焦耳定律实验及电热计算
3.6.3焦耳定律---电热器(教师版)
焦耳定律电热器【知识点1】电流的热效应1. 电流的热效应（1）概念：电流通过各种导体时，会使导体的温度升高的现象。
（现实生活中一定存在）（2）实质：电能→内能。
2. 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，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
（2）公式： （3）影响因素a. 当电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
b. 当电阻、通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多。
c. 当电流与电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。
（4）实验【运用控制变量法、转换法】【典例】例1 焦耳定律实验在研究电流产生的热量跟哪些因素有关的实验中（如图所示），两个密闭的透明容器中装有等量的空气。
（1）图甲中，两根电阻丝串联的原因是保证 电流和通电时间相同 ，U 形管中液面高度的变化反映了 电阻丝产生的热量的多少；通电10s ，观察到图中两个U 形管中液面高度的变化不相同，这说明：电流产生的热量与 电阻大小有关。
t2R I Q（2）图乙中，通电20s，电阻丝a、b产生的热量之比Qa：Qb=4：1 。
（3）在图乙的实验中，若电阻丝c发生了断路，那么与断路前相比，电阻丝b的功率将变大（选填“变大”、“变小”或“不变”）。
（4）图甲的实验结论能够解释“电炉子工作时，电炉丝热得发红，而与其相连导线却几乎不发热”的现象。
例2 焦耳定律应用一根电热丝的电阻值为R，将它接在电压为U的电路中时，在时间t内产生的热量为Q．使用一段时间后，将电热丝剪掉一小段，剩下一段的电阻值为0.5R．现将剩下的这段电热丝接入电路，则（）CA．若仍将它接在电压为U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5QB．若仍将它接在电压为U的电路中，产生的热量为Q，所需时间为2tC．若将它接入电压为0.5U的电路中，在时间t内产生的热量为0.5QD．若将它接入另一电路，在时间t内产生的热量仍为Q，这个电路的电压为0.5U例3 证明证明：若将R1与R2并联后接在电压为U的电源上，在时间t内电流通过R1产生的热量为Q1，通过R2产生的热量为Q2，若将R1与R2串联，则t时间内两个电阻产生的总热量Q= 。
焦耳定律计算公式
焦耳定律计算公式
1. 焦耳定律定义：
电流通过导体时所产生的热量Q，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
2. 焦耳定律公式：
Q=I2Rt，适用范围：任何电路。
掌握变量法：
(1)掌握电流和电阻相同，讨论电热与通电时间的关系
(2)掌握通电时间和电阻不变，转变电流的大小，讨论电热与电流的关系
(3)掌握通电时间和电流不变，转变电阻大小，讨论电热与电阻的关系串并联电路电热关系：
串联电路中，电热之比等于电阻之比，
并联电路中，电热之比等于电阻的反比
“焦耳定律”中的掌握变量法：
焦耳定律的试验运用了掌握变量法，当两段电阻串联时，掌握电流
和通电时间相同，得出电流产生的热量与电阻大小有关，当两电阻并联时，掌握电阻和通电时问不变，得出电流产生的热量与电流大小有关。
例：小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”。
两只相同的烧瓶中装有适量的煤油，烧瓶A中浸泡着一段铜丝，电阻较小；烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度。
(1)为保证明验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应当相同。
(2)试验中，小字和小刚发觉B烧瓶中温度计的示数上升得快。
这表明：在电流和通电时间相同的状况下，导体的电阻越大，产生的热量越多。
解析：(1)利用掌握变量法在探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”时应掌握其他因素不变，如煤油的质量，相同的烧瓶，相同的温度计等。
(2)B瓶中温度计上升得快，说明相同时间内煤油汲取的热量多，由于镍铬合金丝电阻大于铜丝电阻，所以在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量越多。
3.6.2电功率与焦耳定律的计算(讲义)(原卷版+解析)
浙教版九年级上册第三章第六节电功率与焦耳定律的计算【知识点分析】一.焦耳定律及电热1．焦耳定律：(1)1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。
焦耳定律是一个实验定律。
它的适用范围很广，纯电阻电路、非纯电阻电路在计算电热时都用到它。
(2)热功率：单位时间内导体的发热功率叫做热功率．热功率等于通电导体中电流I的二次方与导体电阻R的乘积．(3)电功率与热功率:对纯电阻电路，电功率等于热功率即： P=I*U=I2R=U2/R此时，可得U=IR,所以纯电阻电路也可以说是欧姆定律成立的电路对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和．2.电热（1）电热：由于导体的电阻，使电流通过导体时消耗的电能中转化为内能的那一部分能量叫电热。
