《探究焦耳定律》电能与电功率PPT课件

【学习目标】

1．知道电流的热效应及其在实际中的应用与控制.

2．通过实验探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关.在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法.

3．了解焦耳定律，用焦耳定律说明生活、生产中的一些现象，会用焦耳定律进行简与的计算.

核心考点：电热的计算.

【课前预习】

1.电流通过导体时，通电导体产生的热量,跟________成正比，跟________成正比，跟________成正比．

2. 科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，英国物理学家________做了大量实验，于1840年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．为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为________的单位．

3.一根阻值为10Ω的电阻丝，通过的电流为2A，通电20s电流产生的热量为________J．

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【课堂精讲】

知识点1.通电导体放出的热量跟哪些因素有关

（1）猜想与假设：通电导体放出的热量可能与导体的电阻、导体中的电流和通电时间有关

（2）设计实验

为了比较电阻丝产生热量的多少，可以将电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电阻丝产生的热量会被煤油吸收，煤油的温度就会升高.通电导体放出的热量越多，煤油吸热后升高的温度也越多.我们可以通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少.

a．探究导体产生的热量跟电阻的关系

要探究导体产生的热量跟电阻的关系，应选择两个阻值不同的电阻丝（如电阻为5的铜丝和电阻为10的镍铬合金丝）来进行实验.研究时要控制通过两个电阻丝的电流大小相等，因此，可将两个电阻丝串联在电路中.同时，注意通电时间的控制.

b．探究导体产生的热量跟电流的关系

要探究导体产生的热量跟电流的关系，应保持电阻值和通电时间不变，改变通过电阻丝的电流，这可以跟电阻丝串联一个滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的电流.

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【例1】小明利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计可显示瓶中煤油的温度，煤油中都浸着一段横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝，已知甲瓶中的镍铬合金丝比乙瓶中的长．

（1）请用笔画线代替导线将电路连接完整，要求闭合开关、滑动变阻器的滑片向右移动时电路中电流变大；

（2）正确连接电路，闭合开关后，可以观察到______（选填“甲”或“乙”）瓶中温度计的示数升高得更快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．

（3）利用此装置还可探究电流通过导体产生的热量与______的关系，实验时移动滑动变阻器的滑片，观察______（选填“同一”或“不同”）烧瓶内的温度计示数升高的快慢．

（4）小明认为，将该装置改进后，还可以做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应将其中一烧瓶中的煤油换成水，对这部分水的具体要求是______，并且要使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻______．水和煤油吸热的多少是通过______来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）．通过实验，发现水的温度上升较慢，表明______的比热容比较小．

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知识点2.焦耳定律

（1）内容：电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.这个规律叫做焦耳定律.

（2）公式：Q=I2Rt

Q表示电流流过导体时产生的热量，单位是J；I表示通过导体的电流，单位是A；R表示导体的电阻，单位是；t表示通电时间，单位是s.

（3）导出公式：Q=Pt；Q=UIt；Q=

这三个公式只适用于电能全部转化为内能的情况，也就是电流所作的功全部用来产生热量的纯电阻电路中.

【例2】（2014•遵义）一台电炉通电后电炉丝热的发红，与电炉丝连接的导线却不怎么热，这台电炉的额定电压为220V，额定功率为1100W，与电炉丝连接的导线的电阻为0.1Ω，电炉正常工作10min，通过导线的电流为_____A，导线上产生的热量是　 

【练习2】（2014•达州）一台线圈电阻为0.3Ω电动机，接在12V的电源上时，通过电动机的电流为0.5A，在2min内电流产生的热量是_____J，转化成的机械能是_____J．

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【随堂检测】

1. （2014•无锡）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R1、R2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，R1＜R2，装入烧瓶的煤油质量相等，下列有关此探究活动的各种表述，错误的是（　　）

A．在此实验中，电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的

B．甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关

C．比较相同通电时间内a，c两支温度计示数变化情况，可探究电流产生的热量与电流是否有关

D．在相同的通电时间内，d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多

2. （2014•衡阳）将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中，串联接入电路，R1：R2=2：3．通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为（　）

A．3：2  B．2：3

C．4：9  D．9：4

3.下列例子中，能防止电热危害的是（   ）

A．供取暖用的电褥子

B．高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置

C．收音机、电视机的机壳上有许多小孔

D．孵化家禽的电热孵卵机

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第十五章复习课

考点1.电能和电能表

考点分析：本考点的考查重点是由电能表的读数及电能表中的各参数的意思，电能的计算.

1.电能表的重要参数：

（1）“220V”是指电能表的额定电压是220V；

（2）“10（20）A”是指这个电能表的标定电流为10安，额定最大电流为20安；

（3）“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；

（4）“600r/kW· h”指这个电能表每消耗一度电表盘转600转.

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考点2 电功率（高频考点）

考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是有关电功率的计算，考查难度较大，一般都为综合题，分值比重也较大，备考时要吃透这个考点.需掌握的知识点：

（1）电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，用符号P表示.

（2）电功率大小等于用电器在1秒时间内所消耗的电能。电功率的计算公式是：P- W/t= UI.

（3）电功率的国际主单位是：瓦特，用符号W表示；另一个常用单位是：千瓦，用符号kW表示；它们之间的换算关系是：1kW=1 000W.

（4）额定电压是指用电器正常工作时的电压；额定功率是指用电器在额定电压下的功率。当灯泡的实际电压偏高时，灯泡实际功率会偏大，灯泡强烈发光；当灯泡的实际电压偏低时，灯泡实际功率会偏小，灯泡发光暗淡.

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