第21讲　焦耳定律及其应用人教版中考物理

物理第21讲焦耳定律及其应用1．探究电热的影响因素考点一焦耳定律2.焦耳定律考点二电热的利用和防止原理电流的____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____可以方便地控制和调节温度示例电饭煲、电烙铁、电烤箱热高1．电热的利用——电热器2.电热危害及防止【特别提醒】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”。考点一电热计算【例1】(2015，泰州)某型号的电饭锅有两挡，其原理如图所示，电阻R1＝44Ω，当开关S闭合时，电饭锅处于高温挡，当开关S断开时，电饭锅处于焖饭、保温挡，焖饭、保温时电饭锅的功率为高温挡功率的0.02倍。求：(1)高温挡的功率；(2)焖饭、保温时电路中的电流；(3)电阻R2的阻值。考点一电热计算【答案】(1)P高＝U2R＝（220V）244Ω＝1100W(2)P保＝0.02P高＝22W，I保＝P保U＝22W220V＝0.1A(3)R总＝UI保＝220V0.1A＝2200Ω，R2＝R总－R1＝2200Ω－44Ω＝2156Ω【点拨】由题意，处于高温挡时只有R1接入电路，由P高＝U2R1可求得高温挡功率，由P保＝0.02P高＝UI，可求出保温时串联电路中的电流和R2阻值。【方法归纳】根据P＝U2R可知，在家庭电路电压一定时，接入的电阻越小，消耗的电功率越大，处于高温挡；反之处于低温挡，从而可以判断不同的加热挡位或可以设计不同的加热挡位。【易错易混】1．误认为额定电压、额定功率相同的用电器在相同时间内产生的电热相同。(不同的用电器在消耗相同的电能时，转化的内能不一定相同)2．在计算电动机这类非纯电阻用电器产生的电热时，错用公式Q＝W＝Pt＝UIt或Q＝W＝U2Rt进行计算。(只能用Q＝I2Rt计算产生的电热)考点一电热计算【例2】(2015，自贡)将规格都是“220V100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关说法正确的是()A．三个用电器产生的热量相同B．电风扇产生的热量最多C．电烙铁产生的热量最多D．电视机产生的热量最多C实验探究电流产生的热量与哪些因素有关1．探究方法：____法和__________法。2．选择加热物质的要求：物质种类_______、质量_______、初温_____。(均填“相同”或“不同”)3．被加热的物质选用空气的好处：利用空气的比热容____，效果明显且安全。4．电热丝的选择：根据探究要求，如果探究电热与电阻的关系，应选用阻值_______的电阻丝串联在电路中，若要探究电热与电流的关系，两电阻丝的阻值_______。(均填“相同”或“不同”)5．转换法的应用：通过气体或液体的膨胀程度(U形管两侧液柱高度差或液柱上升的高度或温度计示数)显示电热的多少。6．控制变量法的应用。7．实验结论。转换控制变量相同相同相同小不同相同实验探究电流产生的热量与哪些因素有关【例】(2015，衡阳)为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如图所示的甲、乙两种装置，他将两根阻值不同的电阻丝(R1＜R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。实验探究电流产生的热量与哪些因素有关(1)实验中通过观察____________________的变化来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。(2)甲装置可探究电流产生的热量与________的关系。(3)在装置甲、乙的两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与________的关系。(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与____(填气球字母标号)气球相通的电阻丝产生热量最多。气球的体积电阻电流C【点拨】甲图中，R1、R2串联，由Q＝I2Rt可知产生的电热QA＜QB，乙图R1、R2并联，由Q＝U2Rt可知产生的电热QD＜QC，在相同时间t内，甲、乙两图中QD＝U2R2t，QB＝U2（R1＋R2）2·R2t，QDQB＝U2R2×（R1＋R2）2U2R2·R2＞1，所以QD＞QB，QC＞QD＞QB＞QA，产生热量最多是与C气球相通的电阻丝。实验探究电流产生的热量与哪些因素有关【拓展设问】(5)若要探究电热与通电时间的关系，则应控制______和_______不变，使通电_______不同，从而进行实验。(6)王军若是向烧瓶中装入初温、质量相同的某种液体，将玻璃导管换成温度计，则通电后，通过观察___________________来比较电阻丝产生电热的多少，为使效果明显，应选用比热容较____(填“大”或“小”)的液体进行实验。电流电阻时间温度计上升的示数小请完成