第二章第5节焦耳定律

第5节 焦耳定律

1.知道并理解电功、电功率的概念，并能利用公式进行有关计算．

2.弄清

电功与电热、电功率与热功率的区别和联系． 3.知道纯电阻电路和非纯电阻电路的特点和区别．

, [学生用书P48])

一、电功和电功率

1．电功 (1)定义：电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压U 、电路中的电流I 和通电时间t 三者的乘积．

(2)公式：W ＝IUt .

(3)国际单位：焦，符号为J.

(4)意义：电流做功的过程是电能转化为其他形式的能的过程，电流做了多少功，就有多少电能转化为其他形式的能．即电功是电能转化为其他形式的能的量度．

2．电功率

(1)定义：单位时间内电流所做的功．

(2)公式：P ＝W

t ＝IU ．

(3)单位：瓦，符号：W.

(4)意义：表示电流做功的快慢．

1．(1)电流做功的实质是电场力对电荷做功．( ) (2)kW ·h 也称“度”，是电功率的单位．( ) (3)电功率越大，表示电流做功越多．( )

提示：(1)√ (2)× (3)× 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)公式：Q ＝I 2Rt ．

(3)适用范围：任何电路．

2．热功率

(1)定义：单位时间内产生的电热． (2)公式：P ＝Q

t ＝I 2R ．

2．(1)电功一定等于电热．( )

(2)电动机消耗了电能，一部分转化为机械能，一部分转化为线圈内阻上的电

热．( )

(3)焦耳定律最初是焦耳用实验直接得到的．( ) 提示：(1)× (2)√ (3)√

知识点一 电功、电功率和电热、热功率的理解及计算 [学生用书P48]

电阻、电炉丝、白炽灯电动机、电解槽(1)分配规律：各电阻上的电功率与电阻成正比，即P 1P 2＝R 1R 2，P n P 总＝R n

R 总.

证明：串联电阻各部分电流相同，

由P ＝I 2R 知P 1＝I 2R 1，P 2＝I 2R 2，P n ＝I 2R n ，P 总＝I 2R 总 则P 1P 2＝R 1R 2，P n P 总

＝R n R 总.

(2)总功率：电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和．

证明：P 总＝IU 总＝I (U 1＋U 2＋…＋U n )＝IU 1＋IU 2＋…＋IU n ＝P 1＋P 2＋…＋P n .

3．并联电阻的功率分配

(1)分配规律：各支路电阻上的电功率与电阻成反比，即P 1P 2＝R 2R 1，P n P 总＝R 总

R n .

证明：并联电阻各部分电压相同，由P ＝U 2R 知P 1＝U 2

R 1，

P 2＝U 2R 2，P n ＝U 2R n ，P 总＝U 2R 总

则P 1P 2＝R 2R 1，P n P 总＝R 总

R n

.

(2)总功率：电路消耗的总功率等于各电阻消耗的功率之和，即P 总＝P 1＋P 2＋…＋P n . 证明：P 总＝IU ＝(I 1＋I 2＋…＋I n )U ＝I 1U ＋I 2U ＋…＋I n U ＝P 1＋P 2＋…P n .

P ＝UI 、P ＝I 2

R 、P ＝U 2

R 的比较

(多选)下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( ) A ．电功率越大，电流做功越快，电路中产生的焦耳热一定越多 B ．W ＝UIt 适用于任何电路，而W ＝I 2

Rt ＝U 2

R t 只适用于纯电阻电路

C ．在非纯电阻电路中，UI >I 2R

D ．焦耳热Q ＝I 2Rt 适用于任何电路

[解析] 由电功率公式P ＝W

t ，电功率越大，表示电流做功越快．对于一段电路，有P ＝UI ，I ＝P U ，焦耳热Q ＝????P U 2Rt ，可见Q 与P 、t 都有关．所以，P 越大，Q 不

一定越大，选项A 错误．W ＝UIt 是电功的定义式，适用于任何电路，而I ＝U

R

只适用于

纯电阻电路，选项B 正确．在非纯电阻电路中，电流所做的功等于焦耳热与其他形式的能之和，所以W >Q ，即UI >I 2R ，选项C 正确．Q ＝I 2Rt 是焦耳热的定义式，适用于任何电路，选项D 正确．

[答案] BCD

纯电阻电路中串并联电路的功

率分配

A 、

B 为“220 V ，100 W ”的两盏相同的灯泡，

C 、

D 为“220 V ，40 W 的两

盏相同灯泡”，A 、B 灯的电阻为________Ω；C 、D 电阻为________Ω.现将四盏灯泡接成如图所示电路，并将两端接入电路，各灯实际功率分别为P A 、P B 、P C 、P D ，则实际功率的大小顺序是________．

[解析]根据R＝U2

P

得：R A＝R B＝2202

100Ω＝484 Ω，R C＝R D＝

2202

40Ω＝1 210 Ω；

由

电路图可知，B、C并联，所以电压相等，根据P＝U2

R

可知：P B>P C，A、D串联，电流

相等，根据P＝I2R可知，P D>P A；A、D的电流大于B、C的电流，根据P＝I2R可知：P A>P B，P D>P C，所以P D>P A>P B>P C.

[答案]484 1 210P D>P A>P B>P C

求解功率的技巧

(1)在纯电阻电路中，比较用电器的电功率时，要根据已知条件灵活选用公式，如

用电器电流相同时，用P＝I2R比较，若电压相同时用P＝U2

R

比较，若电阻相同时，可根据I或U的关系比较．

(2)求解串、并联电路中的功率分配问题，比例法求解会使问题简化，但一定要明确是正比还是反比关系．

(3)当求解用电器的功率时，要明确求解的是什么功率．实际功率与额定功率不一定相等．

知识点二 非纯电阻电路的功率分析与计算[学生用书P49]

在非纯电阻电路中，要注意区别电功和电热，并应用能量守恒定律解决问题．

(1)电热Q＝I2Rt.

