焦耳定律讲义
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》 讲义
《焦耳定律》讲义一、引入在我们的日常生活中，电的应用无处不在。
从电灯照亮我们的房间，到各种电器为我们提供便利，电的作用不可或缺。
然而，在电流通过导体时，会产生热量，这就涉及到一个重要的物理定律——焦耳定律。
二、焦耳定律的内容焦耳定律指出：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。
用公式来表示就是：Q ＝ I²Rt其中，Q 表示热量，单位是焦耳（J）；I 表示电流，单位是安培（A）；R 表示电阻，单位是欧姆（Ω）；t 表示时间，单位是秒（s）。
三、焦耳定律的实验探究为了验证焦耳定律，我们可以进行一个简单的实验。
实验器材：电源、开关、电流表、电压表、滑动变阻器、定值电阻、导线若干、温度计、秒表。
实验步骤：1、按照电路图连接好实验电路，其中定值电阻作为研究对象。
2、闭合开关，调节滑动变阻器，使电路中的电流为 I₁，记录此时电流表和电压表的示数，以及经过一定时间 t₁后温度计的示数变化ΔT₁。
3、再次调节滑动变阻器，改变电流为 I₂，记录相应的数据，并经过相同时间 t₁后，记录温度计的示数变化ΔT₂。
4、保持电流不变，更换不同阻值的定值电阻，重复上述实验。
通过对实验数据的分析，可以得出电流、电阻和时间与产生热量之间的关系，从而验证焦耳定律。
四、焦耳定律的应用1、电热水器电热水器是利用焦耳定律来工作的典型例子。
通过在热水器内部的电阻丝中通以电流，电阻丝发热，将水加热。
我们在选择电热水器时，需要考虑其功率（功率等于电流的平方乘以电阻）和加热时间，以满足我们的用水需求。
2、电炉电炉也是基于焦耳定律工作的。
电炉中的电阻丝在电流通过时产生大量的热量，可以用于加热物体或进行熔炼等操作。
3、电路中的发热问题在电路中，电阻较大的元件往往会产生较多的热量。
如果热量不能及时散发，可能会导致元件损坏，甚至引发火灾等安全事故。
因此，在设计电路时，需要考虑电阻的大小和散热问题。
物理九年级第18章第4节《焦耳定律》优质课件
交流举出日常生活中 用电器通电后主要产生热的例子。 （比一比哪一组找得多。）
电热器
热水器
电熨斗
饮水机
电饭煲
上面这些生活中常用的电器有什 么共同的特性？
电
内
电流通过导体热时效应能转化成 能，
这个现象叫做电流的
。
一、电流的热效应 动手做：自制灯泡
不同材质，不同粗细，不同长度的金属丝， 都会出现发热现象，且烧掉的时间也不相同。
二、电流的热效应与什么因素有关
实验探究：影响电流热效应的因素
猜想与假设 跟电阻 有关
烫手 用越久
干路 着火
越烫手
不烫手
跟电流 有关
跟时间 有关
二、电流的热效应与什么因素有关
实验探究：影响电流热效应的因素 实验方法
（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？
生的热量为Q2，那么Q2是Q1的 ( B )
A、2倍
B、4倍 C、0.25倍 D、0.5倍
3.一根60Ω 的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内共产 生多少热量？ 解： I=U/R=36V/60Ω=0.6A
Q=I2Rt=(0.6)2×60×5×60=6480J 4.某电动机上标有“220V 2A”，它的线圈电阻为5 Ω， 当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生 的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机 械能？
解：消耗的电能为:W总=UIt=220V×2A×60S=26400J 线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)2×5 Ω×60S=120J 得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－120J=25200J
学习了本课后，你有哪些收获和感想？ 和大家分享一下好吗？
《焦耳定律》课件
根据实验数据绘制图表，以电流为横坐标，以电压为纵坐标，以加热时间为底边，计算各组数据的斜率，并对结果进行分析。
步骤2
在电热丝放置一定质量的水，加热一段时间后，测量水温变化，并记录数据。
实验步骤及结果分析
04
焦耳定律的应用
温度控制
电热器的温度控制是一个重要的考虑因素。为了确保食物在不同温度下均匀受热，电热器的温度调节器需要精确控制电阻丝的加热功率。
导体：容易导电的物质，如金属和电解质溶液