（2）内容：电流通过导体时产生的热量等于电流的平方、导体的电阻和通电时间的乘积。
（3）公式：Q=I2Rt.（4）适用对象:凡是要计算电热，都应首选Q=I2Rt，可求任何电路中电流I通过电阻R时所产生的热量。
3．热功率的意义及计算（1）热功率：单位时间内发热的功率叫作热功率。
热功率即电能转化为内能的功率，即：P=Q/t=I2R（2）热功率计算:当电路不是纯电阻电路时，电功用W=UIt来计算，电热Q只能用Q=I2Rt 进行计算，电功率用P=IU计算，热功率只能用P热=I2R计算。
4.电热的档位问题：如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R2单独工作中温档：R1单独工作低温档：R1,R2同时工作如图所示R1>R2根据P=U2/R可得出高温档：R1,R2同时工作中温档：R2单独工作低温档：R1单独工作【例题分析】【例1】（2021·甘肃期末）额定电压均为6V的甲、乙两灯，I﹣U图像如图所示，下列说法正确的是（）A．甲、乙两灯并联接在电压为2V的电源两端时，电阻之比为3∶2B．甲、乙两灯串联接在电压为8V 的电源两端时，实际功率之比为1∶3C．甲、乙两灯的电阻均随电压增大而减小D．甲、乙两灯的额定功率之比为4∶1【例2】（2021·山东期末）如图所示，为“探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验电路，两密封容器内部盛有等量的空气，以下说法正确的是（）A．闭合开关S1、S2，通过三根电阻丝的电流相同B．先闭合开关S1，再闭合开关S2，电流表示数保持不变C．同时闭合开关S1和S2，可以比较电流通过导体时产生的热量与电流的关系D．闭合开关S1、S2一段时间后，右边U形管内的液面高度差比左边U形管的高【例3】（2022·河北期末）如图所示，灯L标有“6V，3.6W”字样，电源电压保持不变，闭合开关S，电流表示数为0.1A，灯实际功率为0.9W（灯丝电阻不随温度变化），下列分析不正确的是（）A．灯L的额定电流为0.6A B．电源电压为3VC．定值电阻R0的阻值为30Ω D．整个电路消耗的总功率为1.5W【例4】（2022·贵州六盘水中考）如图甲所示电路中，电源电压保持不变，滑动变阻器R 的最大阻值为5Ω。
焦耳定律的表达式
焦耳定律的表达式
焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。
内容是：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，跟通电的时间成正比。
焦耳定律数学表达式：Q=I²Rt；对于纯电阻电路可推导出：Q=W=Pt;Q=UIt;Q=(U²/R)t。
其中Q指热量，单位是焦耳（J），I指电流，单位是安培（A），R指电阻，单位是欧姆（Ω），t指时间，单位是秒（s），以上单位全部用的是国际单位制中的单位。
电流通过导体时会产生热量，这叫做电流的热效应，而电热器是利用电流的热效应来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见电热器。
电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大，熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成。
焦耳定律规定：电流通过导体所产生的热量和导体的电阻成正比，和通过导体的电流的平方成正比，和通电时间成正比。
该定律是英国科学家焦耳于1841年发现的。
焦耳定律是一个实验定律，它可以对任何导体来适用，范围很广，所有的电路都能使用。
遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量；比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。
第六节焦耳定律
即时应用(即时突破，小试牛刀) 3.如图2－6－2所示，电源电动势E＝10 V，内 阻r＝0.2 Ω，标有“8 V 16 W”的灯泡L恰好正 常发光，电动机线圈电阻R0＝0.15 Ω，则电源的 输出功率为( ) A．16 W B．440 W C．80 W D．400 W 图2－6－2
解析：选 C.由 E＝U 外＋U 内 ，U 内 ＝E－U 外＝(10 U内 2 －8) V＝2 V， 内 ＝Ir， U 所以 I＝ ＝ A＝10 A， 0.2 r 电源的输出功率 P 102×0.2) W＝80 W.
图2－6－3 【思路点拨】 (1)电动机不转时相当于纯电 阻，由欧姆定律求线圈电阻． (2)根据能量守恒求电动机正常运转时的输出 功率．
【精讲精析】 当电流表和电压表的示数为 0.5 A 和 1.0 V 时电动机停止工作，电路中只有电动机的内阻 U1 1.0 V 消耗电能，其阻值 r＝ ＝ ＝2 Ω.当电动机正常 I1 0.5 A 工作时， 电流表、 电压表示数分别为 2.0 A 和 15.0 V， 则电动机的总功率 P 总＝U2I2＝15.0×2.0 W＝30.0 W， 2 2 线圈电阻的热功率 P 热＝I2r＝2.0 ×2 W＝8.0 W，所 以 P 输出 ＝P 总－P 热＝30.0 W－8.0 W＝22.0 W.
