《探究焦耳定律》電能與電功率PPT課件

【學(xué)習(xí)目標】

1．知道電流的熱效應(yīng)及其在實際中的應(yīng)用與控制.

2．通過實驗探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān).在設(shè)計實驗的過程中運用控制變量法和轉(zhuǎn)換法.

3．了解焦耳定律，用焦耳定律說明生活、生產(chǎn)中的一些現(xiàn)象，會用焦耳定律進行簡與的計算.

核心考點：電熱的計算.

【課前預(yù)習(xí)】

1.電流通過導(dǎo)體時，通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,跟________成正比，跟________成正比，跟________成正比．

2. 科學(xué)家有著強烈的好奇心和執(zhí)著的探究精神，英國物理學(xué)家________做了大量實驗，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系．為了紀念他做出的貢獻，人們將他的名字命名為________的單位．

3.一根阻值為10Ω的電阻絲，通過的電流為2A，通電20s電流產(chǎn)生的熱量為________J．

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【課堂精講】

知識點1.通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)

（1）猜想與假設(shè)：通電導(dǎo)體放出的熱量可能與導(dǎo)體的電阻、導(dǎo)體中的電流和通電時間有關(guān)

（2）設(shè)計實驗

為了比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少，可以將電阻絲浸沒在一定質(zhì)量的煤油中，通電時電阻絲產(chǎn)生的熱量會被煤油吸收，煤油的溫度就會升高.通電導(dǎo)體放出的熱量越多，煤油吸熱后升高的溫度也越多.我們可以通過溫度計示數(shù)的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少.

a．探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系

要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系，應(yīng)選擇兩個阻值不同的電阻絲（如電阻為5的銅絲和電阻為10的鎳鉻合金絲）來進行實驗.研究時要控制通過兩個電阻絲的電流大小相等，因此，可將兩個電阻絲串聯(lián)在電路中.同時，注意通電時間的控制.

b．探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系

要探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系，應(yīng)保持電阻值和通電時間不變，改變通過電阻絲的電流，這可以跟電阻絲串聯(lián)一個滑動變阻器，通過移動滑動變阻器的滑片來改變電路中的電流.

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【例1】小明利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．圖中兩只燒瓶內(nèi)盛有質(zhì)量和溫度相同的煤油，溫度計可顯示瓶中煤油的溫度，煤油中都浸著一段橫截面積相同、長度不同的鎳鉻合金絲，已知甲瓶中的鎳鉻合金絲比乙瓶中的長．

（1）請用筆畫線代替導(dǎo)線將電路連接完整，要求閉合開關(guān)、滑動變阻器的滑片向右移動時電路中電流變大；

（2）正確連接電路，閉合開關(guān)后，可以觀察到______（選填“甲”或“乙”）瓶中溫度計的示數(shù)升高得更快，這表明：在電流和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多．

（3）利用此裝置還可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系，實驗時移動滑動變阻器的滑片，觀察______（選填“同一”或“不同”）燒瓶內(nèi)的溫度計示數(shù)升高的快慢．

（4）小明認為，將該裝置改進后，還可以做“比較水和煤油比熱容的大小”的實驗，則他應(yīng)將其中一燒瓶中的煤油換成水，對這部分水的具體要求是______，并且要使甲、乙兩燒瓶中金屬絲的電阻______．水和煤油吸熱的多少是通過______來反映的（選填“溫度計升高的示數(shù)”或“加熱時間”）．通過實驗，發(fā)現(xiàn)水的溫度上升較慢，表明______的比熱容比較小．

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知識點2.焦耳定律

（1）內(nèi)容：電流流過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比.這個規(guī)律叫做焦耳定律.

（2）公式：Q=I2Rt

Q表示電流流過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，單位是J；I表示通過導(dǎo)體的電流，單位是A；R表示導(dǎo)體的電阻，單位是；t表示通電時間，單位是s.