03
焦耳定律的实验验证
实验目的
验证焦耳定律中电流的热效应与电阻的关系
学习使用简单的实验器材和设备
观察实验现象，加深对电流热效应的理解
了解实验数据的处理和分析方法
当电流通过导体时，导体会发热，这种现象称为电流的热效应。产生的热量与电流的平方、导体的电阻和通电时间成正比。
热传导
电烙铁通过烙铁头将热量传导到焊接点上，使元件与焊料熔化并连接在一起。
电烙铁
05
电阻的测量
测量原理
伏安法测电阻是基于欧姆定律的测量方法，通过测量电阻两端的电压和电流，计算出电阻值。
测量步骤
首先将电源、电阻、电流表和电压表按照正确的方法连接起来，然后接通电源，记录电流表和电压表的读数，最后根据欧姆定律计算电阻值。
注意事项
注意电源电压的稳定性，避免电流过大导致电阻过热，同时注意正确记录电流表的读数，避免误差。
06
安全用电常识
触电的危害
触电会造成严重的人身伤害，甚至死亡。
触电会对周围物体造成损坏，如引起火灾等。
触电会对家庭和企业的经济造成损失。
安全用电措施
使用合格的电器产品，不使用破损或老化的电器。
使用电器时要注意说明书，避免误操作。
中考物理第11讲焦耳定律(解析版)
第11讲焦耳定律——划重点初三期中期末之复习讲义考点1：电流的热效应1.电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.影响电流通过导体时产生热量的因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。
通过导体的电流越大、导体的电阻越大、通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。
电流通过导体时产生热量的比较①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。
②在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
考点2：焦耳定律英国物理学家焦耳做了大量实验，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，即焦耳定律。
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.定义式：Q=I2Rt3.公式适用范围：普遍适用，适用于任何用电器和电路。
4.公式应用注意事项：①同体性：Q、I、R、t必须对应同一段导体或同一个用电器；②同时性：Q、I、R必须是同一时间t内同一段电路中的三个物理量；③统一单位：Q、I、R、t四个物理量的单位都必须是国际单位。
5.焦耳定律公式的理论推导：在纯电阻电路中，电流所做的功全部转化为热量，而没有转化为其他形式的能，那么此时电流产生的热量Q就等于消耗的电能W电，即Q=W电，因W电=UIt，根据欧姆定律的变形式U=IR，可推导出Q=W电=UIt=IR·It=I2Rt。
纯电阻电路与非纯电阻电路的公式应用规律：考点3电热的利用和防止1.电热的利用电热的主要作用是制成各种各样的电热器。
电热器的主要部分是发热体，发热体一般由电阻大、熔点高的金属导体制成。
电热器工作时主要将电能转化为内能，常见电热器如热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
很多用电器在工作时，虽然也会将一部分电能转化为内能，但其目的并不是利用电热，而是将电能转化为其他形式的能，这样的用电器不是电热器。
人教版九年级物理全一册通关讲义第4节焦耳定律(双基过关+考点突破)(原卷版+解析)
第4节焦耳定律双基过关知识点一、电流的热效应：1. 电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能的现象。
2.探究电热的影响因素(1)实验方法转换法、控制变量法。
(2)实验方案设计实验一:如图所示，探究电流通过导体时产生热量的多少与导体电阻的关系。
实验二:如图所示，探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系。
(3)实验结论①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。
②在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
③在两次实验过程中，随着加热时间的延长，U 形管两边液面的高度差增大，表明在电流大小、电阻大小相同时，通电时间越长，电阻产生的热量越多。