电热Q
1、定义:电流通过导体产生的热量. 2、公式:
(1)推导： 电能全部转化为内能： Q=W=IUt
欧姆定律：U=IR (2)实I
t
电热普适公式
焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q 等于电流I的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积 ．
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW· h).
【答案】
22.0 W
2Ω
【规律总结】
焦耳定律(4)
直线运动
一、电功
1、电流做功实质上是电场力推动自由电荷定向移动所 做的功. 做的功. 2、电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化. 电流做功的过程伴随着电能和其它形式的能的转化. 3、表达式 W＝UIt （定义式） 定义式）
二、电功率
1、表示电流做功快慢的物理量 2、表达式 P＝UI （定义式） 定义式）
直线运动
5焦耳定律
焦耳 (1818-1889)
直线运动
焦耳1818年12月24日生于英国曼彻斯特 年 月 日 焦耳
1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度 年 焦耳把环形线圈放入装水的试管内， 和电阻时的水温。通过这一实验，发现： 和电阻时的水温。通过这一实验，发现：导体在一定时间内放出 的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。四年之后， 的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。四年之后， 俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果， 俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了 焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此，该定律称为焦耳 焦耳― 焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此，该定律称为焦耳 楞次定律 1843年，焦耳设计了一个新实验完全否定了热质说 年
1844年，焦耳研究了空气在膨胀和压缩时的温度变化，他在 年 焦耳研究了空气在膨胀和压缩时的温度变化， 直线运动 这方面取得了许多成就。 这方面取得了许多成就。通过对气体分子运动速度与温度的关系 的研究，焦耳计算出了气体分子的热运动速度值，从理论上奠定 的研究，焦耳计算出了气体分子的热运动速度值， 了波义耳―马略特和盖 吕萨克定律的基础， 马略特和盖―吕萨克定律的基础 了波义耳 马略特和盖 吕萨克定律的基础，并解释了气体对器 壁压力的实质。 无论是在实验方面，还是在理论上， 无论是在实验方面，还是在理论上，焦耳都是从分子动力学 的立场出发进行深入研究的先驱者之一。 的立场出发进行深入研究的先驱者之一。 1847年 焦耳做了迄今认为是设计思想最巧妙的实验： 1847年，焦耳做了迄今认为是设计思想最巧妙的实验：他在 量热器里装了水，中间安上带有叶片的转轴， 量热器里装了水，中间安上带有叶片的转轴，然后让下降重物带 动叶片旋转，由于叶片和水的磨擦，水和量热器都变热了。 动叶片旋转，由于叶片和水的磨擦，水和量热器都变热了。根据 重物下落的高度，可以算出转化的机械功；根据量热器内水的升 重物下落的高度，可以算出转化的机械功； 高的温度，就可以计算水的内能的升高值。 高的温度，就可以计算水的内能的升高值。把两数进行比较就可 热功当量的准确值来 以求出热功当量的准确值来。 以求出热功当量的准确值来。 1850年，焦耳凭借他在物理学上作出的重要贡献成为英国皇 年 家学会会员。当时他三十二岁。 家学会会员。当时他三十二岁。
第4节焦耳定律
原因：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。
电热的利用和防止
1.电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化 器等。 2.电热的防止：电视机后盖的散热窗、电脑主机里面 的小电风扇等。
1.电流的热效应是电流通过导体时_电__能__转化成_内_能__的 现象。电热器是利用电流的_热__效__应__制成的加热设备。 2.在研究“电流产生的热量跟电流的关系”的实验 中，应保持_电__阻__、时__间___一定，用_滑__动__变__阻__器__改变电 阻丝的电流。
3.一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生 多少热量？
解：通过电阻丝的电流为：I U 36V 0.6A
R 60
电流产生的热量为： Q=I2Rt=[(0.6)2×60×5×60]J=6480J
4、小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯， 发现它们上面都标有“220V 40W”的字样，若它们 都在额定电压下工作相同的时间，则产生热量最多的是
（A） A.白炽灯 B.节能灯 C.电风扇 D.电视机
1.电流的热效应与电阻大小的关系 2.电热的利用和防止
热水器
饮水机
电熨斗
电烤箱
加热器
我发现 我要问
