1、第十五章电能与电功率,15.4 探究焦耳定律,课前预习,1. 电流通过导体时都要发热，这种现象叫做电流的_.2. 在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出P=_.这个式子表明：电流一定时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成_比.3. 在并联电路中，由P=UI，I=UR，可以得出P=_. 这个式子表明：电压一定时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成_比.4.1840年，英国物理学家焦耳发现：电流通过导体时产生的热量跟_成正比，跟_成正比，还跟_成正比.5. 电热器是利用_的原理制成的. 电热有利有弊，家里的电热水器、电饭锅、电熨斗，养鸡场的电孵化器，都是利用_的例子；电视机后面和侧面都有
2、许多“小窗口”，它们的作用是_.,热效应,I2R,正,反,电流的平方,导体的电阻,时间,通电,电流的热效应,电热,散热,课堂演练,知识点1电流的热效应,典例精练【例1】下列图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是 ( ),1.下面生活用具中，不是利用电流的热效应工作的是 ( )A.电饭锅 B.电热水壶C.电风扇 D.电烤火箱,A,模拟演练,C,课堂演练,知识点2电流热效应跟电流、电阻的关系,典例精练,【例2】电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是 ( )A.通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B.导线的绝热皮隔热C.导线的电阻远小于电阻丝的电阻D.导线散热比电阻丝
3、快,【例3】采用如图15-4-1所示的电路装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”，接通电源，瓶内的空气被加热后膨胀，使U形管的液面发生变化.通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少.,C,课堂演练,(2)让实验装置冷却到初始状态，把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内，接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少.此时该装置是探究电流产生的热量跟_的关系，一段时间后电阻丝产生的热量_(填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多.,(1)上图所示的是探究_产生的热量跟电流的关系，通电一段时间_(填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多.,电流,左瓶,电阻,左瓶,课堂演练,2.下图中阻值为R的电阻丝，
4、用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上.闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是 ( ),模拟演练,D,3.如图15-4-2所示，将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封，用三段阻值不同的电阻丝（R1R2R3）分别给三个烧瓶中的空气加热，通电一段时间后体积变化最大的气球是 ( ),A.a B.b C.c D.三个相同,C,课堂演练,知识点3焦耳定律,典例精练,【例4】把一个电阻为44 的电炉接入电压为220 V的电路中，通电10 min产生的热量为_J.连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况.若接触不良，电流通过时产生的热量会更多,容易引起火灾.因为相比接触良好
5、时连接处的电阻_（填“更大”或“更小”）,6.6105,更大,课堂演练,【例5】如图15-4-3所示电路，灯泡L1、L2、L3分别标有“6 V 3 W”“6 V 3.6 W”“10 V 5 W”字样（不考虑温度对灯丝电阻的影响）.,（1）只闭合开关S1时，要使其中一只灯泡正常发光，另一只不烧坏，电源最大电压是_V，通电1 min灯泡L2产生的热量是_J.（2）如果电源电压为2.4 V，要使电流表示数最大，则应闭合开关_，电流表示数为_A.,11,150,S1、S2、S3,0.32,课堂演练,4.通过一根电阻丝的电流为2 A，通电1 min产生了2.64104 J的热量，它的电阻是 ( )A.6
6、6 B.6 600 C.110 D.220 ,模拟演练,5.图15-4-4中电源电压保持不变，灯泡标有“6 V 3 W”字样，当开关S闭合时，灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8 A，则电阻R=_，通电10 s，R产生的热量为_J.,C,20,18,课后作业,夯实基础,1.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QI2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B.根据QU2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少C.根据QUIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关D.根据QI2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多,D,2.某型号的电饭锅有
7、加热和保温两档，其原理如图15-4-5所示，以下说法正确的是( )A.开关S闭合时，电阻R1与R2串联B.开关S断开时，电阻R1与R2并联C.开关S闭合时为加热状态D.开关S闭合时为保温状态,C,课后作业,3.将阻值为40 的电阻丝接在电源两端，通电10 min，电流产生的热量是1.5103 J，若将阻值为10 的电阻丝接入同一电源的两端，通电20 min，电流产生的热量是 ( )A.1.2104 J B.3.75102 JC.7.5102 J D.6.0103 J,A,课后作业,4.某同学为了估测一个铭牌缺失的家用电热水壶正常工作时的电阻，将壶中装入1 kg 25 的自来水，按下开关后3 m
8、in水被烧开（假设热量完全被水吸收）.则该电热水壶正常工作时的电阻约为水的比热容为4.2103 J/(kg) ( )A.3 B.30 C.300 D.3 000 ,5.某电阻丝通过2 A电流时，在某段时间内产生的热量为Q.如果通过它的电流增大到6 A，在相同时间内产生的热量是 ( )A.3Q B.4Q C.6Q D.9Q,B,D,课后作业,6.如图15-4-6所示，电源电压为6 V，电阻R010 ，电流表量程为00.6 A，电压表量程为03 V，滑动变阻器上标有“20 0.5 A”字样.则当电路中电流最小时，2 min内电流通过电阻R0产生的热量是_J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的
9、最小阻值为_.,7.把一个标有“10 V 3 W” 的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12 V的电源上（如图15-4-7所示）.小灯泡恰能正常工作.通过计算回答:,（1）通过小灯泡的电流是多少? （2）串联在电路中的定值电阻的阻值多大?（3）该电路工作10 s定值电阻产生的热量是多少?,答案:(1)0.3 A (2)6.67 (3)6 J,48,10,课后作业,8.某型号电饭煲有加热和保温功能，如图15-4-8甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于_（填“保温”或“加热”）状态，如图15-4-8乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图象，则图中阴影部分面积表示的物理量是_，
10、其大小为_J.,能力提升,加热,电能,4.8105,课后作业,9.有一只电热水壶，其铭牌上标有“220 V1 210 W”的字样，不考虑温度对电阻的影响，水的比热容4.2103 J/(kg)，g取10 N/kg.求：（1）它正常工作时通过电阻丝的电流有多大？（2）它正常工作时电阻丝的电阻有多大？（3）当实际电压为200 V时，该电热水壶的效率为80%，在一标准大气压下将壶内1 kg的水由20 加热至沸腾，需要加热多少分钟？,解：（1）由P=UI可得，电热水壶正常工作时的电流I= = =5.5 A.（2）由I= 可得，电热水壶正常工作时的电阻R= = =40 .,课后作业,9.（3）在1标准大气压下水的沸点是100 ，则水吸收的热量Q吸=cm(t-t0)=4.2103 J/(kg)1 kg(100-20)=3.36105 J，当电压为200 V时，电热水壶的实际功率P实= = =1 000 W，由= 可得，消耗的电能W= = =4.2105 J，实际加热时间t= = =420 s=7 min.,
