江西省2020中考物理大一轮复习第一篇教材复习第17课时焦耳定律课件 1 29页

第 17 课时 焦耳定律 第一篇　教材复习 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点一　 焦耳定律 1. 电流的热效应： 电流通过导体时 , 　　　　 转化成内能的现象。利用：电炉、电饭锅、电热毯、电熨斗等。防止：散热窗、散热片等。   2. 发现： 英国物理学家 　　　　 做了大量实验 , 最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。   3. 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 　　　　 , 跟导体的电阻成 　　　　 , 跟通电时间成 　　　　 。   电能 焦耳 正比 正比 正比 Q = I 2 Rt 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点二 　 电功 W 与热量 Q 之间的关系 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点三 　 电热器多挡位问题 小 大 探究一　 焦耳定律 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 1. 阻值为 50 Ω 的定值电阻 R 接在电源两端 , 通过电阻 R 的电流为 0.2 A,10 s 内电流产生的热量是 　　　　 J 。   20 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 2. 如图 17-1 所示 , 闭合 S 1 、 S 2 、 S 3 时 , 电压表示数为 3 V, 电流表示数为 0.5 A, R 1 在 10 s 内产生的热量是 　　　　 J; 闭合 S 1 、 S 3 , 断开 S 2 时 , 电压表示数为 2 V, 此时 R 1 与 R 2 的功率之比为 　　　　 。         图 17-1 15 2∶1 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 3. 一只电炉接在 220 V 的电路上时 , 用 10 min 可把一壶水烧开 , 那么接在 110 V 的电路上时 , 同样把这壶水烧开所需要的时间是 ( 　　 ) A. 10 min B. 20 min C. 30 min D. 40 min 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 D 探究二 　 有关电热器的多挡位问题 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 4. 如图 17-2 所示 , 是一个电热器的原理图 , R 1 、 R 2 为两个发热电阻 , 且 R 1 = R 2 , 当开关 S 闭合、 S 1 断开时是 　　　　 ( 选填“高温”或“低温” ) 挡 , 高温挡与低温挡的功率之比是 　　　　 。       图 17-2 低温 2∶1 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 5. 林红家买了一台电烤箱 , 发热功率有高温、中温、低温 3 个挡位 , 图 17-3 是其内部简化电路图 , 电源电压 U 保持不变 , 开关 S 1 可分别与触点 a 、 b 接触。则当开关 S 1 置于 b 点、 S 2 断开时 , 电烤箱处于 　　　　 挡位 ; 当开关 S 1 置于 a 点、 S 2 闭合时 , 电烤箱处于 　　　　 挡位 ; 中温挡位电功率的表达式是 P 中 = 　　　　 。         图 17-3 低温 高温 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 6. [2019 · 江西 ] 如图 17-4 甲、乙、丙所示是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌 , 暖奶器具有加热、保温双重功能 , 当双触点开关连接触点 1 和 2 时为关闭状态 , 连接触点 2 和 3 时为保温状态 , 连接触点 3 和 4 时为加热状态。 ( 温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为 40 ℃) (1) 求电阻 R 2 的阻值。 (2) 把 400 g 牛奶从 20 ℃ 加热到 40 ℃, 求牛奶所吸收的热量。 [c 牛奶 =4.0×10 3 J/(kg · ℃)] (3) 如图丁所示是暖奶器对 400 g 牛奶正常加热和保温过程中温度随时间变化的图像 , 求暖奶器在加热过程中的加热效率。 ( 结果精确到 0.1%) 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 图 17-4 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 解： (2) 牛奶吸收的热量 Q = c 牛奶 m ( t - t 0 )=4.0×10 3 J/(kg · ℃)×0.4 kg ×(40 ℃-20 ℃)=3.2×10 4 J 。 6. [2019 · 江西 ] 如图 17-4 甲、乙、丙所示是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌 , 暖奶器具有加热、保温双重功能 , 当双触点开关连接触点 1 和 2 时为关闭状态 , 连接触点 2 和 3 时为保温状态 , 连接触点 3 和 4 时为加热状态。 ( 温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为 40 ℃) (2) 把 400 g 牛奶从 20 ℃ 加热到 40 ℃, 求牛奶所吸收的热量。 [c 牛奶 =4.0×10 3 J/(kg · ℃)] 图 17-4 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 6. [2019 · 江西 ] 如图 17-4 甲、乙、丙所示是小姬妈妈为宝宝准备的暖奶器及其内部电路的结构示意图和铭牌 , 暖奶器具有加热、保温双重功能 , 当双触点开关连接触点 1 和 2 时为关闭状态 , 连接触点 2 和 3 时为保温状态 , 连接触点 3 和 4 时为加热状态。 ( 温馨提示：最适合宝宝饮用的牛奶温度为 40 ℃) (3) 如图丁所示是暖奶器对 400 g 牛奶正常加热和保温过程中温度随时间变化的图像 , 求暖奶器在加热过程中的加热效率。 ( 结果精确到 0.1%) 图 17-4 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 【 总结 】 电热器的高低挡指的是不同“功率” , 电功率大的为高挡位 , 电功率小的为低挡位。在电源电压不变的情况下 , 通过改变电路的总电阻从而改变用电器的总功率 , 实现高、中、低挡位之间的转换 , 一般情况是通过电阻短路或改变电路连接方式等方法实现 ( 如图所示 ) 。 ( 串“低”并“高” ) 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 探究三 　 非纯电阻电热的计算 考点梳理 夯实基础 考向探究 逐个击破 7. 一台线圈电阻为 0.3 Ω 的电动机 , 接在 12 V 的电源上时 , 通过电动机的电流为 0.5 A, 在 2 min 内电流产生的热量是 　　　　 J, 转化成的机械能是 　　　　 J, 此电动机的效率为 　　　　 。   9 711 98.75% 实验突破 素养提升 【 设计和进行实验 】 1. 被加热的物质选用 空气 ( 或煤油 ) 的原因： 空气 受热膨胀明显 ( 煤油比热容小 ), 能使 实验现象明显 。 2. 选择被加热物质时需要保证物质的 种类相同、质量相同、初温相同 。 3. 转换法的应用： 通过 U 形管中 液面高度的变化 ( 或温度计示数的变化 ) 反映电流通过导体产生热量的多少。 突破 　 探究电热的影响因素 实验突破 素养提升 4. 控制变量法的应用： ① 探究电热与电流的关系时 , 控制 电热丝的电阻与通电时间 相同 , 改变通过电热丝的电流大小 ;② 探究电热与电阻的关系时 , 控制 通过电热丝的电流与通电时间相同 , 选择两电阻不同的电热丝 ;③ 探究电热与通电时间的关系时 , 控制 电热丝的电阻和通过的电流 相同 , 改变通电时间的长短。 5. 多次测量的目的： 使实验结论具有 普遍性 。 【 实验结论 】 6. 实验结论： 电流通过导体产生的热量与 电流的平方 成正比 , 与 导体的电阻 成正比 , 与 通电时间 成正比。 实验突破 素养提升 例 小华、小玲分别设计了两个装置 , 用来探究导体产生的热量与什么因素有关。两个透明的容器中密封着等量的空气。 (1) 请用笔画线代替导线 , 把图 17-5 中两个容器中的电阻丝连接到电路中。       图 17-5 如图所示 实验突破 素养提升 (2) 实验中 , 电流产生热量的多少是通过 　　　　　　　　　　 　 体现出来的 , 可知他们在实验探究过程中使用了 　　　　 法。   (3) 小华按如图甲将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端 , 他探究的是导体产生的热量与 　　　　 的关系 , 这样做的好处是 　　　　　　　 　 　 。连接好电路 , 闭合开关 , 通电一段时间后 , 　　　　 侧 U 形管液面高度变化大 , 得出的结论是 　 。   U 形管中液面的高度差 转换 电阻 保证电流与通电时间相同 右 在电流和通电时间相同的情况下 , 电阻越大 , 产生的热量越多 实验突破 素养提升 (4) 小玲设计的两容器中的电阻丝电阻一样大 , 并在其中一个容器的外部并联了一个电阻丝 , 如图 17-6 所示 , 这是为了探究导体产生的热量与 　　　　   的关系。通电一段时间后发现 　　　　 侧 U 形管液面高度变化大 , 得出的结论是      　 。 图 17-6  电流 左 在电阻和通电时间相同的情况下 , 通过电阻的电流越大 , 产生的热量越多 实验突破 素养提升 (5) 若要探究导体产生的热量与通电时间的关系 , 实验中还需要的测量器材是 　　　　 。   (6) 通电一段时间后 , 发现其中一个 U 形管中液面的高度几乎不变 , 出现该现象的原因可能是 　　　　　　　　 　 。   停表 U 形管气密性不好 实验突破 素养提升 · 实验拓展 · 小辉和小王想探究电流通过电阻时产生的热量与电阻、电流的关系。小辉连接了如图 17-7 所示的电路进行实验 , 装置中三个完全相同的烧瓶 A 、 B 、 C 内都盛有质量和初温均相等的液体 , 其中 A 、 B 烧瓶中装的是水 , C 烧瓶中装的是煤油 , A 、 B 、 C 三个烧瓶中电阻丝的阻值分别为 R A 、 R B 、 R C , 且 R A > R B = R C 。闭合开关 S 通电一定时间后： ( 均不计热损失 , 比热容 c 水 > c 煤油 )       图 17-7 实验突破 素养提升 A B 、 C C A (7) 在 A 、 B 两烧瓶中 , 相同的时间内 , 　　　　 烧瓶中的电阻产生的热量多。   (8) 利用 　　　　 两烧瓶可探究不同物质的吸热能力 , 这两个烧瓶加热相同的时间 , 　　　　 烧瓶中温度计的示数高。   (9) 小王用如图 17-8Ⅰ 所示的装置进行探究 , 经过多次实验测量 , 收集实验数据 , 给制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度 h 与电流 I 的关系图像。根据焦耳定律可知 , 图 Ⅱ 中能正确反映 h - I 关系的是 　　　　 。 图 17-8 实验突破 素养提升 (10) 用 Q = I 2 Rt 可以计算电流通过任何用电器产生的热量。能用 Q = UIt 计算电流通过任何用电器产生的热量吗 ? 请用实例说明原因。          　 。   电风扇工作时消耗的电能 W = UIt , 产生的热量 Q = I 2 Rt , 转化成的机械能是 W - Q = UIt - I 2 Rt , 所以不能用 Q = UIt 计算电流通过任何用电器产生的热量