电炉丝和导线通过的电流相 同。为什么电炉丝热得发红， 而导线却几乎不发热？
电流通过导体时产生热的 多少跟什么因素有关？
我会猜
与电阻、电流、通电时间 有关
设计实验:电流通过导体时产生的热的多少与电阻的 关系（控制变量法 转换法） 1.将一段铜丝与一段镍铬合金丝串联,并粘上等量的 凡士林,通过观察凡士林熔化所用时间的长短进行比 较.(加热固体)
《焦耳定律及其应用》课件
防尘、防潮
为20MΩ，试求防电墙的电阻。
（3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，电流
相等，即：U人/R人=U墙/R墙
U人+ U墙=220V
防电墙的电阻为R墙= U墙R人/U人=（220V-20V）
×20MΩ/20V=200MΩ
某型号电热水器
额定电压/V
220
（2013日照）随着城市化建设的发展，许多家 庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为
=10A
由U=IR=10A×20Ω=200V
某型号电热水器
（3）防电墙技术就是在电热水器内部 形成永久性电阻，电热水器经防电墙处
额定电压/V 额定电功率/W
220 2420
理后，使人体承受的电压不高于20V，
容积/dm3
50
保证异常漏电情况下，接触热水器的人 商品特征：安全防电墙、防水、
的安全。如图所示，若人体的最大电阻
额定电压/V
220
（2）该热水器在某时间段使用时 额定电功率/W 2420 ，20min内产生的热量为
2.4×106J，求通过电热水器的电
容积/dm3
50
流和它工作的实际电压。
商品特征：安全防电墙、防水、 防尘、防潮
（2）R=U额2/P额=（220V）2/2420W=20Ω
Q=I 2Rt 得：I=
=
住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了
容积/dm3
50
一款某型号的电热水器（其铭牌见下表 ），安装在卫生间的墙上。小丽在使用
商品特征：安全防电墙、防水、 防尘、防潮
过程中发现：
（1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min，热 水器上的温度示数由22℃上升到46.2℃。已知水的比热容为 4.2×103J/(kg. ℃),水的密度为1.0×103kg/m3，求此过程中 电热水器的热效率。 （2）该热水器在某时间段使用时，20min内产生的热量为 2.4×106J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压。 （3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热 水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V，保证异 常漏电情况下，接触热水器的人的安全。如图所示，若人体的 最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻。
18.4 焦耳定律
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算。
对只存在电流热效应的电路均可用这些公式来计算热量。
电功与电热的区别与联系
①电功与电热的区别
电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路
消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。
电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的
那一部分。
两者表示的意义不同，是两个不同的概念。
例如：当电扇工作时，消耗的电能主要
转化为电机的机械能，有少部分转化为内能发热。
W总＝UIt =W机械能＋Q热量
电能>内能
总结：电功与电热的联系
① 在纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，电路消耗
的电能和生成的内能在数值上是相等的，即W=Q，如电炉、电
热器、电熨斗等.
② 在非纯电阻电路中，如含有电动机等，电流做的功一部
②影响电功大小的因素
电流所做的功与 电压、电流、通电时间 成正比。
③公式：
W = UIt
④国际单位：焦耳（J）
1焦 =1伏·1安·1秒
思考：生活中，利用电能转化为内能的用电器有哪些？
通电后产生热量取暖
通电后可以烧开水
电热水壶
电热扇
电能转化内能
能转化为能的现象
：
电饭锅
通电后产生热量煮饭
电热毯
通电后电热毯发热
想一想:
导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？
猜想：
可能与电阻有关；
可能与电流有关；
可能与通电时间有关；
研究方法：
控制变量法
视频讲解《探究实验—电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系》
实验探究
实验Байду номын сангаас置
电热效应的产生与应用的实验研究
电热效应的产生与应用的实验研究引言：电热效应是指通过电流通过导体后产生的热量。
这个效应在我们日常生活中有着广泛的应用，例如电热水壶、热水器和电热毯等。
为了深入了解电热效应的产生和应用，下面将围绕着电热效应的定律、实验准备、实验过程以及实验的应用进行详细的解读。
