S 断开，求电容器两端的电压变化量和断开开关后流过 R 1的总电量； （3）如果把R 2换成一个可变电阻，其阻值可以在0～10 Ω范围变化，求开关闭合并且电路稳定时，R 2消耗的最大电功率． 7．如图所示电路中，电阻R 1=R 2=R 3=12Ω，当电键S 断开时，电压表的 示数为6V ；电键S 接在b 点时，电压表的示数是7.8V 。求：(电压表 的内阻非常大，流过电压表的电流可忽略不计) (1)电键S 接a 点时电压表的示数 (2)电源的电动势和内阻 (3)电键S 接在b 点时，电源总功率和电阻R 3的功率 R S P E A B v 0
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为 A ．导线的电阻远小于电熨斗的电阻，导线消耗的电能很少 B ．通过导线的电流小于电熨斗的电流 C ．导线散热比电熨斗快 D ．导线的绝缘皮隔热 【答案】A 【解析】 【详解】 电熨斗跟导线串联，通过它们的电流I 和通电时间t 相等；因为2 Q I Rt ， R R 电熨斗导线＞＞， 所以产生的热量： Q Q 电熨斗导线＞＞， 即相同时间内导线产生的热量远小于电熨斗产生的热量，而与散热快慢、隔热效果无关，故A 正确，BCD 错误。 2．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V ，3W 字样，当开关s 闭合时.灯泡L 正常发光，电流表的示数为0.8A ，则电阻R =____Ω．.通电10s. R 产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S 时，灯L 正常发光，说明电源电压为U =6V ，电流表测的是总电流，则I =0．8A ， 由P =UI 可知，灯泡中的电流： I L =P 额/U 额=3W/6V=0.5A ， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R =I-I L =0.8A-0.5A=0.3A ， 由I =U/R 得,电阻: R =U /I R =6V/0．3A=20Ω； 通电1min 电阻R 产生的热量： Q =W =UI R t =6V×0．3A×10s=18J 。
3．家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是___________Ω，正常工作吹热风5min 电热丝产生的热量是___________J 。 【答案】55 2.64×105 【解析】 【详解】 (1)[1]由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W ，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率： 1000W 120W 880W M P P P =-=-=电热丝热； 并联电路中各支路两端的电压相等，由2 U P R =可得电热丝的电阻： ()2 2 220V 55880W U R P ===Ω电热丝 电热丝 ； [2]电吹风正常工作且吹热风时，5分钟内电流通过电热丝产生的热量： 5880W 560 2.6410J R Q W P t s ===??=?。 4．将阻值为R 甲=40Ω和R 乙=10Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是 _____。若将两电阻并联后接在4 V 的电源上，1 min 内两电阻产生的总热量为_____J 。 【答案】R 甲 120 【解析】 【分析】 【详解】 [1]已知R 甲＞R 乙，根据焦耳定律Q =2I Rt ，两个电阻串联后，通过的电流相等，相同时间内，电阻R 甲产生热量较多。 [2]两电阻并联，由Q =2I Rt ,I = U R 得， Q 甲=2U t R 甲=()24V 60s 40Ω?=24J ，Q 乙=2U t R 乙 =()24V 60s 10Ω?=96J 共产生的热量 Q =Q 甲+Q 乙=24J+96J=120J
焦耳定律练习题 一、填空题 1、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。 2、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热和保温两个工作状态。当开关S 1接b ，S 2断开时，它是处于 状态，此时电路功率为P 1；当开关S 1接a ，S 2闭合时，电路功率为P 2，则P 1∶P 2＝ 。 3、小刚用如图甲所示电路来探究电流和电压的关系，闭合开关S ，将滑动变阻器的滑片P 从a 端移至b 端，电流表和电压表 的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R 1的阻值是 ?．