焦耳定律
《焦耳定律》教学设计
江苏南京29中致远校区殷发金
一、教学目标
（一）知识与技能
1．能通过实例，认识电流的热效应。
2．能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律。
3．会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。
（二）过程与方法
体验科学探究过程，了解控制变量的物理方法，提高实验探究能力和思维能力。
（三）情感态度和价值观
会解释生活中一些电热现象，通过学习电热的利用与防止，学会辩证地看待问题。
二、教学重难点
电热是指电流做功把电能转化为内能，电热的大小与哪些因素这个实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。重点是研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，实验中要采用控制变量的方法。研究电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同，设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。研究电热与电流的关系的设计是一个难点，电阻相同改变电流，可以利用并联分电流的思想，也可以两个电路来完成。
焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少，它与电功有联系也有区别。电功是指电流做功，可以把电能转化为各种形式能，而电热只是电功的一部分。只有在纯电阻电路中，这两个量才相等。
重点：通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系，并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。
难点：对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。
三、教学策略
电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程，不同的用电器转化成不同形式的能量。本节研究的是把电能转化为内能多少，生活中的用电器工作时都伴有热的现象，用此引入电流的热效应，从电炉丝与连接的导线入手，提出问题，学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时，要利用到控制变
量的方法。研究电热与电阻的关系要比研究电热与电流关系思维难度上略低一些，体现了从简入难的层次性。设计实验时结合了电路的特点，利用串联电路使两电阻的电流相等，利用分电压的方法使两电阻的电流不相等。
电热与电功的联系与区别，可以通过公式推导的方法得出在纯电阻电路中Q=W，在非纯电阻电路中，电热只是电功的一部分。也可以从能量转化的角度来比较电热与电功，电热是指把电能转化为内能，而电功是把电能转化为其它形式的能，电热只是电功的一部分。
四、教学资源准备
校园局域网、多媒体课件整合网络、家庭电路演示板（含电能表）、功率不同的用电器（如热得快和白炽灯）、电源、开关、导线、规格已知的小灯泡、滑动变阻器等。
五、教学过程
焦耳定律经典练习题答案详细讲解
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
焦耳定律(讲义)
焦耳定律（讲义） 一、知识点睛 1.电流的热效应：电流通过导体时，电能转化为_____的现象。 2.焦耳定律： 电流通过导体产生的热量跟____________成正比，跟________成正比，跟__________成正比。这个规律叫做焦耳定律。 公式：________________。 单位：Q：______ I：_______ R：_______ t：_______ 3. 用电器类型能量转化消耗的电能 （W电） 电流产生的 热量（Q） 关系 纯电阻电能→内能 非纯电阻电能→机械能+内能 注：欧姆定律的使用范围仅限于纯电阻电路。 二、精讲精练 1.电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这 是主要是因为（） A．导线的绝缘皮隔热 B．导线散热比电烙铁快 C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流 D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻 2.两个电阻阻值分别为R1=10Ω，R2=20Ω，把他们串联起来接入电路中，在相同时 间内，R1和R2的产生的热量之比为（） A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1 3.如图所示的四个电路中，电源两端的电压相同且保持不变，已知电阻R1和 R2的阻值大小关系为R1＜R2，相同时间内产生热量最多的是（） A．B．
C．D． 4.将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接 入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是（） 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 5.（双选）如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验 装置，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面的高度的变化反应 密闭空气温度的变化，下列说法正确的是（） A．该实验装置是为了探究电流产生的热量与电流的关系 B．将左边容器中的电阻丝换成10Ω的电阻丝后，就可以探究 电流产生的热量与电阻的关系 C．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大 D．该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反应电阻丝 第5题图放出热量的多少的 6.某导体的电阻是10Ω，通过4A的电流时，1h产生多少焦耳的热量？ 7.一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5分钟内产生所少热量？ 8.一只额定功率是800W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？
焦耳定律经典练习题(含答案详解)
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．