一、电热效应的定律：电热效应有两个重要定律：焦耳定律和欧姆定律。
1. 焦耳定律：焦耳定律是描述电流通过导体时产生的热量与电流强度、导体电阻和导体温度之间的关系。
其数学表达式为：Q = I^2 * R * t其中，Q表示导体中产生的热量，I表示电流强度，R表示导体的电阻，t表示电流通过的时间。
从定律可以看出，导体中产生的热量与电流强度的平方成正比，与导体电阻和电流通过时间成正比。
2. 欧姆定律：欧姆定律是描述电流通过导体时导体电阻和电压之间的关系。
其数学表达式为：V = I * R其中，V表示电压，I表示电流强度，R表示导体的电阻。
从定律可以看出，电压与电流强度成正比，与导体电阻成正比。
二、实验准备：为了研究电热效应的产生和应用，我们需要准备以下实验器材和材料：1. 电源：提供电流。
2. 导体：可以是金属导线或其他导体材料。
3. 电阻器：可以调节导体的电阻。
4. 电压表：测量电压。
5. 电流表：测量电流。
6. 温度计：测量导体的温度。
7. 计时器：测量电流通过的时间。
8. 其他辅助器材：如导线接头、插线板等。
三、实验过程：1. 接线：将电源、电流表、电阻器和导体按照电路图连线。
2. 测量电压和电流：将电压表和电流表连接到电路中，测量电流和电压的数值。
3. 计时：使用计时器测量电流通过的时间。
4. 测量温度：使用温度计测量导体的温度。
5. 调节电阻：根据实验需要，通过旋钮或其他方式调节电阻的值。
6. 记录实验数据：将测量到的电压、电流、时间和温度记录下来。
7. 计算热量：根据焦耳定律的公式，计算导体中产生的热量。
8. 分析实验结果：根据实验数据和计算结果，分析电热效应的产生机理和规律。
第19讲：焦耳定律(学生版)
焦耳定律1．对焦耳定律内容的理解 2．利用焦耳定律计算电热一、焦耳定律 1．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。
（1）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】（1）在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
（2）在通电时间一定、电阻相同的情况下，通过电流大时，镍镉合金丝产生的热量多。
2．焦耳定律： 。
Rt I Q 2=Q ——热量——焦耳（J ）；I ——电流——安培（A ）； R ——电阻——欧姆（Ω）；t ——通电时间——秒（s ） 3．有关焦耳定律的注意事项（1）Q 不与I 成正比，而是与I 2成正比。
往公式里代数时要注意电流的代入：Q ＝I 2Rt ＝(1A)2×2Ω×5s ＝10J（2）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tR U UIt Rt I Pt Q 22====（3）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 ＝I 2Rt 。
（4）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。
5．串并联电路中电功、电功率、电热与电阻的关系物理量串联并联电功电功率电热比例关系题型：焦耳定律例1．甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为（）A．5：2 B．5：4 C．2：5 D．10：1例2．热熔胶在室温下为固体，加热变为较强粘性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起，如图是热熔胶枪的外形，在枪嘴内有电热丝．电热丝的电阻是1000Ω，通过的电流是0.2A时，1min产生的热量是J．例3．如图所示的电路中，电源电压保持6V不变，电阻R1=10Ω，R2=20Ω，闭合开关S，则R1消耗的电功率为W；若通电30s，电阻R2产生的热量为J．例4．当前城镇化建设进程中，在一些场馆和楼房建设工地上，常见一种“塔吊”的起重设备，其主要组成为电动机和机械两部分，如图所示．假设某“塔吊”配置的电动机铭牌上标有：额定电压380V，额定功率38kW，线圈电阻0.5Ω．在一次起吊中，该“塔吊”电动机正常工作25s，把质量为3t的重物吊起22m（g取10N/kg）．求：（1）电动机吊起重物的过程中消耗的电能．（2）电动机正常工作过程中线圈产生的热量．（3）该次起吊过程中“塔吊”机械部分的机械效率．例5．“吃火锅”是人们喜爱的一种饮食方法。
焦耳定律
焦耳定律是一个实验定律，它的适用范围很广。
遇到电流热效应的问题时，例如要计算电流通过某一电路时放出热量；比较某段电路或导体放出热量的多少，即从电流热效应角度考虑对电路的要求时，都可以使用焦耳定律。
从焦耳定律公式可知，电流通过导体产生的热量跟电流强度的平方成正比、跟导体的电阻成正比、跟通电时间成正比。
若电流做的功全部用来产生热量。
即W=UIt。
根据欧姆定律，有W=I^2;Rt。
需要说明的是W=U^2;/Rt和W=I^2;Rt不是焦耳定律，它们是从欧姆定律推导出来的，只能在电流所做功将电能全部转化为热能的条件下才成立(纯电阻电路）。
例如对电炉、电烙铁这类用电器，这两公式和焦耳定律才是等效的。
使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用时的对应关系相同。
当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。