实验时，电源电压保持5V 不变，当滑片P 位于a 端时，滑动变阻器消耗的电功率是＿＿＿ W ，此时，电阻R 1在10min 内产生的热量为 ______J 二、选择题 4、一只“220V 45W ”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的 热量是( ) A 、45J B 、220J C 、2700J D 、9900J 4、如图1所示，额定功率为2W 的小灯泡Ｌ和一个阻值为4Ω的电阻 Ｒ串联后接到电压为6V 的电源上，小灯泡恰能正常发光。则通电1分钟，小灯泡产生的热量是（ ） Ａ．80J Ｂ．120J Ｃ．540J Ｄ．无法判断 5、家用电吹风由电动机和电热丝等组成，为了保证电吹风的安全使用，要求：电动机不工作时，电热丝不能发热；电热丝发热和不发热时，电动机都能正常工作。如下图所示电路中符合要求的是（ ） 6、电流通过导体时导体会发热，根据这个道理可制成 （ ） A ．电风扇 B ．电铃 C ．电炉 D ．发 电机 7、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V ，线圈电阻为2 ，线圈中电流为10A 。 这台电动机正常工作1S 消耗的电能为W ，产生的热量为Q ，则（ ）
焦耳定律 计算题专项练习 一、计算题 1、如图11所示，电源电压为9V恒定不变，小灯泡L标有“6V 3W”字样，滑动变阻器R1标有“20Ω 2A”字样，定值电阻R2=10Ω。 (1)只闭合开关S1，调节滑动变阻器的滑片P，使小灯泡恰好正常发光，求此时电流表的示数和滑动变阻器接入电路 的电阻值。 (2)把滑动变阻器的滑片P移至b端，只闭合开关S2、S3，求R1两端的电压和10s内电流通过定值电阻R2产生的热量。 2、家用电饭煲是利用电流的热效应来工作的，如图是某种型号电饭煲的简化电路．当温控开关S闭合时，电饭煲处于加热状态，此时若它两端的电压为220V，它的功率为1100W（不考虑温度对电阻值的影响）．则 （1）电饭煲在加热状态下工作0.1h，消耗的电能为多少kW?h？ （2）R0的电阻为多少Ω？ （3）当温控开关S断开时，电饭煲的总功率与加热状态时相比，将如何变化？并请说明原因． 3、CFXB型热水杯的原理图如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝．当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变．
（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？ （2）电热丝R0、R的阻值多大？ （3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14分钟，求这个热水壶的效率是多少？（c水=4.2×103J/（㎏?℃） 4、小梦家新买了一口电饭锅，如图甲所示．通过查看说明书，发现电饭锅工作时有两种状态：一种是锅内的水烧干以前的加热状态，另一种是水烧干后的保温状态．图乙是电饭锅的电路图，R2=60.5Ω，保温时总功率为100W． （1）自动开关S接通时，电饭锅处于哪种状态？此时电功率多大？ （2）R1的阻值多大？ （3）用电饭锅将5kg水加热升温20℃（整个过程不计能量损失），需要多长时间？ 5、如图，电源电压恒定，R1、R2是定值电阻，R1=10Ω，滑动变阻器R3标有“20Ω 0.5A”字样．只闭合开关S1，电流表的示数为0.9A；再闭合开关S2、S3，电流表的示数变为1.5A，求： （1）电源电压； （2）开关S1、S2、S3都闭合时，R2在10s内产生的热量； （3）只闭合开关S3，移动变阻器滑片时，R1的电功率变化范围． 6、如图所示的电路中，电源电压恒为6V，小灯泡L上标有“6V，3W”的字样，电阻R1的阻值为8Ω，滑动变阻器R2上标有“10Ω，2A”的字样．求： （1）小灯泡L正常工作时的电阻； （2）开关S1与S2都断开，S闭合时，R1在10min内产生的热量； （3）当开关S1、S2、S都闭合，电流表的示数为1．5A时，R2消耗的电功率．
焦耳定律 夯基提能作业 A组基础巩固 一、选择题 1.(2017山东潍坊,5,2分)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是() 2.假设导体没有电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是() A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动 C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨衣服 3.(2018北京,21,2分)(多选)小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25 ℃的煤油,阻值为5 Ω和10 Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。根据上述实验,下列说法中正确的是() A.此实验探究的是热量与电阻的关系 B.此实验探究的是热量与电流的关系 C.此实验探究的是热量与时间的关系 D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少 4.(多选)如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是()