第二章 5 焦耳定律—人教版高中物理选修3-1讲义
5焦耳定律 一、电功和电功率 1.电功 (1)电功是指电路中静电力对定向移动的电荷所做的功，电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程. (2)电功的计算公式：W＝IUt. 单位：焦耳，符号为J. 常用的单位：千瓦时(kW·h)，也称“度”，1 kW·h＝3.6×106 J. 2.电功率 (1)定义：单位时间内电流所做的功. (2)公式：P＝W t＝UI. (3)单位：瓦，符号：W. (4)意义：表示电流做功的快慢. 二、焦耳定律 1.焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻及通电时间成正比. (2)表达式：Q＝I2Rt. 2.热功率 (1)定义：单位时间内的发热量称为热功率. (2)表达式：P＝I2R. 3.纯电阻电路与非纯电阻电路 (1)纯电阻电路：电流通过纯电阻电路做功时，电能全部转化为导体的内能. (2)非纯电阻电路：含有电动机或电解槽的电路称为非纯电阻电路.在非纯电阻电路中，电流做的功将电能除了转化为内能外，还转化为机械能或化学能. (3)电功和电热的计算公式比较
电功和电功率 W ＝UIt ＝I 2 Rt ＝U 2 R t P 电＝UI ＝I 2R ＝U 2 R W ＝UIt P 电＝UI 电热和热功率 Q ＝I 2 Rt ＝UIt ＝U 2 R t P 热＝I 2 R ＝UI ＝U 2 R Q ＝I 2Rt P 热＝I 2R 电功和电热关系 W ＝Q W ＝Q ＋E 其他＞Q 电功率和热功率关系 P 电＝P 热 P 电＝P 热＋P 其他＞P 热 欧姆定律是否适用 I ＝U R ，适用 U ＞IR ，不适用 (1)W ＝UIt 是电功的计算式，P 电＝UI 是电功率的计算式，适用于任何电路. Q ＝I 2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R 时在t 时间内产生的热量，P 热＝I 2R 是热功率的计算式，可以计算任何电路的热功率. (2)只有在纯电阻电路中才有W ＝Q ，P 电＝P 热而在非纯电阻电路中W ＞Q ，P 电＞P 热. (3)在纯电阻电路中，由UIt ＝I 2Rt 得I ＝U R ，即欧姆定律成立；在非纯电阻电路中UIt ＞I 2Rt 知U ＞IR ，即欧姆定律不成立. 5.电动机的功率和效率 (1)电动机的输入功率指电动机消耗的总功率：P 入＝UI . (2)电动机的热功率是线圈上电阻的发热功率，P 热＝I 2r . (3)电动机的输出功率是指电动机将电能转化为机械能的功率，P 出＝IU －I 2r . (4)电动机的效率：η＝P 出P 入 ＝IU －I 2r IU . 1 规格为“220 V 36 W”的排气扇，线圈电阻为40 Ω，求： (1)接上220 V 的电压后，排气扇转化为机械能的功率和发热的功率； (2)如果接上电源后，扇叶被卡住，不能转动，求电动机消耗的功率和发热的功率. 2 如图所示，有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标有“110 V 60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V 的直流电路两端，灯泡正常发光，则( )
初中物理焦耳定律计算
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：
初中物理九年级第十八章焦耳定律和电功率综合讲义
授课内容 C-焦耳定律 C-电路类型 T-电功率检测 星 级 ★★★ ★★★ ★★★ 教学目的与目标 1、能根据焦耳定律解决电热综合题； 2、能在实际电路中选择合适公式解题； 一、探究电热的影响因素 1、提出问题：电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？ 2、猜想与假设：电流通过导体时产生热的多少跟______________________因素有关。 3、设计实验： 电流通过导体时产生的热量与电阻的关系要控制___________相等。 电流通过导体时产生的热量与电流的关系要控制___________相等。 4、进行实验： （1）电流通过导体时产生的热量与电阻的关系：在____相同时，电阻越大，电阻产生的热量_____。 （2）电流通过导体时产生的热量与电流的关系：在_____相同时，电流越大，电阻产生的热量___。 5、分析论证、得出结论： 结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件下，______________________________________ 结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下，_______________________________ 。 结论3. 在通电电流和电阻相同的条件下，_____________________________。 二、焦耳定律 1、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。 2、公式： Q=I 2Rt 3、当电流做的功全部转化为内能时： 由于 W=UIt ，U=IR 所以UIt W Q ==Rt I t R U 22 == 问题：电吹风工作时，消耗了1000J 的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J 吗？ 知识点睛 C —焦耳定律
焦耳定律实验典型例题含答案及解析
中考物理复习焦耳定律 一.解答题(共12小题) 1.(2010?广西)如图就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分别以串联与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就是图中_________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就是通过_________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,就是因为煤油的比热 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就是_________. (4)该实验中用到的研究物理问题的法就是_________. 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
1.讲义(精简版)-高中焦耳定律(有答案).
