資源簡介

(共24張PPT)
第十四單元　
電功率與生活用電
第32課時　焦耳定律
目錄
CONTENTS
課時思維建構
1
知識點梳理
2
課堂檢測
3
01
課時思維構建
02
知識點梳理
1. 電流的熱效應：電流通過導體時 能轉化為 能的現象。
2. 電熱的利用與防止
利用 電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等
防止 電視機后蓋的散熱孔、電腦上的微型散熱風扇等
電　
內　
易錯警示　各種用電器里都有導體，所以只要用電器通電，就會發熱。　
例1　下列用電器中利用電熱工作的是（　C　）
A. 抽油煙機 B. 洗衣機
C. 電熱毯 D. 電視機
【變式】下列事例中屬于防止電熱的是（　D　）
A. 用電暖器取暖 B. 用電烤箱烤食物
C. 用電熨斗熨衣服 D. 收音機外殼加散熱窗
C
D
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實驗：探究電流通過導體產生的熱量與什么因素有關
例2　如圖是探究“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初溫、質量相同的空氣。
（1）本實驗從能量轉化的角度分析，是在探究電能轉化為 能的規律。
（2）利用甲裝置可探究電流產生的熱量與 （選填“電流”或“電阻”）的關系，通電一段時間后，與 （選填“左”或“右”）側容器相連的U形管中液面的高度差較大。
內　
電阻　
右　
（3）觀察乙裝置發現 （選填“左”或“右”）側容器中導體產生的熱量較多。由此可知，在電阻和通電時間相同時，電流越 ，導體產生的熱量越多。該裝置 （選填“能”或“不能”）解釋“電爐絲熱得發紅，而連接它的導線卻幾乎不發熱”。
左　
大　
不能　
例2　如圖是探究“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初溫、質量相同的空氣。
（4）乙裝置中的電阻R3的作用主要是使電阻R1和R2中的電流 （選填“相等”或“不相等”），為了使實驗現象更明顯，可以將R3換成阻值 （選填“更大的”或“更小的”）電阻。
不相等　
更小的　
例2　如圖是探究“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初溫、質量相同的空氣。
（5）利用乙裝置實驗一段時間后，發現U形管左右兩側液面差相等，原因可能是
。
（6）利用乙裝置實驗一段時間后，發現右側U形管沒有液面差，原因可能是
。
R3斷路（合理即可）　
右側容器密封性不好（合理即可）　
例2　如圖是探究“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初溫、質量相同的空氣。
1. 焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟 成正比，跟導體的 成正比，跟 成正比。
2. 焦耳定律表達式：Q＝ （適用于所用電路）。
3. 焦耳定律推導式（適用于純電阻電路）：Q＝ （已知R＝），
Q＝ 　 t　（已知I＝），Q＝ （已知P＝UI，U＝IR）。
4. 電熱（Q）與電能（W）的關系：電流通過導體時，如果電能全部轉化
為內能，而沒有同時轉化為其他形式的能量，那么，電流產生的熱量Q就
等于消耗的電能W，即Q＝W。
電流的二次方　
電阻　
通電時間　
I2Rt　
UIt　
t　
Pt　
易錯警示　對于純電阻電路，電能全部轉化為內能，即W＝Q；對于有電動機的電路，有部分電能轉化為機械能，即W＞Q。　
例3 如圖是“3·15”晚會上曝光的劣質導線，不良商家為了降低成本，
將多芯銅導線的根數從國家標準的32根減為26根，導致導線橫截面積減
小。對于長度相等的標準導線和劣質導線，劣質導線的電阻
（選填“較大”或“較小”），若在通有相同電流的情況下，相同時間
內劣質導線產生的熱量 （選填“較多”或“較少”）。
較大　
較多　
例4　（2024·邵陽模擬）如圖所示，電源電壓保持3V不變，電阻R1＝
10Ω，R2＝20Ω。
（1）閉合開關S，通電100s電阻R1產生的熱量為多少？
解：（1）由圖可知，R1、R2串聯，
根據串聯電路的電阻特點可知，電路中的總電阻：
R＝R1＋R2＝10Ω＋20Ω＝30Ω，電路中的電流：I＝＝0.1A，
由Q＝I2Rt可知，通電100s電阻R1產生的熱量：
Q1＝I2R1t＝（0.1A）2×10Ω×100s＝10J。
解：（2）若將R2用一根導線代替，則電路為R1的簡單電