A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法 B.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多 C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D.乙实验通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 二、填空题 5.(2017湖南邵阳,24,2分)一根电阻丝的电阻是10 Ω,通过2 A的电流时,1 min内产生的热量是J。 6.(2018吉林,15,2分)一只标有“8 V0.4 A”的小灯泡,接在电源电压为12 V的电路中,为使其正常发光,应串联一个Ω的电阻;该电阻通电10 s所产生的热量是J。 三、实验探究题 7.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。实验中,乙瓶中的温度计示数升高得快,由此得出的实验结论是 。 8.[2018甘肃兰州,28(3),3分]某兴趣小组的同学,做了以下探究实验: 探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”。他们选用了以下实验器材:两个完全相同的烧瓶,烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油,相同的温度计
. 电功率和热功率 1．一台电动机，额定电压为100 V ，电阻为 1 Ω.正常工作时，通过的电流为 5 A，则电动机因发热损失的功率为( ) A．500 W B．25 W C．1 000 W D．475 W 答案 B 2 2× 1 W＝25 W ，B 正确，A、C、D 错误．解析 电动机的热功率P＝ I r＝5 电功和电热 2．通过电阻R的电流为I 时，在t 时间内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流为I ，则在时间t 2 内产生的热量为( ) Q A．4Q B．2Q C. 2 D. Q 4 答案 C 解析根据Q＝I2Rt 得，电阻变为原来的 2 倍，电流变为原来的 1 ，时间不变，则热量变为原来 2 1 的 2.C 正确． 非纯电阻电路的特点及有关计算 图263 3．如图263 所示是一直流电动机工作时的电路图．电动机内阻r＝0.8 Ω，电路中另一电阻R＝10 Ω，直流电压U＝160 V ，电压表示数U V ＝110 V ．试求： (1)通过电动机的电流； (2)输入电动机的电功率； (3)电动机输出的机械功率． 答案(1)5 A (2)550 W (3)530 W 解析(1)由电路中的电压关系可得电阻R 的分压U R＝U－U V＝(160－110) V ＝50 V 通过电阻R 的电流I R＝U R ＝ R 50 10 A ＝5 A 即通过电动机的电流I M＝I R＝5 A. (2)电动机的分压U M ＝U V＝110 V
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输入电动机的功率 P (3)电动机的发热功率 P 电动机输出 (时间： 60 分钟) 题组一 电功和电功率 1．关于电功，下列说法中正确的有 ( ) A ．电功的实质是静电力所做的功 B ．电功是电能转化为其他形式度 C ．静电力做功 使 金 属导体 内的 自由电子运 动 的大 D ．电流通过电动机时的电功率和热功率相等 答案 AB 2．关于四个公式① P ＝UI ；② P ＝I 2 U W 2 R ；③ P ＝ ；④ P ＝ ，下列叙述正确的是 ( ) R t A ．公式①④适用于任何电路的电功率的计算 B ．公式②适用于任何电路的热功率的计算 C ．公式①②③适用于任何电路电功率的计算 D ．以上均不正确 答案 AB 解析 P ＝ UI 、 P ＝ W t 适用于任何电路的电功率的计算，而 P ＝I 2R 、P ＝ 2 的电功R 适用于任何电路的热功率的计算， P ＝ UI 、P ＝ 只适用于纯电阻电路的热功率的计B 正确． 3．两个精制阻，用锰铜电阻丝绕制而成，电阻标有“ 100 Ω，10 W ”和“ 20 Ω， 40 W ”，则它们的额定比为 ( ) A. 5∶ 5 B. 10∶ 20 C. 5∶ 10 D ．1∶ 2 000 答案 C 解析 由公式 P ＝ I 2R 得： I ＝ P R ，所以 I 1∶ I 2＝ 5∶ 10. 4．额定电压、额定功率均相同的电的时间．比较它们产生 ( ) A ．电风扇最多 B ．电烙铁最多 C ．日光灯最多 D ．一样多 答案 B 解析 在三种用电器中，只有电烙铁能将电能全部转化为内能，电风扇部分电能转化为机械 能，日光灯部.