(2)电功W＝UIt.

(3)对电动机来说，能量守恒公式为UIt＝E机＋I2Rt或UI＝P机＋I2R，其中E机、P机为电动机输出的机械能和机械功率．

电动机功率的计算

如图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)输入电动机的总功率；

(3)电动机输出的机械功率．

[解题探究](1)电阻R的电压及电流各多大？

(2)电动机的总功率和输出功率及线圈的热功率的关系怎样？

[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

10A＝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

输入电动机的总功率P入＝I M·U M＝550 W.

(3)电动机的热功率P热＝I2M r＝20 W

电动机输出的机械功率P出＝P入－P热＝530 W.

[答案](1)5 A(2)550 W(3)530 W

电动机的功率与力学综合问题

某一用直流电动机提升重物的装置，如图所示，重物质量m＝50 kg，电源的电压为U＝110 V，不计电源内阻及各处摩擦，闭合电键S，当电动机以v＝0.90 m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流I＝5 A(g取10 m/s2)，由此可知电动机线圈的电阻R为多少？

[思路点拨]电动机的输出功率和物体匀速上升过程中速度的关系为P出＝mg v，

用此公式求解P出．

[解析]电动机消耗的总能量一部分转化为重物的机械能，一部分转化为内能，故

P电＝P机＋P热

其中P电＝UI，P机＝mg v，P热＝I2R

所以有IU＝mg v＋I2R

所以R＝IU－mg v

I2

＝4.0 Ω.

[答案] 4.0 Ω

电动机的电流求解的易错点是用I＝U

R

求解，但电动机是非纯电阻电路，欧姆定律不适用．

[随堂达标] [学生用书P50]

1．电动机是将电能转化为机械能的设备，下列使用了电动机的电器是()

A．电风扇

B．电热毯

C．日光灯

D．家用电热水壶

解析：选A.在各电器中，使用了电动机将电能转化为机械能的电器有电风扇，电热毯、家用电热水壶利用了电流的热效应，日光灯是将电能转化为光能和内能，故A正确，B、C、D错误．

2．如表为某电热水壶铭牌上的一部分内容，根据表中的信息，可计算出电热水壶在额定电压下以额定功率工作时的电流约为()

型号DF－938额定功率900 W

额定电压220 V额定容量 1.2 L

A.6.8 A B．4.1 A

C．1.2 A D．0.24 A

解析：选B.由铭牌读出电热水壶额定功率为P＝900 W，额定电压为U＝220 V；由P

＝UI 得，通过电热水壶额定电流为：I ＝P U ＝900

220 A ≈4.1 A.

3．(2016·淄博校级联考)如果家里的微波炉(1 000 W)、电视机(100 W)和洗衣机(400 W)平均每天都工作2 h ，一个月(30天计)的用电量是( )

A ．10 kW ·h

B ．20 kW ·h

C ．45 kW ·h

D ．90 kW ·h

解析：选D.P ＝1 000 W ＋100 W ＋400 W ＝1 500 W ＝1.5 kW ，故W ＝Pt ＝1.5 kW ×2 h ×30＝90 kW ·h.

4．(2016·娄星区测试)一个直流电动机所加电压为U ，电流为I ，线圈内阻为R ，当它工作时，下列说法中错误的是( )

A ．电动机的输入功率为IU

B ．电动机的发热功率为I 2R

C ．电动机的输出功率为IU －I 2R

D ．电动机的功率可写为IU ＝I 2

R ＝U 2

R

解析：选D.电动机的总功率为P ＝UI ，故A 正确；电动机的发热功率，根据焦耳定

律：P 热＝I 2R ，故B 正确；电动机的输出功率为：P 出＝P －P 热＝UI －I 2R ，故C 正确；

因为P ＞P 热，即UI ＞I 2

R ，U ＞IR ，欧姆定律不适用，故UI ≠I 2

R ≠U 2

R

，故D 错误．

5. 如图所示，A 为电解槽，N 为电炉子，恒定电压U ＝12 V ，电解槽内阻r A ＝2 Ω，当S 1闭合、S 2断开时，电流表的示数为6 A ；当S 2闭合、S 1断开时，电流表的示数为4 A ，求：

(1)电炉子的电阻及发热功率各多大？

(2)在电解槽工作时，电能转化为化学能的功率为多少？

解析：(1)电炉子为纯电阻元件，由欧姆定律I 1＝U R ，得R ＝U I 1

＝12 V

6 A ＝2 Ω，其发热

功率为：P R ＝UI 1＝12×6 W ＝72 W.

(2)电解槽为非纯电阻元件，发热功率为：P 热＝I 22r A ＝42

×2＝32 W ．总功率为：P 总

＝UI 2＝12×4＝48 W ，故电能转化为化学能的功率为：P 化＝P 总－P 热＝(48－32) W ＝16 W.

答案：(1)2 Ω 72 W (2)16 W

[课时作业] [学生用书单独成册]

一、单项选择题

1．某汽车发动机铭牌上标有“200 kW”的字样，其表示()

A．实际功率B．瞬时功率

C．平均功率D．额定功率

解析：选D.汽车发动机铭牌上所标功率为汽车正常工作时的最大功率，即为额定功率．

2．标有“220 V，55 W”字样的白炽灯，不考虑灯泡通电发热，下列说法正确的是() A．当它的实际工作电压小于220 V时，消耗的实际功率为55 W

B．当它的实际工作电压小于220 V时，通过的电流为0.25 A

C．当它的实际工作电压等于220 V时，消耗的实际功率大于55 W

D．当它的实际工作电压大于220 V时，灯泡的阻值为880 Ω

解析：选D.由题中信息可知，白炽灯的额定电压为220 V，额定功率为55 W，当它的实际工作电压等于220 V时，消耗的实际功率为55 W，当它的实际工作电压小于220