注意：W=UIt=Pt适用于所有电路，而W=I^2;Rt=U^2;/Rt只用于纯电阻电路（全部用于发热）。
实验原理焦耳定律是定量说明传导电流将电能转换为热能的定律。
1841年，英国物理学家焦耳发现载流导体中产生的热量Q（称为焦耳热）与电流I 的平方、导体的电阻R、通电时间t成正比，这个规律叫焦耳定律。
采用国际单位制，其表达式为Q=I^2*Rt或热功率P=I^2*R其中Q、I、R、t、P各量的单位依次为焦耳、安培、欧姆、秒和瓦特。
焦耳定律是设计电照明，电热设备及计算各种电气设备温升的重要公式。
焦耳定律在串联电路中的运用: 在串联电路中,电流是相等的,则电阻越大时,产生的热越多. 焦耳定律在并联电路中的运用: 在并联电路中,电压是相等的,通过变形公式,W=Q=PT=U2/RT.当U定时,R越大则Q越小. 需要注明的是，焦耳定律与电功公式W=UIt只适用于纯电阻电路，即只有在像电热器这样的电路中才可用Q=W=UIt=I^2Rt=U^2t/R。
另外，焦耳定律还可变形为Q=IRQ（后面的Q是电荷量，单位库仑（c））。
焦耳定律ppt课件优秀课件
内容
电热的利 用和危害
56.信心源于实力,实力源于不断的努力。 2.成功与否，我们赌的是坚持。在你坚持的时候别人也许就放弃了。你坚持的越久你就越容易成功。 3.别说不读书没钱，你长得丑以后对象都没有。 52.勤奋求学，熬墨蓄势。 73.世上所有美好的感情加在一起，也抵不上一桩高尚的行动。 41.梦想是最纯粹的东西，实现它需要耐力和坚持。 56.时间应分配得精密，使每年每月每天和每小时都有它的特殊任务。 32.只要站起来的次数比倒下去的次数多，那就是成功。 41.灵魂在求知中净化，信念在事业中升腾。 66.只有经历地狱般的磨练，才能炼出创造天堂的力量。 16.人，穷时简单，富了复杂；落魄时简单，得势了复杂。 6.开口抱怨很容易，但是闭嘴努力的人才容易成功！ 77.把命运寄托在自己身上，这是这个世界上最美妙的心思。为此努力，拼搏，不舍昼夜。 44.日出东海落西山，愁也一天，喜也一天；遇事不钻牛角尖，人也舒坦，心也舒坦。 71.在攀登人生阶梯的旅途中，我们不怕慢，只怕停。只要不停止，再慢的速度也能达到顶峰。 83.世界上有二十岁的朽木，也有八十岁的常青树。 91.一百个目标不如一个实际的行动，我们每天还应多多反省得失之原由。每天询问自己收获了什么，进步了多少。那么，我们每天都是充实 的，快乐的。
焦耳
二、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，跟导体的电阻成正 比，跟通电时间成正比。
2．公式：Q = I2Rt 3．单位：焦耳（J）
三、电能和电热关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为 内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电 流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
实验5-12验证焦耳定律
03 实验步骤
实验器材的准备
导线
用于连接电源和实验装置，应 选用绝缘性好、导电性能良好 的导线。
恒温水浴
用于保持实验温度恒定，应选 用保温性能良好的水浴。
电源
提供稳定的直流电源，确保电 流和电压的准确性。
焦耳计
用于测量热量，应选择精度高、 稳定性好的焦耳计。
计时器
用于测量加热时间，应选用精 度高、稳定性好的计时器。
理解焦耳定律在日常生活和工业生产中的应用
总结词
了解焦耳定律在日常生活和工业生产中 的应用实例，理解其实际意义和价值。
VS
详细描述
焦耳定律在日常生活和工业生产中有广泛 的应用。例如，电热器就是利用焦耳定律 原理制成的，通过电阻丝通电产生热量来 加热水或其他介质。此外，在电池充电和 放电过程中，也会涉及到焦耳定律的应用 。通过了解这些应用实例，可以更好地理 解焦耳定律的物理意义和实际价值。
在加热过程中，应注意 观察是否有异常气味或 声音，如有异常应立即
切断电源。
05
接通电源，记录加热时
02
间、电流和电压等参数。
在实验过程中，应注意 保持恒温水浴的温度稳
定，避免外界干扰。
04
数据记录与处理
准确记录加热时间、电流、电压 和焦耳计的读数。
根据焦耳定律公式计算热量，并 进行误差分析。
将数据整理成表格或图表形式， 便于分析和总结。
误差分析
在实验过程中，我们进行了误差分析，并发现误差主要来源于测量 设备的精度和实验操作中的误差传递。
实验条件限制
实验过程中，我们注意到实验条件对结果的影响，如环境温度、湿 度和电源稳定性等因素可能对实验结果产生影响。
焦耳定律在实际应用中的意义
焦耳定律
解： I＝
U
R
＝
36V
60Ω
＝0.6A
2 2 Q=I Rt=(0.6) ×60×300J=6480J
典型例题解析
【例4】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置， 它是由三段阻 值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路 与方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时 为高温，掷到B 点时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生 的热量是低 温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它的电 路图.