3.电流热效应的影响因素：（1）电流I：在通电时间t和电阻R相同的情况下，电流越大，产生的热量越多；（2）电阻R：在通电时间t和电流I相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多；（3）通电时间t：在电阻R和电流I相同的情况下，通电时间t越长，产生的热量越多。
基础自测：1．图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是（）A．洗衣机B．电视机C．电热水壶D．电风扇2．下列措施中，属于利用电流热效应工作的是（）A．电视机的后盖有很多孔B．电熨斗通电后发热可以熨平衣物C．与空调器相连的导线很粗D．电脑的主机中安装微型风扇3．为了探究电流产生的热量与哪些因素有关，某小组的同学设计了如图所示的实验电路，用两只规格相同的烧瓶，装有质量和初温都相同的煤油，煤油中的电阻丝通过橡皮塞上的接线柱与电路相连，烧瓶中电阻丝的阻值R甲＜R乙。
（1）图中的电路可以探究通电时间和_____相同时，电流产生的热量与_____的关系。
（2）通电一段时间后，温度计的示数升高，这是由于电流的_____效应引起的，这段时间内煤油的内能_____（选填“增加”、“减小”或“不变”），末温较高的应该是_____（选填“甲”或“乙”）瓶中的温度计。
（3）烧瓶中为什么装煤油而不装水？_____（答出一种可能即可）4．如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。
焦耳定律通用课件资料
WATCHING
电感是线圈对电流的阻碍作用， 与线圈的匝数、形状和材料有关。
电感越大，电流改变越困难，因 此电感对电流的影响主要体现在
交流电路中。
电容对电流的影响
电容是电容器储存电荷的能力， 与电容器的电极距离、材料和形 状有关。电容越大，储存的电荷 越多，对电流的阻碍作用也越大。
电磁场与焦耳定律的关系
电磁场的概念
VS
焦耳定律
焦耳定律表明，通过电阻器的电流会产生 热量，热量与电流的平方、电阻和时间成 正比。这个定律是热力学第二定律的一个 具体应用，因为它描述了电流如何产生热 量。
CHAPTER
焦耳定律的延伸思考与探索
量子力学对电热转换的影响
量子电动力学对电磁场与焦耳定律的解释
环境因素对电热转换的影响及应对措施
焦耳定律通用课件资 料
目 录
• 焦耳定律概述 • 焦耳定律的物理学原理 • 焦耳定律的实验验证 • 焦耳定律在日常生活中的应用 • 焦耳定律与其他物理定律的关联 • 焦耳定律的延伸思考与探索contentsCAPTER焦耳定律概述
焦耳定律的定 义
焦耳定律是定量描述电能和热能相互转换的物理定律，其内容为：在纯电阻电路 中，电功率等于电热功率。数学表达式为：P = I²Rt。
保设备的可靠性和稳定性。
CHAPTER
焦耳定律的物理学原理
电热转换的基本原理
01
02
电能转化为热能
焦耳热
03 热量的空间分布
电阻、电感和电容对电流的影响
电阻对电流的影响
电阻是导体对电流的阻碍作用， 与导体的材料、长度和截面积有 关。电阻越大，电流越难以通过，
产生的焦耳热也越大。
电感对电流的影响
第五节焦耳定律课件
焊接工艺
塑料加工
塑料加工过程中，利用焦耳定律产生 的热能使塑料熔化，再进行成型加工 。
在焊接过程中，利用焦耳定律产生的 热量熔化金属，实现金属的连接。
在科学实验中的应用
热传导实验
焦耳定律在热传导实验中用于研 究热量在不同物质之间的传递规
律。
热辐射实验
焦耳定律在热辐射实验中用于研究 热量在空间中的传递规律。
热力学实验
焦耳定律在热力学实验中用于研究 热量与物质状态变化之间的关系。
04
焦耳定律的拓展知识
焦耳定律与能量守恒定律的关系
焦耳定律与能量守恒定律是物理学中 的两个基本定律，它们之间存在密切 的联系。焦耳定律指出，在封闭电路 中，电阻器中产生的热量与电流、电 阻和时间成正比，而能量守恒定律则 表明，能量不能被创造或消灭，只能 从一种形式转化为另一种形式。因此 ，焦耳定律是能量守恒定律在电能和 热能之间转换的具体表现。
温度计
测量电阻丝的温度，确保实验 过程中温度的准确性。
恒温水槽
保持实验环境的温度稳定，以 减小环境温度对实验结果的影
响。
实验操作流程
准备实验器材
按照实验设备介绍准备 所需器材，并确保其完
好无损。
连接电路
将电源、电阻丝、温度 计和恒温水槽按照电路
图正确连接。
开始实验
打开电源，观察温度计 的读数变化，记录电阻 丝在不同时间点的温度
焦耳定律的基本概念
焦耳定律指出，在封闭电路中，电阻 器中产生的热量与电流、电阻和时间 成正比。
数学公式表示为：Q = I²Rt，其中Q表 示电阻器中产生的热量，I表示通过电 阻器的电流，R表示电阻器的电阻，t 表示时间。
焦耳定律的意义