（3）導(dǎo)出公式：Q=Pt；Q=UIt；Q=

這三個公式只適用于電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的情況，也就是電流所作的功全部用來產(chǎn)生熱量的純電阻電路中.

【例2】（2014•遵義）一臺電爐通電后電爐絲熱的發(fā)紅，與電爐絲連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，這臺電爐的額定電壓為220V，額定功率為1100W，與電爐絲連接的導(dǎo)線的電阻為0.1Ω，電爐正常工作10min，通過導(dǎo)線的電流為_____A，導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量是　 

【練習(xí)2】（2014•達州）一臺線圈電阻為0.3Ω電動機，接在12V的電源上時，通過電動機的電流為0.5A，在2min內(nèi)電流產(chǎn)生的熱量是_____J，轉(zhuǎn)化成的機械能是_____J．

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【隨堂檢測】

1. （2014•無錫）為了探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)”，某同學(xué)將兩段阻值不同的電阻絲R1、R2分別密封在兩個完全相同的燒瓶中，并設(shè)計了如圖所示的甲、乙兩套裝置，已知所用蓄電池電壓相等且保持不變，R1＜R2，裝入燒瓶的煤油質(zhì)量相等，下列有關(guān)此探究活動的各種表述，錯誤的是（　�。�

A．在此實驗中，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少是通過溫度計示數(shù)變化的大小體現(xiàn)出來的

B．甲裝置可探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻是否有關(guān)

C．比較相同通電時間內(nèi)a，c兩支溫度計示數(shù)變化情況，可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流是否有關(guān)

D．在相同的通電時間內(nèi)，d溫度計所在燒瓶中的電阻絲產(chǎn)生的熱量最多

2. （2014•衡陽）將兩根電阻絲R1、R2分別插入甲、乙兩瓶等質(zhì)量煤油中，串聯(lián)接入電路，R1：R2=2：3．通電一段時間后，R1、R2產(chǎn)生的熱量之比為（　）

A．3：2  B．2：3

C．4：9  D．9：4

3.下列例子中，能防止電熱危害的是（   ）

A．供取暖用的電褥子

B．高空飛行員所穿衣服里的電熱保溫裝置

C．收音機、電視機的機殼上有許多小孔

D．孵化家禽的電熱孵卵機

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第十五章復(fù)習(xí)課

考點1.電能和電能表

考點分析：本考點的考查重點是由電能表的讀數(shù)及電能表中的各參數(shù)的意思，電能的計算.

1.電能表的重要參數(shù)：

（1）“220V”是指電能表的額定電壓是220V；

（2）“10（20）A”是指這個電能表的標定電流為10安，額定最大電流為20安；

（3）“50Hz”指這個電能表在50赫茲的交流電路中使用；

（4）“600r/kW· h”指這個電能表每消耗一度電表盤轉(zhuǎn)600轉(zhuǎn).

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考點2 電功率（高頻考點）

考點分析：本考點是廣東中考的高頻考點，考查的重點是有關(guān)電功率的計算，考查難度較大，一般都為綜合題，分值比重也較大，備考時要吃透這個考點.需掌握的知識點：

（1）電功率是表示用電器消耗電能快慢的物理量，用符號P表示.

（2）電功率大小等于用電器在1秒時間內(nèi)所消耗的電能。電功率的計算公式是：P- W/t= UI.

（3）電功率的國際主單位是：瓦特，用符號W表示；另一個常用單位是：千瓦，用符號kW表示；它們之間的換算關(guān)系是：1kW=1 000W.

（4）額定電壓是指用電器正常工作時的電壓；額定功率是指用電器在額定電壓下的功率。當(dāng)燈泡的實際電壓偏高時，燈泡實際功率會偏大，燈泡強烈發(fā)光；當(dāng)燈泡的實際電壓偏低時，燈泡實際功率會偏小，燈泡發(fā)光暗淡.

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