课时训练
6.研究焦耳定律的实验装置如图所示，在两个相同的烧瓶中 装满煤油，瓶中各放一根 电阻丝，甲瓶中电阻丝的阻值比乙 瓶中的电阻大.实验分三步进行，其中第一步为：接通电 路 一段时间，比较甲、乙两瓶中的煤油哪个上升得高，这一步 是在什么情况下研究热量跟哪 个物理量的关系?( D ) A.是在通电时间相同的情况下，研究热量跟电流的关系 B.是在电流相同的情况下，研究热量跟通电时间的关系 C.是在电流相同但电阻不同的情况下，研究热量跟通电时间 的关系 D.是在电流和通电时间相同的情况下，研究热量跟电阻的关 系 图
4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别 加上相同的电压，那么下列说法 中正确的是(C ) A.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多 B.短的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多 C.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较少 D.短的镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生的热量较少 5.一根电阻丝接在电压U=5V的电源上，在1s内产生的热 量是2J，要让该电阻(其电阻大 小恒定不变)产生8J的热量， 可采用的办法是( A ) A.使电源电压变为10V，通电时间仍为1S B.使电源电压仍为5V，通电时间变为2S 1 C.使电源电压变为20V，通电时间变为 2 S D.使电源电压变为10V，通电时间变为2S
电热公式及焦耳定律
电热公式及焦耳定律好的，以下是为您生成的文章：咱们生活中啊，电和热的关系那可是相当密切。
比如说冬天用的电暖器，还有热得快，这些东西的工作原理都离不开电热公式和焦耳定律。
先来说说电热公式。
电流通过导体时会产生热量，这个热量的多少可以用公式 Q = I²Rt 来计算。
这里的 Q 表示热量，I 是电流，R 是电阻，t 是通电时间。
这个公式就像是一个神奇的魔法咒语，能告诉我们在电流、电阻和时间的作用下，到底会产生多少热量。
就拿我之前遇到的一件事儿来说吧。
有一次我家里的电烤箱坏了，我好奇这到底是咋回事，就拆开研究了一下。
发现里面的电阻丝好像有点不对劲，电阻变得不稳定了。
这时候我就想到了电热公式，电阻出了问题，那产生的热量肯定就不正常啦，怪不得烤箱不好使了呢！再讲讲焦耳定律。
焦耳定律其实就是在强调电能转化为热能的规律。
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，跟通电时间成正比。
这意味着，电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量就越多。
比如说咱们平常使用的电水壶，它里面的电阻比较大，电流通过的时候就会产生大量的热，很快就能把水烧开。
但要是电阻变小了，那烧水的速度可就慢喽。
在学习这些知识的时候，我还发现一个有趣的现象。
我们在做物理实验的时候，用相同长度和粗细的铜线和镍铬合金线，通上相同的电流，相同的时间，结果镍铬合金线发热更明显。
这就是因为镍铬合金线的电阻比铜线大，根据焦耳定律，电阻大产生的热量就多。
回到生活中，夏天的时候，咱们家里同时开着好多电器，像空调、冰箱、电视啥的，这电流可就大了。
如果电线的电阻再大一些，那产生的热量一多，电线就可能会发烫，甚至引发安全问题。
所以啊，咱们在用电的时候，得注意合理安排，别让电路负担过重。
总之，电热公式和焦耳定律在我们的生活中无处不在，了解它们不仅能帮助我们更好地理解各种电器的工作原理，还能让我们在使用电器的时候更加安全、合理。
从小小的电灯泡到大大的工厂设备，这些定律都在默默地发挥着作用，掌控着电与热之间的奇妙转换。
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洋思中学九年级物理练习2014.1.2
班级________姓名________一、选择题
1．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2．某阻值为4Ω的定值电阻，通过的电流为0.5A，则1min产生的热量是（）A．2J B．30J C．.60J D．120J.J
3．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
t
R
U
Q
2
可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C．根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
4．假设导体没有电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是（）
A．白炽灯仍然能发光B．电动机仍然能转动
C．电饭锅仍然能煮饭D．电熨斗仍然能熨衣服
5．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。
烧瓶内
装有质量和初温完全相同的煤油，瓶中
铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相
同。
下列选项是关于此实验的一些描
述，其中正确的是（）
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瓶中温度计的示数更高
D．在乙图中，相同时间内，电流越大，温度计的示数升高得越多
二、填空题
6．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________。
7．一根阻值为50Ω的电阻丝，通电100s，通过的电流为1A，则电流通过电阻丝产生的热量为J，此时电阻的电功率为W。
8．一段导体两端的电压是24V时，通过的电流是0.5A，则导体的电阻是______Ω，这段导体消耗的电功率是W，通电10s产生的热量是J．
9．家庭电路中各用电器是联的，铭牌上均标有“220V
100W”的电视机和电热毯都正常工作1小时，则产
生的热量较多。
10．在如图所示的电路中，R1=15Ω，R2=20Ω，闭合开关后，电流表
的示数为0.4A．则R1两端的电压为__ V，通过电阻R2的电流为__ A．若通电100秒，R2产生的热量为__ J．
11．一个额定电压为12V的小型电动机正常工作时，测得通过电动机的电流是0.5A，工作10min，电流做功为J，在这10min内该电动机线圈产生的热量是360J，则电动机线圈的电阻是Ω。
三、解答题
12．在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，两阻