V时，消耗的实际功率小于55 W，故A、C错误；额定电流I＝P

U

＝55

220A＝0.25 A，

当电

压为220 V时，通过的电流为0.25 A，故B错误；白炽灯电阻R＝U2

P ＝2202

55Ω＝880 Ω，

不考虑白炽灯通电发热，电阻不变，故D正确．

3．通过电脑的USB接口不仅可以在电脑和各种数码产品之间传递数据，也可以为数码产品供电．现通过电脑的USB接口给一个阻值为10 Ω的电热鼠标垫供电，已知供电电流为0.5 A，则此鼠标垫的发热功率是()

A．50 W B．20 W

C．5 W D．2.5 W

解析：选D.鼠标垫的发热功率为P＝I2R＝0.52×10 W＝2.5 W．

4．(2016·江苏校级考试)如图是一种台灯亮度调节器电路图，圆环为电阻丝，P为可调节滑片，下列说法中正确的有()

A．P在b点，灯最亮

B．P在c点，灯最亮

C．P从a点滑向b点过程中，电流逐渐增大

D．P从a点滑向b点过程中，电流逐渐减小

解析：选D.P在a点，变阻器接入电路的电阻最小，电路中电流最大，则灯消耗的功率最大，灯最亮；b点时电阻不是最小，灯不是最亮，故A、B错误；P从a点滑向b

点过程中，变阻器接入电路的电阻增大，根据欧姆定律得知电流逐渐减小，故C错误、D正确．

5．一辆电瓶车，车和人的总质量为500 kg，由内阻不计的蓄电池组向直流电动机提供24 V的电压，当电瓶车在水平地面上以0.8 m/s的速度匀速行驶时，通过电动机的电流为5 A，设车所受的阻力是车和人重的0.02倍(g＝10 m/s2)，则此电动机的内阻是() A．4.8 ΩB．3.2 Ω

C．1.6 ΩD．0.4 Ω

解析：选C.电动机总功率为：P＝UI，电动机热功率为：P内＝I2r，电动机输出功率为：P出＝F v，车匀速运动，故：F＝F f，根据能量守恒定律有：P＝P内＋P出，联立得到：UI＝I2r＋0.02 mg v，代入数据解得：r＝1.6 Ω.

☆6.(2016·普宁市校级月考)如图为A、B两灯泡的I－U图象，把它们串联接在220 V 的恒压电源上，根据图象，计算A、B两灯泡的实际功率分别约为()

A．48.4 W、22 W B．22 W、48.4 W

C．50 W、170 W D．5 W、17 W

解析：选D.两灯泡串联接在220 V的电压下，则可知两灯泡电流相等，且总电压为220 V，则由题图可知，电流约为0.1 A，A的电压为50 V，B的电压约为170 V，则由P ＝UI可知，A的功率为5 W，B的功率为17 W.

二、多项选择题

7．(2016·南昌校级联考)如图所示是某型号电吹风的电路图，它主要由电动机M和电热丝R构成，已知电吹风的额定电压为220 V，吹冷风时的功率为120 W，吹热风时的功率为1 000 W，关于该电吹风，下列说法正确的是()

A．若S1、S2闭合，则电吹风吹冷风

B．电热丝的电阻为55 Ω

C．电动机工作时输出的机械功率为880 W

D ．当电吹风吹热风时，电动机每秒钟消耗的电能为120 J

解析：选BD.若S 1、S 2闭合，电热丝接入，则此时电热丝发热，电吹风吹出的是热

风，故A 错误；电动机和电热丝并联，当吹热风时，电热丝消耗的功率为P ＝P 热－P 冷

＝1 000 W －120 W ＝880 W ，由P ＝U 2R ，可知R ＝U 2P ＝2202

880 Ω＝55 Ω，故B 正确；电动机

工作时输出的功率为吹冷风时的功率，故只有120 W ，故C 错误；当吹热风时，电动机消耗的电功率仍为120 W ，故每秒钟消耗的电能为120 J ，故D 正确．

8. (2016·潍坊校级联考)有一内电阻为4.4 Ω的电解槽和一盏标为“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( )

A ．电解槽输入功率为60 W

B ．电解槽发热功率为60 W

C ．电解槽消耗的总电功率为60 W

D ．电路消耗总功率为60 W

解析：

选AC.由于灯泡正常发光，所以电解槽的电压为(220－110) V ＝110 V ，由于电解槽和灯泡串联．它们的电流相等，所以I ＝P U ＝60

110 A ，所以电解槽的输入功率为P ＝

UI ＝110×60110 W ＝60 W ，所以A 正确．电解槽的发热功率为P 热＝I 2

r ＝????601102×4.4 W ≈1.3 W ，所以B 错误．电解槽消耗的总功率等于电解槽的输入功率为P ＝UI ＝110×60

110 W ＝60 W ，所以C 正确，电路消耗总功率为：P 总＝220 V ×60

110 A ＝120 W ，所以D 错

误．

9．(2016·山东日照一中月考)假设某同学研究白炽灯得到某白炽灯的伏安特性曲线如图所示．图象上A 点与原点连线与横轴成α角，曲线在A 点的切线与横轴成β角，则( )

A ．白炽灯的电阻随电压的增大而减小

B ．在A 点，白炽灯的电阻可表示为tan β

C ．在A 点，白炽灯的电功率可表示为U 0I 0

D．在A点，白炽灯的电阻可表示为U0/I0

解析：选CD.白炽灯的电阻随电压的增大而增大，选项A错误；在A点，白炽灯的

电阻可表示为U0

I0

，选项B错误、D正确；在A点，白炽灯的电功率可表示为U0I0，选项C正确．

10．(2016·哈尔滨校级联考) 在研究微型电动机的性能时，可采用如图所示的实验电路，当调节滑动变阻器R，使电动机停止转动时，电流表和电压表的示数分别为1.0 A和1.0 V；重新调节R，使电动机恢复正常运转时，电流表和电压表的示数分别为2.0 A和15.0 V，则当这台电动机正常运转时()