路，由Q＝t可知，通電100s電阻R1產生的熱量：
Q2＝t＝×100s＝90J。
例4　（2024·邵陽模擬）如圖所示，電源電壓保持3V不變，電阻R1＝
10Ω，R2＝20Ω。
（2）若將R2用一根導線代替，則閉合開關S，
通電100s電阻R1產生的熱量為多少？
【變式】（2024·臨沂改編）圖甲是一款能自動變形、萬向行走的坦克玩
具，其簡化電路如圖乙所示。該玩具的電源電壓為4.5V，閉合開關后，
“0.5V 0.2W”的指示燈正常發光，線圈電阻為0.5Ω的電動機正常工
作，則指示燈的燈絲電阻為 Ω，電動機工作5min產生的熱量
為 J。
1.25　
24　
例5　（2024·長沙）小明為爺爺設計了一款有“速熱”和“保溫”兩擋的
防寒服，內部電路簡化如圖所示。電源兩端電壓為6V，電熱絲R1、R2的
阻值恒定，R1＝4Ω。
（1）只閉合開關S1時，通過R1的電流是多大？
（2）只閉合開關S1時，R1的電功率是多少？
解：（1）只閉合開關S1時，電路為R1的簡單電路，則通過
R1的電流：I1＝＝＝1.5A。
解：（1）只閉合開關S1時，電路為R1的簡單電路，
則通過R1的電流：I1= = = 1.5A。
（2）只閉合開關S1時，R1的電功率：P1＝UI1＝6V×1.5A＝9W。
解：（2）只閉合開關S1時，R1的電功率：P1＝UI1＝
6V×1.5A＝9W。
例5　（2024·長沙）小明為爺爺設計了一款有“速熱”和“保溫”兩擋的防寒服，內部電路簡化如圖所示。電源兩端電壓為6V，電熱絲R1、R2的阻值恒定，R1＝4Ω。（3）電源兩端電壓為6V時，“速熱”擋的電功率為36W。若更換
成電壓為5V的電源，則使用“速熱”擋通電10s產生的熱量是多少？
解：（3）電源兩端電壓為6V時，同時閉合開關S1、S2，R1、R2并聯
接入電路，電路為“速熱”擋，此時電路中的總電流：I＝=＝6A，則通過R2的電流：I2＝I－I1＝6A－1.5A＝4.5A，R2的阻值：R2＝==Ω；電源兩端電壓為5V時，電路中的總電流：I'＝＋＝＋＝ 5A，由W＝UIt可知，通電10s產生的熱量：Q＝W＝U'I't＝5V×5A×10s＝250J。
03
課堂檢測
1.（2022·長沙）下列用電器與電蚊香加熱器工作原理相同的是（ C　）
A. 電風扇 B. 電視機 C. 電飯煲 D. 電冰箱
2. 下列事例，屬于防止電流熱效應產生危害的是（　D　）
A. 養雞場使用電熱孵化器孵小雞
B. 家里使用電熱水壺燒水
C. 小明媽媽用電熨斗熨衣服
D. 電腦溫度過高時，風扇會及時啟動，給電腦降溫
C
D
3.（2023·衡陽改編）如圖甲所示，電源電壓保持不變，小燈泡的額定電
壓為6V，閉合開關S后，當滑片從R的一端滑到另一端的過程中，小燈泡
的I－U關系圖像如圖乙所示。下列說法正確的是（　D　）
A. 電源電壓為9V
B. 小燈泡的額定功率為5W
C. 滑動變阻器的最大電阻為6Ω
D. 滑動變阻器阻值最大時，滑動變阻器
10s內產生的熱量為22.5J
D
4.（2022·益陽）隨著汽車的普及，車載電飯煲開始得到應用，人們能夠在車內隨時隨地做飯而不受場地的限制，更好地滿足了旅游個性化需求。如圖是某品牌車載電飯煲簡化后的電路原理圖，直流電源的電壓為12V，R1、R2均為電熱絲。當只閉合S1時是保溫擋，功率為96W；當S1、S2都閉合時為加熱擋，功率為300W。求：
（1）在加熱擋工作時，工作100s電路中消耗的電能。
（2）R1的阻值。
解：（1）在加熱擋工作時，工作100s電路中消耗的
電能：W＝P加t＝300W×100s＝3×104J。
（2）由電路圖可知，當S1、S2都閉合時，R2短路，
電路為R1的簡單電路，此時為加熱擋，則R1的阻值：R1= =＝0.48Ω。
解：（3）當只閉合S1時，電路處于保溫狀態，電路
為R1與R2的串聯電路，
電路中的電流：I＝＝8A，
此時R1的電功率：P1＝I2R1＝（8A）2×0.48Ω＝30.72W，
R2的電功率：P2＝P保－P1＝96W－30.72W＝65.28W。
4.（2022·益陽）隨著汽車的普及，車載電飯煲開始得到應用，人們能夠在車內隨時隨地做飯而不受場地的限制，更好地滿足了旅游個性化需求。如圖是某品牌車載電飯煲簡化后的電路原理圖，直流電源的電壓為12V，R1、R2均為電熱絲。當只閉合S1時是保溫擋，功率為96W；當S1、S2都閉合時為加熱擋，功率為300W。求：
（3）在保溫擋時，R2的電功率。

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