資源簡介

(共32張PPT)
第29課時 電熱及效率問題
01
課標解讀
1.通過實驗了解焦耳定律。能用焦耳定律說明生產、生活中的有關現象。
2.從能量轉化及轉移的角度認識效率。
02
知識點梳理
知識點
一
電流的熱效應
1.電流通過導體時產生的熱量與________________、________________
和__________有關。
2.焦耳定律：_________
導體的電阻大小
通過導體的電流
通電時間
3.實驗探究
探究____________________________，通過___________
_________________________________反映。
電流通過電阻產生熱量的多少
加熱質量相等的同種物質，物質升高溫度的多少
（1）電流產生熱量與電流大小關系（如圖甲所示）
通過__________________改變_______________________。
保持____________________相同。
（2）電流產生熱量與電阻大小關系（如圖乙所示）
將阻值______的電阻連入電路
通過將電阻____聯的方式保持電流和通電時間____同。
改變電阻兩端電壓
通過加熱電阻的電流大小
電阻大小、通電時間
不同
串
相
4.電能的輸送
遠距離輸電過程中，為了減少電能的損耗，輸電功率固定時，根據
________、_________，通過______輸電電壓，______輸電電流，達到減少
輸電過程總產生的熱量的目的。
5.電熱的利用及防止
升高
降低
考點
1
實驗探究
例1 [2024陜西西安模擬] 如圖所示是探究“電流通過導體時產生熱量與哪些
因素有關”的實驗裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣。
【名師點撥】 反映電阻產生熱量多少的轉換和對電流、電阻的控制是
解決本實驗問題的關鍵。
（1）實驗中通過觀察_________________來比較電流通過導體產生熱量的多少；
（2）圖甲中、 串聯，可探究電流產生的熱量與______的關系；
形管液面高度差
電阻
（3）乙裝置中的電阻的作用主要是使電阻和 中的電流______，為了
使實驗現象更明顯，可以將阻值換成更____的；若通過的電流為 ，
則通電，產生的熱量為_____ 。
不同
小
300
變式訓練1 [2024福建三明模擬] 某實驗小組在“探究影響電流通過電阻絲產
生熱量多少的因素”時，設計了如圖所示的電路，燒瓶中盛有質量、初溫均
相等的煤油，電阻絲 。
（1）為了在較短的時間內達到明顯的實驗效果，
選用煤油而不用水，主要是由于_______________
_____________；
煤油的比熱容小，溫度升高快
（2）實驗中煤油吸熱的多少是通過____________
_______來反映的；
溫度計示數的變化
（3）將該電路設計成串聯的目的是使通過甲、乙電阻絲的電流相同，通電
后，比較兩燒瓶中溫度計的示數，發現甲瓶中的溫度計示數升高得快，
由此得出的實驗結論是：___________________________________________
_____；
通電時間、電流相同時，阻值較大的電阻產生熱量多
（4）接下來繼續用該裝置探究電流通過電阻絲產生熱量多少與電流大小的
關系時，應調節滑動變阻器的滑片，使電路中的電流變大，通電______
（選填“相同”或“不同”，下同）時間，比較______電阻絲產生熱量的多少；
相同
相同
（5）小明提議利用該裝置改裝成“比較水和煤油的吸熱能力”的實驗。若保
持甲的器材不變時，他們除了把乙的煤油換成水外，還需要添加的測量工
具是______，目的是______________________。此外，為了能在通電一段
時間后，通過比較兩溫度計示數的大小來比較水和煤油的吸熱能力，他們
設計的實驗必須更換一個器材，使得滿足的條件還有_________。
天平
使煤油和水的質量相等
考點
2
電熱的利用和危害
例2 [2024貴州] 電流熱效應引發的用電事故屢屢發生，其中很多是由于電
路老化或電線選擇不規范所致。如家庭電線使用時間過長，會出現絕緣皮
老化脫落；空調等大功率用電器選用電線過細。請回答：
【名師點撥】 電路中的電流太大或者電阻太大都容易引起電路中產生
熱量過多引發安全事故。
（1）破損電線的金屬部分裸露在外容易發生觸電事故，若你發現有人觸電，
應立即采取什么措施？（寫出一條即可）
解：為了避免觸電事故擴大，當有人觸電時，應首先斷開電源，然后進行
救援，或使用絕緣的木棍等挑開電線進行救援；
（2）用焦耳定律說明大功率用電器連接細電線存在安全隱患的原因。