A．电动机的内阻为7.5 Ω

B．电动机的内阻为1.0 Ω

C．电动机的输出功率为30.0 W

D．电动机的输出功率为26.0 W

解析：选BD.电动机停止转动时，可得电动机的内阻：R＝U

I

＝1.0

1.0Ω＝1 Ω，

故A错

误、B正确；电动机正常运转时，电动机的总功率：P＝U1I1＝15.0 V×2.0 A＝30.0 W，电动机自身电阻的热功率：P R＝I21R＝(2.0 A)2×1.0 Ω＝4.0 W，电动机正常运转时的输出功率是：P出＝P－P R＝30.0 W－4.0 W＝26.0 W，故C错误，D正确．

三、非选择题

☆11.(2016·大庆模拟) 如图所示为用电动机提升重物的装置，电动机线圈的电阻r＝1 Ω，电动机两端的电压U＝5 V，电路中的电流I＝1 A，物体A重G＝20 N，不计摩擦力，则：

(1)电动机线圈电阻上消耗的热功率是多少？

(2)10 s内，可以把重物A匀速提升多高？

解析：(1)根据焦耳定律得热功率为：P r＝I2r＝1×1 W＝1 W.

(2)输入功率为：P＝UI＝5×1 W＝5 W，输出功率为：P出＝P－P r＝(5－1) W＝4 W．电动机输出的功用来提升重物，转化为机械能，在10 s内，有：P出t＝mgh，解

得：h＝2 m.

答案：(1)1 W(2)2 m

12．(2016·安溪县校级模拟)电动自行车作为一种重要的交通工具，越来越受到人们的喜爱，下表是一辆电动自行车的部分技术指标，其中额定车速是指电动车满载情况下在平直道路上以额定功率匀速行驶的速度．

额定车

速载车质

量

载重电源

电源输

出电压

充电时

间

额定输

出功率

电动机

额定工

作电压

和电流

18 km /h 40 kg80 kg

36 V/12

Ah

≥36 V6～8 h180 W

36 V/6

A

请参考表中数据，完成下列问题(g取10 m/s2)：

(1)此车所配电动机的内阻是多少？

(2)在行驶过程中电动车受阻力是车重(包括满载重)的k倍，试计算k的大小是多少？

(3)若电动车满载时在平直道路上以额定功率行驶，且阻力大小恒定，当车速为3 m/s时，加速度为多少？

解析：(1)从表中可知，输出功率P出＝180 W，

输入功率P入＝UI＝36×6 W＝216 W①

由于内阻消耗的功率等于输入功率与输出功率的差：

P r＝I2r＝P入－P出②

所以：r＝216－180

62Ω＝1 Ω.③

(2)车正常行驶时：P额＝F f v m＝k(M＋m)g v m④ 所以：k＝180

（40＋80）×10×5

＝0.03.⑤(3)又P额＝F v⑥

所以：F－k(M＋m)g＝(M＋m)a⑦

由⑥⑦代入数据得：a＝0.2 m/s2.

答案：(1)1 Ω (2)0.03(3)0.2 m/s2

中考物理焦耳定律的应用问题综合练习题及答案解析

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．以下原理与应用上下对应正确的是（） A．B． C． D． 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A．原理为电磁感应原理；扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用，故A错误；

B．原理为通电导体在磁场中受力的作用；麦克风是利用电磁感应原理，故B错误；C．原理为电流的磁效应即电流周围存在磁场；电铃是利用电流的磁效应，使电磁铁吸引衔铁击打铃盖发出声音，故C正确； D．原理为电流的热效应，电流做功将电能转化为内能；电风扇是利用电流做功将电能转化为机械能，故D错误。 故选C。 2．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. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S时，灯L正常发光，说明电源电压为U=6V，电流表测的是总电流，则 I=0．8A， 由P=UI可知，灯泡中的电流： I L =P额/U额=3W/6V=0.5A， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R=I-I L =0.8A-0.5A=0.3A， 由I=U/R得,电阻: R=U/I R=6V/0．3A=20Ω； 通电1min电阻R产生的热量： Q=W=UI R t=6V×0．3A×10s=18J。 3．两个发热电阻R1:R2=1:4,当它们串联在电路中时，R1、R2两端的电压之比U1:U2=_____；已知R1=10Ω,那它们并联在4V电路中,两个电阻在100s内产生的热量是_______J． 【答案】1：4 200 【解析】 【分析】 【详解】 两电阻串联在电路中时时，电流相等，根据U IR =得，R1、R2两端的电压之比： 111 2221 4 U IR R U IR R ===；

中考物理考点总结焦耳定律

焦耳定律 1、焦耳定律反映了电流热效应的规律，是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。由公式Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量和电流强度I，电阻R及通电时间t 有关，又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比，所以，电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。 2、运用公式Q=I2Rt解决问题时，电流强度I的单位是安，电阻R的单位是欧，时间t 的单位是秒，热量Q的单位才是焦耳，即各物理量代入公式前应该先统一单位。用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。因为电能还可能同时转化为其他形式，所以只有电流所做的功全部用来产生热量，才有或成立。 3、电热器的原理是电流的热效应，它表现的是电流通过导体都要发热的现象，在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。发热体是电热器的主要组成部分，它的作用是将电能转变为内能供人类使用。 常见考法 本知识点主要考查焦耳定律的应用，考察的形式主要是选择题、填空题。 误区提醒 1、凡是有电流通过导体时，都可以用它来计算所产生的热量; 2、公式Q=UIt，只适用于纯电阻电路，这时电流所做的功全部用来产生热量，用它计算出来的结果才是导体产生的热量。 【典型例题】 例析： 在电源电压不变时，为了使电炉在相等的时间内发热多些，可采取的措施是( ) A. 增大电热丝的电阻 B. 减小电热丝的电阻 C. 在电热丝上并联电阻 D. 在电热丝上串联电阻 解析： 有同学认为应选(A)，根据焦耳定律 Q=I2Rt，导体上放出的热量与电阻成正比，所以要增加热量，可增大电阻。这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故。焦耳定律所阐述的导体