焦耳定律是电路分析和电力传输 领域的基本定律之一，是理解和 设计电子设备和电路的重要依据
焦耳定律通用课件
电源
12V直流电源
导线
用于连接电源和实验装置
电阻丝
不同阻值的电阻丝，用于模拟不 同导体的电阻
支架
用于固定电阻丝和温度计
计时器
用于测量加热时间
温度计
用于测量电阻丝的温度
实验步骤
步骤1
准备实验器材，检查电源、导线 、电阻丝、温度计和计时器是否
完好。
步骤2
将电阻丝固定在支架上，连接电源 和导线，确保电路连接正确无误。
在此添加您的文本16字
分析影响电熨斗能耗的因素，如加热元件的功率、工作时 间和熨烫负荷等。
在此添加您的文本16字
探讨如何通过优化加热元件的功率和工作时间来降低电熨 斗的能耗。
在此添加您的文本16字
提供实际案例，如不同品牌和型号的电熨斗，说明如何应 用焦耳定律降低其能耗。
感谢您的观看
THANKS
的转换关系，进一步证明了热力学第一定律和能量守恒定律的正确性。
03 焦耳定律的应用
电热器
总结词
电热器是焦耳定律的重要应用之一， 通过电能转化为热能，实现加热和保 温效果。
详细描述
电热器利用电阻丝发热，将电能转化 为热能，通过散热片将热量散发到空 气中。电热器具有加热速度快、温度 可调、使用方便等特点，广泛应用于 家庭、办公室等场所。
焦耳定律通用课件
目录
CONTENTS
• 焦耳定律简介 • 焦耳定律的原理 • 焦耳定律的应用 • 焦耳定律的实验 • 焦耳定律的扩展知识 • 焦耳定律的习题与解答
01 焦耳定律简介
焦耳定律的发现
01
焦耳定律是由英国物理学家詹姆 斯·焦耳在19世纪初通过实验发现 的。
02
焦耳通过研究电阻中产生的热量 与电流、电阻和时间的关系，得 出了焦耳定律的基本原理。
2024中考二轮物理复习专题《第19讲 焦耳定律》重难点突破讲义
2024年中考物理重难点突破第19讲焦耳定律【重难点与突破】一、焦耳定律1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
2.焦耳定律：电流通过导体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。
数学表达式：Q=I2Rt。
Q-热量，单位：J。
I—电流，单位：A。
R—电阻，单位：ῼ。
t—时间,单位：s。
3.电热的利用与防止（1）有很多家用电器是利用电热在工作的，如电烤炉、电烤箱、电饭锅；工业上的炼钢等。
（2）很多用电器工作时不希望用电器温度过高，如电脑、电视机等，常加装有散热装置。
电路起火引起的火灾也是重要的火灾隐患。
【例1】（2022丹东）如图所示，电源电压保持不变，灯泡标有“12V 12W”字样（忽略灯丝电阻的变化）。
闭合开关是S1，断开S2，灯泡正常发光；闭合开关S 1、S2，电流表示数为1.5A，则电源电压为 V；闭合开关S1，断开S2，通电30s定值电阻产生的热量是______J。
【分析】闭合开关S1，断开S2，灯泡和定值电阻串联，灯泡L正常发光，根据P=UI可知：电路电流I=PL /UL=12W/12V=1A，根据欧姆定律可知定值电阻两端的电压UR =IR=1A×R，根据串联电路的电压特点可知电源电压：①U=UL+UR=12V+1A×R；闭合开关S1、S2，电路为定值电阻的简单电路，电流表示数为1.5A，则电源电压：②U=I′R=1.5A×R；联立①②解得：U=24V,R=16Ω。
闭合开关S1，断开S2，灯泡和定值电阻串联，通电30s定值电阻产生的热量：Q=I2Rt=（1A）2×16Ω×30s=480J。
【答案】24 480【突破】根据焦耳定律计算，一定要注意，电流需要进行平方。
各单位必须统一为国际单位，结果才是J。
【例2】（2022湘潭）如图所示，烧瓶里装有质量和初温都相同的煤油，两电阻丝的阻值不同。
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
《焦耳定律》课件
《焦耳定律》课件ppt xx年xx月xx日CATALOGUE 目录•引言•焦耳定律基本概念•焦耳定律的数学表述及性质•焦耳定律实验及应用•热力学第一定律与焦耳定律的关系•课程总结与展望01引言焦耳定律是物理学中的一个基本原理，涉及能量转换和传导的过程。
原理的起源、发展和应用是物理学史和科技应用中的重要内容。
课程背景帮助学生了解焦耳定律的基本原理和重要意义。
掌握能量转换和传导的基本规律及焦耳定律的应用。
课程目的课程安排第一部分第二部分Array焦耳定律的基本原理和公式焦耳定律的起源、发展和意义第三部分第四部分焦耳定律的应用实例实验操作与演示02焦耳定律基本概念焦耳定律数学表达式焦耳定律可以用数学表达式进行表示，即Q=I^2Rt，其中Q表示热量，I表示电流强度，R表示电阻，t表示时间。
