《焦耳定律》電功率PPT教學(xué)課件
第一部分內(nèi)容：知 識 管 理
1．電流的熱效應(yīng)
定 義：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。
應(yīng) 用：電爐、電熨斗、電飯煲、電熱毯。
2．焦耳定律
內(nèi) 容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟 電流的二次方_________成正比，跟導(dǎo)體的 電阻______成正比，跟 通電時間 ______ 成正比。
公 式：Q＝I2Rt，在純電阻電路中，電流做功使電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即電流所做的功全部用來產(chǎn)生熱量，那么W＝Q，則有公式W＝Q＝I2Rt＝UIt＝U2Rt＝Pt。
注 意：若電路中接入的是電爐、電烙鐵等“純電阻性”的用電器，當(dāng)電流通過時，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時消耗的電能與電熱相等，即W＝Q，可以用計算電能的公式計算電熱。當(dāng)電路中接入的是電動機時，消耗的電能中大部分轉(zhuǎn)化為機械能，電熱只占小部分，即W>Q，則只能用焦耳定律來求電熱。
3．電熱的利用和控制
利 用：制造電熱器，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的合金絲繞在絕緣材料上做成的。其優(yōu)點是：①清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染；②熱效率高；③可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。
控 制：裝風(fēng)扇和安散熱窗等加快散熱，防止電熱危害電器。
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焦耳定律PPT，第二部分內(nèi)容：歸 類 探 究
類型之一 探究焦耳定律
[2017•廣西柳州]小明用如圖甲和圖乙所示的實驗裝置分別探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻、電流的關(guān)系”。
(1)圖甲所示實驗中通過 溫度計示數(shù)的變化 來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。
(2)圖甲中，為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少，a、b兩瓶中要裝入初溫和 質(zhì)量相同的煤油，其中 a 瓶中煤油的溫度升高得快。
(R鎳鉻合金絲>R錳銅絲)
【解析】(1)兩電阻絲產(chǎn)生熱量的多少是通過溫度計示數(shù)的變化反映出來的。
(2)探究兩電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少時，應(yīng)控制煤油的質(zhì)量和初溫相同；由圖可知，此時電流相同，a的電阻要大于b的電阻，由焦耳定律可知，a產(chǎn)生的熱量多，溫度升高得快。
(3)若將燒瓶中裝水，則由Q＝cmΔt可知：相同質(zhì)量的水和煤油，吸收相同的熱量時，由于水的比熱容較大，溫度升高的度數(shù)少，溫度計的示數(shù)變化不明顯。
(4)在電阻和通電時間相同時，通過導(dǎo)體電流越大產(chǎn)生的熱量越多。
(5)為保證通過兩個電阻的電流總是相等，電阻串聯(lián)；同時保證了它們的通電時間也相等，導(dǎo)體中產(chǎn)生的熱量就只與電阻有關(guān)了，為此采用控制變量法；煤油吸熱的多少是通過溫度計示數(shù)的變化來反映的，這是采取的轉(zhuǎn)換法。
【方法歸納】探究實驗時：(1)首先分析各個電阻的連接方式，然后根據(jù)串聯(lián)、并聯(lián)電路的電流特點，結(jié)合歐姆定律的應(yīng)用分析。
(2)吸熱多少不能直接觀察，但液體溫度的變化可以通過溫度計示數(shù)的變化來反映，體現(xiàn)的是轉(zhuǎn)換思想。
類型之二 焦耳定律的應(yīng)用
[2018•山東臨沂]小明媽媽為奶奶買了一個電熱足浴盆，內(nèi)部由加熱系統(tǒng)和按摩系統(tǒng)兩部分組成。加熱系統(tǒng)的加熱電阻額定電壓為220 V，額定功率為605 W。問：