第05节 焦耳定律 【知能准备】 1.电流做功的多少等于 转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对 的 力在做功，电荷的 减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。 2.电流通过用电器时把 能全部转化为 能，这样的电路叫做纯电阻电路。 【同步导学】 1.电功和电功率 （1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。 （2）W= qU=UIt 是电功的普适式，P= UI 是电功率的普适式，适用于任何电路。 2.焦耳定律和热功率 （1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度. （2）Q=I 2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R 时在t 时间内产生的热量（电热）；P=I 2R 是热功率的计算式， 3.电功和电热 （1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，电烙铁、白炽灯泡等。 这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W=UIt=I 2 Rt=t R U 2.同理P=UI=I 2 R=R U 2. （2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难 以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等.这时电路消耗的电能，即W=UIt 分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q=I 2R t （电枢的电阻生热）.这里W=UIt 不再等于Q=I 2Rt ，应该是W=E 其他＋Q. （3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt=I 2R t=t R U 2 ； 在非纯电阻电路中，电功大于电热，W>Q ，这时电功只能用W=UIt 计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。 1．一只普通的家用照明白炽灯泡正常发光时，通过它的电流值与下列哪一数值较为接近( ) A ．20 A B ．2 A C ．0.2 A D ．0.02 A 解析：普通的家用照明白炽灯泡正常发光时，其功率一般为几十瓦，根据P ＝UI ，可得I ＝P U ，显然电流值 与0.2 A 最接近． 答案：C 2．如图所示，图中画出了RA 、RB 、RC 三个电阻的伏安特性曲线．将这三个电阻并联后接在电路中，其中消耗电功率最大的是： A ．RA B ．RB C ．RC D ．条件不足，无法确定
初中物理焦耳定律中考精选试题含答案
焦耳定律 1．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(C) 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 ．导线散热比电阻丝快 2．通过一根电阻丝的电流为2 A ，通电1 min 产生了2.64×104 J 的热量，它的电阻是(C) A ．66 Ω B ．6 600 Ω C ．110 Ω D ．220 Ω 3．某导体的电阻是10 Ω，通过3 A 的电流时，1 min 产生的热量是5__400J.请列举一个生产或生活中利用电流热效应的例子：电饭锅． 4．甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联后接在电压为8V 的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5 A ，此时乙灯泡1 min 消耗的电能是180J. 5．采用如图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． (1)如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系，通电一段时间左瓶(填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多． (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电阻的关系，一段时间后电阻丝产生的热量左瓶(填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多． 