解：在家庭電路中，大功率用電器連接細電線時，電線的橫截面積較小，
電阻較大，且根據 可知，家庭電路電壓一定，使用大功率用電器，電
路電流過大，由 可知，細電線中電流產生的熱量較多，往往比別
處更容易發熱，引起火災。
變式訓練2 [2024黑龍江雞西] 電動汽車，綠色環保，在方便出行的同時也
存在安全隱患，多起火災是由于不規范充電引起的，為了安全，我們一定
要規范充電。如圖甲為某品牌電動汽車直流充電樁，充電電壓為 ，充
電時功率與儲能比 （電池當前儲能占充滿狀態儲能的百分比）的關系如
圖乙，在、、、 四段充電過程中，哪段過程最容易使導線升溫、
老化，甚至引起火災？說出你的理由。
解：由圖乙可知，段電功率最大，由 可知，電壓不變，電路中的電
流最大，由 可知導線中的熱量較多，使導線升溫、老化，甚至引
起火災。
知識點
二
能量轉化效率
1.效率 _ ________________
2.經常出現的效率問題
電能 內能：_______________ 內能 電能：_ ______________
電能 機械能：_ ________________ 機械能 電能：
_ _______________
機械能 內能：_ ________________ 內能 機械能：
_ _______________
太陽能 電能：_ _______________
考點
3
能量轉化效率相關計算
例3 [2024甘肅蘭州] 小亮用電熱水壺將質量為、初溫為 的水加
熱到 ，在只有電熱水壺工作的情況下，他觀察到家中標有“
”的電能表的指示燈在 內閃爍了144次，已知
。求：
【名師點撥】 生活中常用電器來加熱物體，屬于將電能轉化為內能。
（1）水吸收的熱量；
解：水吸收的熱量為
；
（2）電熱水壺的實際功率；
解：給水加熱過程中，電熱水壺消耗的電能是
，
電熱水壺的實際功率 ；
（3）電熱水壺的工作效率。
解：電熱水壺的工作效率 。
例4 如圖所示是某新能源電動公交車站及路線的設計方案圖，與站臺連接
的軌道有一定的坡度，某運營過程簡化為以下三個階段：
階段一：在 點啟動后先下坡，為節省時間及電能，每次發車時，蓄電
池只需要儲存 的電能，下坡時，電動公交車配備的能量回收裝置將機
械能轉化為電能，儲存在蓄電池中，轉化效率為 ，到達
坡底 點時，正好把公交車的蓄電池充滿；
階段二：從點處開始以的速度勻速行駛到達 點，此過
程的能量由消耗總電能的 轉化而來；
階段三：釋放總電能的用于公交車從點處上坡進站，最終在頂端
點停下。
【名師點撥】 新能源汽車利用電動機將電能轉化為機械能，同時又可
以通過電磁感應將機械能轉化為電能。
（1）求發車時，公交車儲存的電能 ；
解：下坡過程中充入的電能為 ，
則電池充滿時的能量為 ，
發車時，公交車儲存的電能為 ；
（2）求勻速行駛時：①公交車所受到的阻力 ；②使用的電能相當于完全
燃燒多少千克汽油所放出的熱量；（汽油的熱值 ，結果
保留兩位小數）
解：①勻速行駛時消耗的電能為
，
公交車以的速度勻速行駛 通過的路程為
，
由得，公交車所受到的牽引力為 ，
勻速行駛時，公交車所受到的阻力與牽引力是一對平衡力，大小相等，所
以公交車所受到的阻力為 ；
②由 得，使用的電能相當于完全燃燒的汽油的質量
;
（3）到站后，求需要充入的電能 。
解：到站后，電池剩余的能量為 ，
則需要充入的電能為
。
變式訓練3 [2024龍巖二檢] 2023年，在全球電動汽車銷量中，中國車企的
銷量占到了 。九年級物理興趣小組調查了解到某款新能源汽車滿載質
量為，當行駛速度為時，耗電總功率為 ，阻力約為
。該車以的速度勻速行駛 ，求：
（1）電動汽車消耗的電能；
解：電動汽車消耗的電能 ；
（2）電動汽車將電能轉化為機械能的效率。
解：電動汽車勻速行駛時 ，
電動汽車行駛路程 ，
牽引力做功 ，
電能轉化為機械能的效率 。
變式訓練4 如圖甲是小南家的電熱水壺，其
內部簡化電路如圖乙，已知 ，該
熱水壺有加熱與保溫兩個擋，加熱時功率是
，已知：外界大氣壓強為1個標準大
（1）加熱時電熱水壺的電阻；
解：當、都閉合時，被短路，電路為 的簡單電路，電路中的電阻最
小，由 可知，電功率最大，電熱水壺為加熱擋，
；
氣壓，水的比熱容 。求：
（2）保溫時通過電熱水壺的電流；
解：當閉合、斷開時，、 串聯，電路中的電阻最大，電功率最小，
電熱水壺為保溫擋，此時電路中的電阻
，
；
（3）將壺內的水從開始加熱 正好燒開，則加熱時電熱水壺
的熱效率。
解：1個標準大氣壓下水的沸點為 , 水正好燒開時吸收的熱量
，
用該壺正常加熱 消耗的電能
，
加熱時該水壺的熱效率 。

展開更多......

收起↑