(1)小明幫奶奶泡腳時，向足浴盆中加入6 kg初溫為20 ℃的水，加熱系統(tǒng)的加熱電阻正常工作 15 min 將水加熱到40 ℃，此加熱過程中水吸收的熱量是多少？消耗的電能是多少？[c水＝4.2×103 J/(kg•℃)]
(2)當(dāng)小明家的實際電壓是200 V時，加熱電阻工作的實際功率是多少？
(3)足浴盆按摩系統(tǒng)中的電動機工作電壓是 12 V(按摩系統(tǒng)將交流電壓轉(zhuǎn)換為12 V)，工作電流為4 A，其電阻為0.5 Ω，電動機工作中因發(fā)熱損失的功率是多少？
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焦耳定律PPT，第三部分內(nèi)容：當(dāng) 堂 測 評
1．[2018•山東濰坊]最先精確確定電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間關(guān)系的物理學(xué)家是( B )
A．歐姆 B．焦耳
C．奧斯特 D．法拉第
2．[2018•湖南邵陽]將規(guī)格都是“220 V 180 W”的一臺電冰箱、一臺電腦和一床電熱毯，分別接入同一家庭電路中，若通電時間相同，則下列說法正確的是( C )
A．電冰箱產(chǎn)生的熱量最多
B．電腦產(chǎn)生的熱量最多
C．電熱毯產(chǎn)生的熱量最多
D．三者產(chǎn)生的熱量一樣多
3．[2018•廣東深圳]把兩根阻值相同的電熱絲串聯(lián)接入電路，燒開一壺水所用時間為t0，若將這兩根電熱絲并聯(lián)接入同一電路，則燒開同一壺水所需的時間為(不計熱量損失)(C)
A．t0 B．12t0
C.14t0 D．2t0
4．[2018•山東日照]利用甲、乙兩圖可以研究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟哪些因素有關(guān)。在保證各電路兩端電壓不變，通電相同時間后( C )
A．甲圖中，左右兩電阻發(fā)熱量之比為2∶1
B．甲圖中，左右兩電阻發(fā)熱量之比為1∶4
C．乙圖中，左右兩電阻發(fā)熱量之比為4∶1
D．乙圖中，若將右側(cè)容器上面的電阻拆除，右側(cè)發(fā)熱電阻的發(fā)熱量變?yōu)樵瓉淼?倍
5．[2018•遼寧遼陽]如圖所示實驗裝置，可用來探究通電時間相同時，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 電阻 的關(guān)系。將裝置接在電壓為3 V的電源上，通電2 min，電流通過電阻R2產(chǎn)生的熱量為 24 J。
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焦耳定律PPT，第四部分內(nèi)容：分 層 作 業(yè)
1．[2018•北京]下列用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是( A )
A．電暖氣
B．計算器
C．電視機
D．筆記本電腦
2．[2019•北京朝陽區(qū)]下列情況中，屬于防止電熱危害的是( D )
A．白熾燈泡
B．用電飯鍋煮飯
C．冬天用電暖氣取暖
D．電腦機箱內(nèi)有小風(fēng)扇
3．[2018•廣東深圳]如圖為“探究焦耳定律”的實驗裝置。兩個相同的燒瓶中密封初溫相同、質(zhì)量相等的煤油，通電一段時間后，右側(cè)玻璃管中液面比左側(cè)高。下列說法正確的是( D )
A．通過玻璃管中液面的高度判斷電流產(chǎn)生熱量的多少，這種方法是控制變量法
B．右側(cè)電阻絲的阻值比左側(cè)小
C．通過右側(cè)電阻絲的電流比左側(cè)小
D．該裝置用于探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與電阻大小的關(guān)系
4．[2018•四川瀘州]家用洗衣機的主要部件就是電動機，若一個洗衣機在220 V電路中正常工作時通過的電流為2 A，電動機線圈電阻為4 Ω，則每分鐘電流通過線圈產(chǎn)生的熱量為( A )
A．960 J B．7.26×105 J
C．2.64×104 J D．440 J
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