6．某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)．已知R 1＝44 Ω，R 2＝2 156 Ω. (1)开关S 置于2(填“1”或“2”)挡时是高温烧煮档，它的功率是多大？ (2)保温焖饭时电路中电流是多少？10 min 产生的热量是多少？ (3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施． 解：(1)P 高温＝U 2R 1＝（220 V ）244 Ω ＝1 100 W (2)I ＝U R 1＋R 2＝220 V 44 Ω＋2 156 Ω ＝0.1 A Q ＝W ＝UIt ＝220 V×0.1 A×600 s ＝1.32×104 J (3)P 保温＝UI ＝220 V×0.1 A ＝22 W R 总′＝U 2 P 保温×（1＋10%）＝（220 V ）222 W×110%＝2 000 Ω R 2′＝R 总′–R 1＝2 000 Ω－44 Ω＝1 956 Ω 将R 2换成阻值为1 956 Ω的电阻 整合集训 1．下列用电器均标有“220 V 100 W”，在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是(A) A ．电热水袋 B ．电视机 C ．电风扇 D ．白炽灯 2．某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系，设计了如下电路图，其中正确的是(B) 3．如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t 秒后(两容器都不向外放热)，下列说法正确的是(C) A ．两容器中电阻产生的热量相同 B ．右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍 C ．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍 D ．右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍 4．如图所示电路，电源电压恒为6 V ，定值电阻R 1为10 Ω，滑动变阻器R 2的规格为“20 Ω 0.5 A”，电压表量程为0～3 V ，电流表量程为0～0.6 A ．则(C) A ．电压表测量的是电阻R 1两端的电压 B ．当变阻器R 2的滑片P 向左移动时，电压表的示数变小 C ．为了保证电路中各元件安全工作，变阻器R 2接入电路的阻值范围是2～10 Ω D ．当变阻器R 2接入电路中的阻值是8 Ω时，通电1 min 电阻R 1产生的热量是53.3 J 5．李师傅帮助学校设计了一台电保温箱，保温箱电阻丝的阻值是40 Ω，当电阻丝通过5 A 电流时，30 s 内产
中考物理焦耳定律的应用问题-经典压轴题及详细答案
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，则（） A．甲的电阻一定比乙的小B．通过甲的电流一定比乙的小 C．甲两端的电压一定比乙的小D．甲消耗的电功率一定比乙的小 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 由焦耳定律可知电热丝产生的热量与电流大小、电阻大小和通电时间有关。 ABC．仅知道通电时间相同、电热丝甲放出的热量少，不能直接判定电阻、电流与电压的大小，故ABC不符合题意； D．在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量少，即电热丝甲消耗的电能较少， 根据 W P t 可知，甲的功率小，故D符合题意。 故选D。 2．有许多重大火灾都是因用电线路连接处接触不良所造成的，当线路连接处接触不良时，该处的电阻将_____（减小／增大／不变），在该接触处就会局部过热引起升温，接触处的电阻又将随着温度的升高而_____（减小／增大／不变），从而形成电热的逐步积累和恶性循环，以致引发火灾． 【答案】增大增大 【解析】 【分析】 【详解】 当线路连接处接触不良时，该处的电阻会增大；利用焦耳定律分析接触处局部过热，而金属电阻的阻值随温度升高而增大，据此分析．电路连接处与原来相比，由于接触不好，电流通过时受到的阻碍作用增大，因此电阻增大；连接处相对于其他地方电阻增大，根据焦耳定律Q=I2Rt，在电流相同、时间相同的情况下产生了更多的热量，因此导致局部温度升高，而金属导线的电阻随温度的升高而增大，电阻增大，产生的热量更多，温度升得更高，以致恶性循环引发火灾． 3．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.