课题焦耳定律 教学目标1、知道电流的热效应、焦耳定律、电热的利用和防止。 2、通过探究，知道电流的热效应与哪些因素有关。 重点、难点重点：焦耳定律、电热的利用和防止。难点：电流的热效应与哪些因素有关。 教学内容 一、知识点梳理复习 1、含义：电能转化成的内能（电流的热效应） 2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 3、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路) 对于纯电阻电路可推导出： ①串联电路中常用公式：Q= I2Rt 并联电路中常用公式：Q= U2t/R ②计算总热量常用公式Q 总= Q 1 +Q 2 （无论用电器串联或并联）
4、在电路中的特点：Q1/Q2=R1/R2 (串联与电阻成正比) Q1/Q2=R2/R1 （并联与电阻成反比） 5、当用电器为纯电阻时，W=Q（电能全部转化成内能）特例：电动机为非纯电阻，W>Q。 6、应用——电热器： ①定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。 ②原理：焦耳定律 ③组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。 ④优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。 7、防止：增大面积散热、利用小风扇散热。 二、练习 1、小明在科技实践活动中需要一只150Ω的电阻，可手边只有600Ω、200Ω、120Ω、80Ω、70Ω、30Ω的电阻各一只，他可用两只电阻联代用，也可用两只电阻联代用。 2、标有“220V40W”的电烙铁，接在220V的电源上，该电烙铁每分钟产生的热量是J，1h消耗的电能是kwh. 3、有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲>R乙，现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中，在相同时间内，通过两电炉的电阻丝的电流I甲I乙，两电炉的电阻丝放出的热量Q甲Q乙。（均选填“>”、“<”或“=”） 4、小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。将这个电热驱蚊器接在220V的电源上，100s内产生的热量是J。 5、一电热器电阻丝的电阻为120Ω，接在220V的电路中，要产生3.63×105J的热量，需通电min。 6、将一台“220V100W”的电风扇、一个“220V100W”的充电器、一把“220V100W”的电烙铁分别接到220V的电源上，在相同时间内，通电后产生热量最多的是（） A、电烙铁 B、充电器 C、电风扇 D、一样多 7、在相同时间内，电流通过电阻丝甲产生的热量比通过电阻丝乙产生的热量多，则下列说法正确的是（） A、甲的电阻一定大于乙的电阻 B、甲两端的电压一定大于乙两端的电压 C、甲中的电流一定大于乙中的电流 D、甲的实际功率一定大于乙的实际功率 8、把两个完全相同的电阻丝串联后接在电压为U的电源上，它们在时间t内产生的热量为Q1；若把它们并联起来接在同一电源上，在相同的时间内产生的热量为Q2，则 ( ) A、Q1∶Q2＝1∶4 B、Q1∶Q2＝4∶1 C、Q1∶Q2＝1∶2 D、Q1∶Q2＝2∶1 9、在验证焦耳定律的实验中，为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系，实验时应同时保持相同的物理量是（） A、通过它们的电流和加在两端的电压 B、通过它们的电流和它们的电阻 C、通过它们的电流和通电时间 D、通过它们的电流、加在它们两端的电压及通电时间 10、电熨斗通电生很烫，而连接电熨斗的导线却并不怎么热，这是因为（） A、导线不绝缘保护层，能隔热 B、导线散热快，所以温度低 C、通过导线的电流小于通过电熨斗的电流 D、导线电阻小产生的热量少
人教版初中物理九年级全一册第十八章《电功率》 第四节《焦耳定律》练习题 一、基础题 1、电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的。 2、在生活中，下列哪些用电器是利用电流的热效应工作的（） A、电水壶 B、电视机 C、电脑 D、电风扇 3、在“探究电热与电阻大小的关系”和“探究电热与电流大小的关系”这两个实验中，电流产生的热量我们无法用仪器直接测量，但由于液体具有热胀冷缩的性质，所以我们可以通过观察U型管中液面上升的高度来间接知道电流产生的热量的多少，这种探究方法叫法。除了这种探究方法，本实验中还应用到了法。 4、电熨斗通电后很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这是因为（） A、导线有绝缘保护层，能隔热 B、导线散热快，所以温度低 C、通过导线的电流小于通过电熨斗的电流 D、导线电阻小，产生的热量少 5、电流通过导体产生的热量跟成正比，跟导体的成正比，跟成正比。公式是。 6、某导体的电阻是2Ω，通过2 A 的电流时，1 min 产生多少热量? 二、基础提高题 1、下列情况中防止电热危害的是（） A.电视机背后有散热窗 B.家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次
C.家庭电路一般安装的保险丝。 D.大型爆破工程用电热引发炸药 2、一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是( ) A、45J B、220J C、2700J D、9900J 3、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=I2 Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B、根据Q=U2t／R可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 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，相同时间内产生热量越多 4、电风扇、白炽灯、电烙铁三个用电器都标有“220V 60W”字样，正常工作时，相同的时间内产生的热量（） A．电风扇最多B．白炽灯最多C．电烙铁最多D．三者一样多 5、以下用电器中，工作时能量转化的主要形式与其他三件不同的是( ) A、电炉 B、电熨斗 C、电风扇 D、电水壶 6、一只电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1 210Ω，它的额定功率有多大? 在额定电压下通电10min产生多少热量? 三、提高题 1、标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是J，通过电热器的电流是A，产生的热量是J。 2、照明灯泡上标有“PZ 220—100”字样，表明灯泡正常工作电压是V，接在220V电路上的功率是_______W，该灯泡正常发光时电流是_______A，灯丝电阻是_______Ω；若接在110v电路上时灯泡的发光功率是_______W。若实