值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一
烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通过导体产生的热量不
易直接观察，本实验中通过显示电流产
生的热量变化；上述实验中采用这种电路连接方式的目的
是。
13．小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。
甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的小。
（1）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水
做实验，主要是由于________________________________________________。
（2）实验中，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是
______________________ 。
（3）若乙瓶中的温度计示数变化了10℃，镍铬合金丝消耗了3.3×10-3kW·h
的电能，烧瓶中煤油的质量是________。
[已知c煤油=2.1×103J／
(kg·℃)，不计热损失]
14．在实验探究中，经常可以用同样的实验装置完成不同的探究课题。
如图所示，两电阻丝串联在电路中，将其放入同样大小的烧瓶中，可以对瓶中液体加热。
现有如下课题：A．探究不同物质的吸热能力
B．探究导体电阻大小与材料是否有关
C．探究通电导体产生的热量与电阻大小的关系
D．探究导体电阻大小与长度是否有关
（1）如果两瓶中电阻丝电阻大小相等，烧瓶中装着相同质量的
水和煤油，则可以探究课题。
（填课题对应的字母）
（2）如果烧瓶中都装着相同质量的水，但电阻丝电阻大小不同，
则可以探究课题。
（填课题对应的字母）
（3）在与（2）条件相同的基础上应选择相同，材料不同的电阻就可以探究课题B。
15．在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电
时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油
质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R1>R2。
（1）烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较(选
填“大”或“小”)。
开关接在干路，是为了控制相同。
（2）闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快。
则B中电
阻丝放出的热量比A中放出的热量（选填“多”或“少”）。
由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越（选填“多”或“少”）。
（3）电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的。
由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要（选填“长”或“短”）一些。
16．小明和小红想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”。
两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，
烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金
属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。
两瓶煤油中温度计可以
显示煤油的温度。
（1）根据法的研究思想，应该使这
两个烧瓶中煤油的质量相等。
（2）小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是。
A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值
C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容（3）实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。
这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越，产生的热量越多。
（4）小红把实验装置作了一些改动：在相同的烧瓶A、B中装满煤油，用细玻璃管代替温度计做实验，当煤油温度上升时，会看到细玻璃管内的液面明显上升。
下列实验
中也用到这种思想和方法的是。
A．将不同的电阻丝分别接到同一电路中，通过比较电流的大小来比较电阻的大小
B．将乒乓球靠近发声的音叉，通过乒乓球被弹开显示音叉在振动
C．让不同的纸团从相同高度同时下落，通过落地的先后判断运动的快慢
17．前些日子，小亮的妈妈买了一个“天际”牌自动电热水壶送给爷爷，其铭牌如右表。
小亮为了给爷爷说明电热水壶的使用方法，他接水至800ml刻度，然后把壶放在加热座上，拨开开关，5min20℃。
(1)这壶水吸收的热量为多少?
(2)烧水时家中电压为220V，求电热水壶的热效率．
(3)在用电高峰，电路中的实际电压降为198V，这时电热水壶的实际功率为多大?
18．图甲是内胆为铝质材料的电饭锅，内部电路如图乙所示，R1是加热电阻，阻值为48.4Ω；
R2是限流电阻，阻值为484Ω。
煮饭时，接通电源（220V 50Hz），闭合手动开关S1，电饭锅处在加热状态。
当锅内食物温度达到103℃时，开关S1会自动断开，断开后若无外力作用则不会自动闭合，S2是一个自动温控开关，当锅内食物温度达到80℃时会自动断开，温度低于70℃时会自动闭合。
（已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃);查表可知铝的熔点为660℃）
请解答下列问题：
（1）如果接通电源后没有放入食物就闭合
开关S1，电饭锅的内胆是否会熔化？
为什么？
（2）在保温和加热两种情况下，电饭锅消
耗的电功率之比是多少？
（3）若在一个标准大气压下将温度为20℃，质量为2.5kg的水烧开需要16min40s，求电饭锅正常工作时电能转化为内能的效率是多少？
19．如下表及图所示，是某电热饮水机说时书的一些数据和电路原理图，该电热饮水机有加热和保温两种工作状态（由机内的温控开关S0控制）。
求：
（1）当开关S闭合，开关S0断开时，饮水机的功率是多大？
（2）保温电阻R2的阻值是多少？
（3）若正常工作时，该电热器加热的效率为90％，将满热水箱的水从20℃加热到95℃需要多长时间？（C水=4.2×103J/kg·℃）
命题：陈爱群。