第8章 第1讲 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率—2021届高中物理一轮复习讲义(机构)
1 第八章 恒定电流 第1讲 电阻定律 欧姆定律 焦耳定律及电功率 【教学目标】1、会利用电阻定律、欧姆定律进行相关的计算与判断； 2、会用导体伏安特性曲线I －U 图象及U －I 图象解决有关问题 【重、难点】部分电路欧姆定律、电阻定律的应用 【课前小测】 1．三个电阻之比R 1∶R 2∶R 3＝1∶2∶5，将这三个电阻并联，则通过这三支路的电流之比I 1∶I 2∶I 3为（ ） A ．1∶2∶5 B ．5∶2∶1 C ．10∶5∶2 D ．2∶5∶10 2．（多选）电阻R 1、R 2、R 3串联在电路中．已知R 1＝10 Ω、R 3＝5 Ω，R 1两端的电压为6 V ，R 2两端的电压为12 V ，则（ ） A ．电路中的电流为0.6 A B ．电阻R 2的阻值为20 Ω C ．三只电阻两端的总电压为20 V D ．电阻R 3两端的电压为4 V 3．（多选）如图所示，图线1表示的导体的电阻为R 1，图线2表示的导体的电阻为R 2，则下列说法正确的是（ ） A ．R 1∶R 2＝3∶1 B ．通过R 1、R 2电流大小相等时，电压之比为1∶3 C ．R 1∶R 2＝1∶3 D ．R 1、R 2两端电压相等时，流过R 1、R 2电流之比为1∶3 4．小灯泡灯丝的电阻随温度的升高而增大，加在灯泡两端的电压较小时，通过灯泡的电流也较小，灯丝的温度较低．加在灯泡两端的电压较大时，通过灯泡的电流也较大，灯丝的温度较高．已知一只灯泡两端的电压为1 V ，通过灯泡的电流为0.5 A ；灯泡两端的电压为3 V 时，通过灯泡的电流是
2 1 A ，则灯泡两端电压为 2 V 时，通过灯丝的电流可能是（ ） A ．0.5 A B ．0.6 A C ．0.8 A D ．1 A 5．如图所示的电路中，U ＝8 V 不变，电容器电容C ＝200 μF ，R 1∶R 2＝3∶5，则电容器的带电荷量为（ ） A ．6×10－3 C B ．1×10－3 C C ．6×10－4 C D ．1.6×10－ 3 C 【知识梳理】 一、电流的概念及表达式 1．电流形成的条件：（1） ；（2） ． 2．电流 （1）定义式：I ＝________； ① q 是某段时间内通过导体横截面的电荷量． a ．若是金属导体导电，则q 为自由电子通过某截面的电荷量的总和． b ．若是电解质导电，则异种电荷反向通过某截面，q ＝|q 1|＋|q 2| ② 带电粒子的运动可形成等效电流，如电子绕原子核的运动、带电粒子在磁场中的运动，此时 I ＝q T ，q 为带电粒子的电荷量，T 为周期． （2）国际单位： ，符号是 。其他常用单位： 、 。 （3 ）方向：电流是标量，为研究问题方便，规定正电荷定向移动的方向为电流的方向．在外电路中电流由电源正极到负极，在内电路中电流由电源负极到正极． （4）微观表达式：假设导体单位体积内有n 个可自由移动的电荷，电荷定向移动的速率为v ，电荷量为q ，导体横截面积为S ，则I = 。 3．电流的分类：
初中物理焦耳定律
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A: 根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B: 根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少 C: 根据可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关 D: 根据 可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 3、下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）。 A: 笔记本电脑 B: 电冰箱 C: 电风扇 D: 电暖器 总结：电流通过任何导体时都会放出热量产生热效应。 利用电热的例子：热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 防止电热的例子：电视机外壳的散热窗；计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 考点二：焦耳定律的计算 一）例题解析 1、将规格都是“ ”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,下列有关说法中,错误的是( ) A. 三个电器产生的热量一样多 B. 电流通过三个电器做功一样多 C. 三个电器消耗的电能一样多 D. 电烙铁产生的热量最多 方法总结： 对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q ＝W ），这时以下公式均成立 t R U UIt Rt I Pt Q 2 2 ==== 非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q 时只能用Q ＝I 2Rt 。 二）相关知识点讲解、方法总结 ● 对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（Q ＝W ），这时以下公式均成立 t R U UIt Rt I Pt Q 2 2 ==== ● 对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q 时只能用Q ＝