课题：焦耳定律课时：第1课时课型：预习+展示学案编号：
3、电流的热效应是指电流通过导体时电能转化成_____能的现象，实 验表明，在电流相同的情况下，电阻较大的导体在一定的时间内产生的热量_____。 B组： 4、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________效应来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。 5、下列情况中不属于防止电热危害的是（） A．电视机的后盖有许多孔 B．电脑机箱内有小风扇 C．电动机外壳有许多散热片 D．冬天小明家使用电暖气取暖。 6、养鸡场有一台电热孵卵器，其电阻为110Ω，在额定电压下工作，通过孵卵器的电流是２A ，那么该孵卵器10s产生的热量为______Ｊ。C组： 7电热杯中电热丝的电阻为55Ω，额定电压为220V，正常工作时每分钟产生多少热量？ 8、当电热孵卵器的电阻丝通过电流是20A时，每分钟产生的热量是 ，则孵卵器电阻丝工作时的电阻为Ω。 9．一只电炉接在220伏的电路上时，用10分钟可把一壶水烧开，那么接在110伏的电路上时，同样把这壶水烧开所需要时间是( ) A．10分钟 B．20分钟 C．30分钟 D．40分钟 七、知识梳理：2分钟教 师 复 备 学 生 笔 记 栏 八、达标测评：（要求：独立完成相应题目后，对子组间互判打分，组长统计组内 平均分， 1题3分 2题2分） 1、电流通过导体产生的热量跟通过导体______________的平方成正比，跟导体的 ______________成正比，跟通电______________成正比。 2.一某导体的电阻是2?，通过2A的电流时，10s产生多少热量？ 九、学习反思：2分钟 课下作业 小红和小明分别用下图所示的装置，探究电流一定时，电流产生的热量与电阻的关系。 他们分别将两段阻值不同的电阻丝（）密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。（设他们所用的各种同类器材性能相同） （1）在这个实验中电流产生热量的多少是通过什么现象体现出来的？ ________________________________。 （2）他们同时开始进行实验，在a、b、c、d四个气球中，鼓起来最快的 是 。 （3）小红和小明的实验方案中有一个是错误的，是哪一个，为什么？ ________________________________。
中考物理复习焦耳定律 一．解答题（共12小题） 1．（2010?广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量_________（选填“相等”或“不等”）的_________（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与 _________的关系；实验中通过观察_________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择_________来进行实验． 2．（1999?绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中_________图的电路（填“a”或“b”）． 3．（2012?德州）小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．（1）实验中煤油吸热的多少是通过_________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时 间”）． （2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_________水的比热容．（选填“大于”或“小于”）． （3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是_________．（4）该实验中用到的研究物理问题的法是_________． 4．（2012?肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”． （1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉） （2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图可知：两电阻丝的阻值R a_________ R b（选填“＞”、“＜”或“=”） （3）通电一段时间后，a、b两温度计的示数如图（乙）所示，则b的示数是_________℃．由此可知：在相同的时间内，电流一定时，电阻越_________，它产生的热量越 _________． （4）若将图（甲）的电路改成图（丙）所示，通电一段时间后，_________温度计的示数较大．（选填“a”或“b”） 5．（2013?无锡）如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量_________（选填“相等”或“不相 等”）．当开关闭合后，_________（选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快． 6．（2013?甘孜州）小红和小芳想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中 的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大，两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度． （1）上述实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联，这样连接的目的是控制通过金属丝的_________和通电时间相同． （2）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高很快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越_________，产生的热量越多． （3）小红提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验．若烧瓶B的器材不变，她们除了把烧瓶A的煤油换成食用油外，还需更换烧瓶A中的金属丝．此外，为了能在