第五节 焦耳定律

课题：第5节焦耳定律 【学习目标】 1．理解电流热效应的本质 2．掌握焦耳定律，并能实行相关计算 3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 【学习重点】掌握焦耳定律，并能实行相关计算 【考纲要求】理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 【学法指导】先在预习课上根据自己的水平和提示独立完成导学案内容，并在疑问处用双色笔标注，以便在对·群学中与同学交流，全体同学要完成a b两个层次的内容，学有余力的同学cd层次的问题仅供限制选做 【学习过程】 一、知识回顾 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。 二、焦耳定律 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=I2Rt是电热的计算式，能够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=I2R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，一绝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 2 R t （电枢的电阻生热）.这里W =UIt 不再等于Q =I 2 Rt ，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 2 R 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。 例1 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗功率66 W ，问： （1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？ （2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？ （3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？ (3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流

中考物理焦耳定律的应用问题(大题培优)及答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．如图所示是“探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关"的实验装置。下列关于此实验的一些描述，正确的是 A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系 B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系 C．在甲图中，闭合开关一段时间后a容器连接的U型管液面高度差更明显 D．在乙图中，可得到结论：相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越少 【答案】A 【解析】 【详解】 A. 在甲图中，两个电阻串联，电流相等，电阻阻值不同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系，故A正确； B. 在乙图中，两个电阻阻值相同，电流不同，所以探究的是电流产生热量与电流的关系，故B错误； C. 在甲图中，a容器中的阻值小于b容器中阻值，串联电路电流相同，由焦耳定律可知闭合开关一段时间后a容器内产生的热量小于b容器内，因此b容器内连接的U型管液面高度差更明显，故C错误； D. 在乙图中，探究的是电流产生热量与电流的关系，可得到结论是相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越多，故D错误。 2．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. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】

当闭合开关S 时，灯L 正常发光，说明电源电压为U =6V ，电流表测的是总电流，则I =0．8A ， 由P =UI 可知，灯泡中的电流： I L =P 额/U 额=3W/6V=0.5A ， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R =I-I L =0.8A-0.5A=0.3A ， 由I =U/R 得,电阻: R =U /I R =6V/0．3A=20Ω； 通电1min 电阻R 产生的热量： Q =W =UI R t =6V×0．3A×10s=18J 。 3．家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是___________Ω，正常工作吹热风5min 电热丝产生的热量是___________J 。 【答案】55 2.64×105 【解析】 【详解】 (1)[1]由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W ，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率： 1000W 120W 880W M P P P =-=-=电热丝热； 并联电路中各支路两端的电压相等，由2 U P R =可得电热丝的电阻： ()2 2 220V 55880W U R P ===Ω电热丝 电热丝 ； [2]电吹风正常工作且吹热风时，5分钟内电流通过电热丝产生的热量： 5880W 560 2.6410J R Q W P t s ===??=?。 4．两定值电阻R A 和R B 中的电流与其两端电压的关系如图所示，若将两电阻串联在电压为3V 的电源两端，电路的总功率为________ W ，通电一段时间后，R A 和R B 产生的热量之比是________ ．

新人教版初中物理焦耳定律练习题只是分享

“焦耳定律”练习题 姓名 一、填空题 1、如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V 2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电 流2.1A，电板充满电所储存的电能是113400J。充电时的能量转换是电能转化为______ （化学/内）能。若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要______h， 小明觉得充电时间太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这 样可以实现快速充电，于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿 命的最大杀手是电板发热，小明恍然大悟，请你解释其中的原因________。 2、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________。 3、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S1接b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1∶P2＝。 4、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，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R1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R1在10min内产生的热量为 J 5、一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压220 V，额定功率模糊不清，热效率 为90%。正常工作情况下烧开满壶水需要5 min，水吸收的热量为118 800 J，此时热水壶消耗的电能为________J，其额定功率为________W，电 阻是________Ω。若实际电压为198 V，通过电热水壶的电流是 ________A，1 min内电热水壶产生的热量是________J。(假设电阻不随 温度改变) 6、汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而 改变行驶速度。当汽车速度最大时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为W。若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机内阻的发热功率为W。 二、选择题 7、如图是某家用电器内部电路结构图,其中R1R2为加热电阻丝,(R1>R2)，下列电阻丝的四种连接方式,可使电热器提供不同的发热功率,关于其大小说法正确的是 A甲的连接方式,发热功率最小 B 乙的连接方式,发热功率最大 C 丙的连接方式,发热功率最小 D 丁的连接方式,发热功率最大 8、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 9、关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是 A．根据Q=I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B．根据Q=U2t／R可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少

九年级物理全册第十八章电功率第4节焦耳定律教案(新版)新人教版

九年级物理全册第十八章电功率第4节焦耳定律教案（新版）新 人教版 【教学目标】 1.知识与技能 理解电流的热效应。 理解焦耳定律。 知道理解和防止电热的场合和方法。 2.过程与方法 通过实验探究电流的热效应与电流、电阻的关系。 3.情感态度和价值观 具有对科学的求知欲、乐于探索日常生活中的物理学道理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。 【教学重点】 电流产生的热量与电流、电阻大小之间的关系。 【教学难点】 理解焦耳定律。 【教学方法】 合作探究交流 【教学用具】 多媒体课件焦耳定律演示器 【课时安排】 1课时 【教学过程】 一、创设情境导入新课 展示图片，讨论热量的来源，以此引入新课 电热水器提供热水电暖气提供热量

电熨斗熨烫衣物电烤箱烘烤食品 二、探究新知 （一）电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。 电暖气电饭锅电热孵卵器电热毯等。 知识拓展 电流的三大效应 电流的热效应电流的磁效应电流的化学效应交流讨论 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 猜想与假设 1、可能与导体电阻大小有关 电阻越大，电流热效应越大 2、可能与电流大小有关 电流越大，电流热效应越大 3、可能与通电时间长短有关 通电时间越长，电流热效应越大 设计实验

讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？ 控制变量法 讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？ 利用物理量产生的效应来观察不可见的物理量的方法叫转换法。 实验原理：利用气体的热胀冷缩。 实验器材：两个透明容器中密封着等量的空气，容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电热的多少。 实验装置： 实验1：研究电热与电阻关系 结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 实验2：研究电热与电流关系 播放多媒体视频 结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 焦耳，英国物理学家，用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。他的研究为能量守恒定律奠定了基础。 焦耳定律内容：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， R1=5ΩR 2=10Ω

初中物理鲁科版(五四学制)九年级上册第十四章第五节焦耳定律练习题-普通用卷

初中物理鲁科版九年级上册第十四章第五节焦耳定律练 习题 一、单选题 1.下列家用电器中，主要是利用电流热效应工作的是() A. 收音机 B. 电风扇 C. 电烙铁 D. 电动机 2.当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q。如果 要使它产生的热量为4Q，下列办法中可行的是() A. 将电压变为原来4倍，通电时间不变 B. 将电阻变为原来2倍，通电时间变为原来1 2 C. 将电阻变为原来，通电时间变为原来2倍 D. 将电压变为原来，电阻变为原来2倍 3.我国年仅23岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠 加在一起时，再加入一定数量的电子，“魔角”石墨烯的电阻突然消失，如果把这一技术应用于生产，它不可以制作的是() A. 电饭锅 B. 电脑 C. 电风扇 D. 导线 4.规格都是“220V200W”的电冰箱、电脑和电烙铁正常工作，若通电时间相同， 则 A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电脑产生的热量最多 C. 电烙铁产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多 5.小明同学家的电能表上标有“3000revs/(kW·?)”的字样，他将家中的其它用电 带都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法不正确的是() A. 电水壶是利用电流的热效应来工作的 B. 烧水过程中消耗的电能为5.4×105J

C. 电水壶的额定功率为900W D. 当实际电压只有额定电压的90％时，电水壶的实际功率为729W 6.物理老师给同学们做短路演示实验时，他将蓄电池、自 制铜导线组成短路电路，如图所示是在实验中铜导线烧 断时的情境，烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与 其它同长度的铜导线相比，它的() A. 电阻较大 B. 电压较小 C. 电流较大 D. 电功率较小 7.用如图的装置探究影响电流热效应的因素”，电阻丝 R1和R2分别密封在两只完全相同 的烧瓶中，且R1

九年级物理上册焦耳定律焦耳定律的计算习题含解析新版教科版

初中物理焦耳定律的计算 （答题时间：20分钟） 1. 用焦耳定律公式Q＝ I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用于（） A. 纯电阻性用电器，如白炽灯、电炉等 B. 电动机、电风扇等家用电器 C. 电解、蓄电池充电等 D. 对任何用电器都适用 2. 某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min导体产生的热量是（） A. 4J B. 8J C. 240J D. 480J 3. 电炉丝断了，去掉1/5后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（） A. 5 ：4 B. 1 ：5 C. 5 ：1 D. 4 ：5 4. 阻值为R的电阻丝，接到电源上，6 min可将一杯水烧开。现在用两个相同的电阻丝串联起来，仍接到原来的电源上，烧开同样一杯水，需要的时间是（） A. 12 min B. 6 min C. 3 min D. 4 min 5. 养鸡场有一台电热孵卵器，其电阻为110Ω，在额定电压下工作，通过孵卵器的电流是2A，那么该孵卵器10s产生的热量为______Ｊ。 6. 有两个电阻R1＝6Ω，R2＝9Ω。若把两个电阻R1、R2串联在电路中，在相同的通电时间内，电流通过R1、R2产生的热量之比是___________；若把两个电阻R1、R2并联在电路中，在相同的通电时间内，电流通过R1、R2产生的热量之比是___________。 7. 如图所示是一条电热毯电路的示意图，R0是发热电阻丝，R是串联在电路中的电阻，S是温控开关。电热毯铭牌上标有“0V 40W”字样。不考虑温度对电阻值的影响。 （1）求发热电阻丝R0的阻值； （2）当电热毯处于低温档时，开关S应处于什么状态？为什么？ （3）已知当电热毯处于低温档时，电路中的电流为0.1A，求在1min内发热电阻R0产生的热量是多少？

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：

中考物理 焦耳定律的应用问题综合试题附详细答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开S后，充电插口可以外接充电器对电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为48V，此时通过电动机线圈的电流为5A，电动机线圈的电阻是0.5Ω，下列说法正确的是（） A．对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源 B．电动自行车的电动机把电能全部转化为机械能 C．电动机正常工作1min，电流通过线圈所产生的热量为14400J D．电动机正常工作1min，消耗的电能为14400J 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A．对蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，则蓄电池相当于用电器，故A错误；B．由于电动机会发热，则电动自行车的电动机把电能转化为机械能和内能，故B错误；C．电动机正常工作1min，电流通过线圈所产生的热量为 Q=I2Rt=(5A)2×0.5Ω×60s=750J 故C错误； D．电动机正常工作1min，消耗的电能为 W=UIt=48V×5A×60s=14400J 故D正确。 故选D。 2．如图，电源电压保持不变，R1=10 Ω，开关S闭合，S0拔至b时电压表的示数是拔至a 时的三分之一，则R2=_____Ω；若电源电压为3 V，当开关S0拔至b时，R1在10 min内产生的热量是_____J。