C.把电阻丝两端电压减小到原来的一半 D.将通过电阻丝的电流减半 考点三：探究电流热效应实验 1)例题解析 1、如图的装置可用来定性研究_____定律。将电阻R甲与R乙（R甲＞R乙）串联在电路中是为了使时间和 _____相同，通过温度计示数的变化可以比较_____的多少。 2)相关知识点讲解 探究电流的热效应 【实验器材】（如下图）烧瓶（三个烧瓶中放入等量的煤油）、温度计、铜丝、镍铬合金丝、电源。 【实验步骤】 ①如下图中的左图，在两瓶中分别浸泡铜丝、镍铬合金丝。 ②将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上。 ③通电一段时间后，比较两瓶中煤油的温度变化。 在通电时间相同的情况下，分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流（下图中的右图），观察什么情况下产生的热量多。 【实验结论】
焦耳定律经典练习题一
焦耳定律同步练习一 一、填空题 1. 电流通过导体要产生热量，这种现象叫电流的____________。 2. 焦耳定律的表达式Q=______________，若电路中只有电热器、电阻或电阻丝等纯电阻电路，电流产生的热量还可以利用公式Q=W_________ = __________ = ___________计算。 3. 电阻R1=6Ω，R2=12Ω，并联接到电压为6V的电源上，通过R1的电流是________A，通电5min 电流在R2上产生的热量是_________J。 4. 电阻R1=6Ω，R2=12Ω，串联接到电压为6V的电源上，通过R1的电流是________A，通电5min 电流在R2上产生的热量是_________J。 5. 某电饭煲标有的字样“220V 880W”，正常工作时电阻是________Ω，正常工作时的电流是_______A，通电10min电饭煲产生的热量是___________J。 6. 小明家的电能表上标有“600revs/（kW?h）”的字样，她把家中其它用电器都与电源断开，仅让电水壶单独工作，观察到1min内电能表的表盘转过18圈，则该电水壶在1min内消耗______ kW?h 的电能，产生的热量是_______J，它的电功率为____ kW． 7. 电热器是利用电流的___ 来工作的．某发热元件的阻值为420Ω，通过的电流为1A，10min 产生的热量是_ J，这些热量能2kg的冷水温度升高_____℃．[水的比热容为×103J/（kg?℃）]．8. 标有“220V2000W”的电热水器容量50L，当电热水器装满水时，水温升高1℃吸收的热量是______J．若电热水器的效率为%，电热水器正常工作时水温升高1℃需加热的时间是______min．[水的密度为×l03kg/m3，水的比热容为×l03J/（kg?℃）]． 9. 一个额定功率为1000W的电热水壶装有初温为20℃的水．正常工作将水烧开（100℃）所用时间为9min，则水吸收的热量为_____ J，该电热水壶的效率为_____ （计算结果保留两位小数）．已知水的比热容为×103J/（kg?℃）． 二、选择题 10. 下列图中所示的家用电器，利用电流的热效应工作的是 ( ) A．电暖器B．洗衣机 C．电风扇D．电视机
个性化讲义之焦耳定律(附录答案)
学科：物理学段：学生姓名教师联系电话：教学内容焦耳定律 教学目标1、理解用电器的作用是把电能转化为其他形式的能，会计算电流所做的功与电功率． 2、知道焦耳定律，会根据焦耳定律计算用电器产生的电热． 3、知道纯电阻电路与非纯电阻电路的差别，会结合实际问题区分电功和电热 教学重、难点1、探究焦耳定律实验的细节关注 2、相同电压下不同阻值产生的电热分析 3、各类生活电器产生热量的简易计算和处理 知识点一：公式和变形 同一公式中的物理量必须对应同一导体或同一段电路。 知识点二：焦耳定律 例1：小明和小红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)通过观察＿＿＿＿＿＿＿＿来判断电流产生的热量的多少。 (2)图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与＿＿＿＿＿＿＿＿的关系。 (3)根据法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的、保持相同。 (4)小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是。 A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值 C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容 (5)实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。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。
变式训练1：.小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。装置中除了R甲＞R乙外，其余条件均相同。 （1）将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的________及通电时间相等。实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越______。 （2）小靖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。若保持甲的器材不变时，他们除了把乙的煤油换成食用油外，还需更换乙的_________。此外，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的大小来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有____________________。 变式训练2：在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R1>R2。 （1）烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较(选填“大”或“小”)。开关接在干路，是为了控制相同。 （2）闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快。