【答案】20 60 【解析】 【分析】 【详解】 [1]闭合开关S ，开关S 0拨至b 时，两电阻串联，电压表测R 1两端的电压；闭合开关S ，开关S 0拨至a 时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且开关S 0拨至b 时电压表示数是拨至a 时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比 312312 U U U U U ＝＝- 因串联电路中各处的电流相等，所以，由I ＝U R 可得，两电阻的阻值之比 11122212 U R U I U R U I ＝＝＝ 则R 2的阻值 R 2＝2R 1＝2×10Ω＝20Ω [2]若电源电压为3V ，当开关S 0拨至b 时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以 电路中的电流I ＝ 123V 10Ω20Ω U R R ++＝＝0.1A R 1在10min 内产生的热量 Q 1＝I 2R 1t ＝(0.1A)2×10Ω×600s ＝60J 3．有甲乙两台电暖器，甲的额定功率为1200W ，乙的额定功率为800W ，下列说法正确的是 A ．甲实际消耗的的电能可能比乙少 B ．电流通过甲做的功一定比乙多 C ．正常工作时，甲消耗电能比乙快 D ．电流通过甲和乙做功一样快 【答案】AC 【解析】 【详解】 AB ．甲的功率大于乙的功率，只能说甲做功快，不能说电流通过甲做功多；当甲的工作时间远小于乙的工作时间时，甲消耗的电能可能比乙少，电流通过甲做的功可能比乙少，故

中考物理压轴题专题焦耳定律的应用问题的经典综合题及答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油，阻值不同的电阻丝1R、2R。关于此电路说法中正确的是 A．探究的是电流产生的热量与电压的关系 B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小 C．通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同 D．温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少 【答案】D 【解析】 【详解】 A．实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误； B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B错误； C．通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C错误； D．本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D正确。 2．一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为2Ω，则这台电动机1min内产生的热量是______J，这台电动机的效率是______．【答案】1.2×104 90.9% 【解析】 【分析】 【详解】 已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据公式Q=I2Rt可求这台电动机1min内产生的热量．已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式P=UI可求电动机的总电功率；再根据公式P=I2R计算线圈消耗的功率，总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率，输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率． （1）这台电动机1min内产生的热量： Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×60s=1.2×104J； （2）电动机的电功率：

P 总=UI=220V×10A=2200W ， 线圈消耗的功率： P 圈=I 2R=（10A ）2×2Ω=200W ， 输出功率： P 出=P 总-P 圈=2200W-200W=2000W ， 这台电动机的效率： η= P 出/ P 总=2000W/2200W=90.9%． 3．如图甲所示，为额定电压为 6V 的灯泡 L 的 I -U 图像．如图乙所示的电路，电源电压 12V 不变，R 1 为定值电阻，R 2 为滑动变阻器，闭合开关 S 1，滑片 P 从最右端移动到最左端，电压表示数变化范围为 2V~6V ，则灯泡的额定功率是____W ，R 1 的阻值为_____Ω，滑动变阻器 R 2 两端的最大电压为_____V ，移动滑片 P 使R 2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的 7/15，通电 1min R 2 产生的热量为_____J 。 【答案】3.6 10 6 105 【解析】 【分析】 【详解】 [1]由灯泡L 的I - U 图象可知，当额定电压U = 6V 时，灯泡的额定电流I = 0.6A ，则灯泡额定功率 6V 0.6A 3.6W P UI ==?= [2]当滑片P 在在最左端时，变阻器没有连入电路，电压表示数为6V ，由图象可知，这时电路中的电流为 I 大=0.6A 由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压 L 1U U I R =+大 即 112V 6V 0.6A R =+? 解得 110R =Ω [3]由电路图可知，当滑片P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，R 1与R 2灯泡串联，电 压表测灯泡两端电压，此时电压表示数最小，为 U 小= 2V

九年级物理全册第十八章第4节焦耳定律课时练新版新人教版

第4节焦耳定律 学校：姓名：班级：考号： 评卷人得分 一、单选题 ( ) A. 电炉 B. 电动 机 C. 电饭煲 D. 电熨斗 2. 下列情况中不属于防止电热危害的是( ) A. 电视机的后盖有许多孔 B. 电脑机箱内有小风 扇 C. 电动机外壳有许多散热片 D. 家电长时间停用,隔一段时间应通电一次 3. 将规格都是“0V 180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是( ) A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电风扇产生的热量最 多 C. 电热毯产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样 多 4. 电饭锅是常用的家用电器,下列与之相关的说法错误的是( ) A. 组成材料中既有导体又有绝缘体 B. 工作时,利用了电流的热效应 C. 工作时,通过热传递使食物温度升高 D. 与其他家用电器是串联连接的

5. 为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”,某同学将两段阻值不同的电阻丝R 1、R 2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并设计了如图所示的甲、乙两套装置,已知所用蓄电池电压相等且保持不变,R 1

中考物理焦耳定律的应用问题-经典压轴题含详细答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W”的字样，使它们分别在额定电压下工作相同的时间。以下判断中正确的是 A．它们在工作时通过的电流一定相等 B．它们在工作过程中消耗的电能一定相等 C．它们在工作过程中产生的电热一定相等 D．它们在工作过程中的电功率一定相等 【答案】ABD 【解析】 【详解】 A．根据P UI =得它们在额定电压下工作时通过的电流相等，故A正确； B．根据W Pt =得它们在在额定电压下工作相同的时间消耗的电能相等，故B正确；C．电烙铁工作时主要把电能转化为内能，电风扇工作时主要把电能转化为风能，所以它们在工作过程中产生的电热不相等，故C错误； D．它们在额定电压下工作的电功率都等于60W，故D正确。 2．小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，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，由图象可知定值电阻R1的阻值是____Ω．实验时，电源电压保持5 V不变，当滑片P位于a端时，由图象可得滑动变阻器消耗的电功率是_____W．此时，电阻R1在10 min内产生的热量为_____J． 【答案】100.460 【解析】 【分析】 【详解】 当P在b端时R2=0Ω，此时电压示数和电流示数最大，且均为R1的数据，所以R1的阻值 为：R1= 5V = 0.5A U I 总=10Ω．当滑动变阻器的滑片移到a端时，R2两端电压U2=U 总 -U1=5V- 1V=4V，由图象知，当R1的电压是1V时，电流为0.1A，根据串联电路的电流处处相等，∴I2=I1=0.1A，∴P2=U2I2=4V×0.1A=0.4W，Q1=W1=U1It=1V×0.1A×600s=60J。 3．有一台电动机，额定电压3V，额定电流1A，电动机线圈电阻0.5Ω。这台电动机正常工作1min，消耗的电能为_______J。产生的热量为_______J，输出的机械能为_______J。【答案】180 30 150

学案：第五节：焦耳定律.

第五节焦耳定律2011-10-22 单县五中高二物理组编主编:郭传峰郭勇审订:刘国立徐红梅校对:仪传文 班级________________姓名_______________ 学习目标 1.理解电流热效应的本质 2.掌握焦耳定律,并能进行有关计算 3.理解电功和电热的关系,能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 重点:焦耳定律内容难点:电功和电热之间的联系和区别 【自主学习】 1.能量转化电炉通电时,能转化为能;电动机通电时,能转化为能;蓄电池充电时, 能转化为能;电能转化成其他形式能的过程就是的过程,电流做功的多少电能转化为其他形式能的数量。 2.电功自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动,结果电荷的电势能,其他形式的能。电流在一段电路中所做的功等于这段电路、、三者的乘积。计算式为W= 。 3.电功率电流做的功叫电功率。用表示电功率,表达式为P= 。 电流在一段电路上做功的功率P等于与这段电路的乘积。 4.焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟成正比,跟导体的电阻及通电时间成。这个关系最初是由实验得到的。 5.表达式 Q= 。 6.热功率的发热量通常称为热功率,表达式为P= 。

【课堂探究】 探究一:电功和电功率 阅读教材53页电功和电功率,回答以下问题: 问题1:电功的实质是什么?课本是如何推导出电功的表达式的? 问题2:电功率及其物理意义是什么? 探究二:焦耳定律 阅读教材53-54页焦耳定律,回答以下问题: 问题3:什么是电流的热效应? 探究三:电功率和热功率的比较 问题4:在纯电阻电路中,电功和电热,电功率和热功率之间有什么样的关系? ?【例1】将A、B两个白炽灯接入电路,关于这两只灯泡的发光情况,正确的说法是( ?若A灯中的电流比B灯大,则A灯一定比B灯亮 ?B、若A灯两端的电压比B灯大,则A灯一定比B灯亮 ?C、若电流对A灯做的功比B灯多,则A灯一定比B灯亮 ?D、若A灯消耗的电功率比B灯大,则A灯一定比B灯亮 问题5:在非纯电阻电路中,电功和电热,电功率和热功率之间又是什么样的关系? ?例2.电动玩具汽车的直流电动机电阻一定,当加上0.3 V电压时,通过的电流为0.3 A,此时电动机没有转动.当加上3 V电压时,电流为1 A,这时候电动机正常工作,求电动机正常工作时,产生的机械功率和发热功率.

焦耳定律及其应用

第四节焦耳定律及其应用 导学目标知识点： 1、知道电流的热效应。 2、知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关。 3、知道电热的利用和防止。 导学方法：实验探究法、讨论法 课时：1课时 导学过程 课前导学 1、，这个现象叫做电流的热效应。 2、电流通过导体产生的热量跟成正比，成正比， 成正比，这个规律叫做焦耳定律。 3、焦耳定律的表达式是：。 课堂导学 一、认识电流的热效应、电热器 1、电流通过导体时将能转化为，这种现象叫做。 2、电热器：利用电器为电热器。它们有一个共同的组成部分叫.它由的材料制成。 〔思考讨论〕：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？二、探究电热大小的影响因素 1、猜想：电流通过导体产生的热可能与 有关； 2、大家猜想电热的多少跟几个因素有关，那么我们实验研究时就 要采取。 3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少？ 方法： 4、实验参考电路图。 5、按照设计好的实验方案进行实验。 实验现象：(1)闭合开关后发现，甲瓶中的温 度计升温快些，而甲、乙两瓶 和相等，表明： 。 (2)观察同一个煤油瓶，通过改变通入的电 流，通电相同时间后，观察温度计的示数升高情况。实验表明 。 (3)观察同一个煤油瓶，改变通电时间，发现电流和电阻相同时， 通电时间越长，电流产生的热。 6、综合得到焦耳定律： (1) 这个规律叫做焦耳定律。 (2)表达式为： 公式中各符号的意义及单位

符号 意义 单位 符号 意义 单位 Q ------ ----- R ------ ----- I ------ ----- t ------ ----- 理论推导焦耳定律表达式。 运用焦耳定律解释课前提问，并分析发热体为什么要用电阻率的的材料制成。 例题：一根60欧的电阻丝接在36V 的电源上，在5分钟内产生多少热量？ 三、电热的利用和防止 1、学生列举生活中利用电热的例子 2、学生列举生活中我们是通过那些措施防止电热带来的危害的。 教师引导、学生归纳小结 课堂练习：P 102 动手动脑学物理 1、 2 课后练习 1、标有“220V 40W ”电热器安装在220V 的电路中，工作100s 后，所消耗的电能是 J ，通过电热器的电流是 A ，产生的热量是 J 。 2、下列电器中，不属于电热器的是 （ ） A ．电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉 3、家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热 发红时，连接导线却不热，这是因为 （ ） A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小 C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大 4、下列情况中防止电热危害的是 （ ） A.电视机背后有散热窗 B.家电长时期不使 用，隔一段时间要通电一次 C.家庭电路一般安装的漏电保护器 D.大型爆破工程用电热引发炸药 5、某导体的电阻是2欧姆，通过2A 的电流时，1分钟产生多少焦耳的热量？ 6、一只额定功率是450W 的电饭锅，在220V 的额定电压下使用，每分钟产生多少焦耳的热量？

初中物理焦耳定律

学科教师辅导教案 组长审核：

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】

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