则B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量（选填“多”或“少”）。 由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越（选填“多”或“少”）。 （3）电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的。由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要（选填“长”或“短”）一些。 例2：电炉工作时，电炉丝与导线是联的，通过它们的电流相等。根据定律，在相同情况下，电流通过导体产生的热量跟电阻成。电炉丝的电阻比导线大，因此产生的热量，所以电炉丝比导线热 变式训练1：．电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为( ) A．导线的绝缘皮隔热 B．导线散热比电烙铁快 C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流 D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻 例3．两个电阻R1和R2，且R1＜R2，把它们接到同一电源上，要使相同时间内产生的热量最多，就应该（）A．只用R1B．只用R2 C．R1和R2串联D．R1和R2并联 变式训练1．将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值为10Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电10min，电流产生的热量是（） A．1.5×103J B．3.75×103J C．7.5×103J D．6.0×103J
#焦耳定律练习题(含答案)
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（ ）
初中物理 焦耳定律 中考精选试题含答案
焦耳定律 1．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(C) 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 ．导线散热比电阻丝快 2．通过一根电阻丝的电流为2 A ，通电1 min 产生了2.64×104 J 的热量，它的电阻是(C) A ．66 Ω B．6 600 Ω C．110 Ω D．220 Ω 3．某导体的电阻是10 Ω，通过3 A 的电流时，1 min 产生的热量是5__400J.请列举一个生产或生活中利用电流热效应的例子：电饭锅． 4．甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示，将甲、乙两灯泡串联后接在电压为8V 的电源两端时，甲灯泡中通过的电流为0.5 A ，此时乙灯泡1 min 消耗的电能是180J. 5．采用如图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． (1)如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系，通电一段时间左瓶(填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多． (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电阻的关系，一段时间后电阻丝产生的热量左瓶(填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多． 6．某型号的电饭锅有两挡，分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡，其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位)．已知R 1＝44 Ω，R 2＝2 156 Ω. (1)开关S 置于2(填“1”或“2”)挡时是高温烧煮档，它的功率是多大？ (2)保温焖饭时电路中电流是多少？10 min 产生的热量是多少？ (3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%，请通过计算具体说明改进措施． 解：(1)P 高温＝U 2R 1＝（220 V ）2 44 Ω ＝1 100 W (2)I ＝U R 1＋R 2＝220 V 44 Ω＋2 156 Ω＝0.1 A Q ＝W ＝UIt ＝220 V×0.1 A×600 s＝1.32×104 J (3)P 保温＝UI ＝220 V×0.1 A＝22 W R 总′＝U 2P 保温×（1＋10%）＝（220 V ）222 W×110% ＝2 000 Ω
焦耳定律经典练习题含答案详解图文稿
焦耳定律经典练习题含 答案详解 集团文件版本号：（M928-T898-M248-WU2669-I2896-DQ586-M1988）
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＝I2r＝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＝I2Rt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＝I2M 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＝I2R；③P＝U2 R ；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＝I2R、P＝ U2 R 只 适用于纯电阻电路的电功率的计算，故A正确，C错误．P＝I2R适用于任 何电路的热功率的计算，P＝UI、P＝U2 R 只适用于纯电阻电路的热功率的计 算，故B正确．