焦耳定律的简化表达式在纯电阻电路中，焦耳定律可以简化为Q=I^2Rt=U^2t/R，其中U表示电压。
焦耳定律的定义焦耳定律反映了电能转化为热能的过程，即电流通过电阻时，电能被转换成热能。
热量与电流强度、电阻和时间的关系焦耳定律指出了热量与电流强度、电阻和时间之间的关系，即电流强度越大、电阻越大、时间越长，产生的热量就越多。
物理学史背景焦耳定律的发现与电磁学的发展密切相关。
19世纪初，人们对电磁学的研究表明，电流通过电阻时会发热。
焦耳的实验研究19世纪中期，英国物理学家焦耳进行了大量的实验研究，通过测量电流通过电阻时产生的热量，发现了焦耳定律。
后续发展焦耳定律是电路中能量转化和传递的基本规律，是电路分析和设计的基础。
后续的物理学研究也对焦耳定律进行了验证和完善。
03焦耳定律的数学表述及性质焦耳定律的数学表述是电路中产生的热量等于电流的平方乘以电阻乘以时间。
数学表达式为$Q = I^{2}Rt$焦耳定律的数学表述焦耳定律表明，电路中产生的热量与电流的平方成正比，与电阻成正比，与通电时间成正比。
焦耳定律揭示了电路中能量的转化和传递规律，是电路分析和设计的重要基础。
焦耳定律ppt课件
A.洗衣机
B.电暖气
C.电风扇
D.电视机
2.关于电流通过导体时产生的热量,下列说法正确的是( D )
2
A.根据 Q=I Rt 可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
B.根据 Q= t 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
2
D.根据 Q=I Rt 可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
C.闭合开关S1、S2,通过三根电阻丝的电流相同
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形管内的液面高度差大
焦耳定律及应用
[典例2](2021天门)如图所示,电源电压为6 V,定值电阻R1、R2 的阻值分别为12 Ω、18 Ω,
闭合开关S。求:
(1)当S1闭合、S2接1时,通过R1的电流。
因可能是 透明容器密闭性不好(或透明容器漏气或对应电阻丝短路) 。
[针对训练1]小远同学利用如图所示装置完成“电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有
关”的探究实验。
(1)通电后观察甲、乙两个实验装置,可以得出结论:在
时, 电阻 越大,产生热量越多。
电流和通电时间
一定
(2)若要探究电流对电热的影响,应选择观察 甲、丙 两个实验装置。
示。求:
(1)小灯泡的额定功率。
甲
解析:(1)由图象可知,当灯泡电压为额定电压2.5 V时,其电流为0.3 A,
故灯泡的额定功率为P=UI=2.5 V×0.3 A=0.75 W。
答案:(1)0.75 W
乙
(2)小灯泡正常发光时,滑动变阻器R接入电路的阻值。
解析:(2)当灯泡正常发光时,滑动变阻器两端电压为 UR=U-UL=4 V-2.5 V=1.5 V,
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知识点一：电流的热效应1.定义：电流通过导体时，电能要转化为热能，这个现象叫电流的热效应。
利用电流的热效应工作的电器叫作电热器实验探究：影响电热大小的因素设计并进行实验：采用控制变量法，分别探究各因素的影响。
（1）探究电流产生的热量与电阻的关系如图所示，在两个透明容器中封闭着等量的空气，容器分别连着U型管的一端；没有加热时，U型管中液面是相平的。
两密闭容器中各有一段电阻丝，且右边容器中的电阻比较大。
当通电时，电阻丝发热，加热容器中的空气，空气受热膨胀，U型管中液面高度会发生变化，U型管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化。
将容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两电阻丝的电流相等。
通电一定时间后，比较两个U型管中液面高度的变化，发现于右边容器想通的U型管中液面高度的变化更大些。
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。
（2）探究电流产生的热量与电流的关系如图，两个密闭容器中的电阻丝阻值均是5Ω，在右侧的容器的外部，将一个5Ω的电阻与这个容器中的电阻并联，因此通过左侧容器中电阻丝的电流大于右侧容器中电阻丝的电流。
在通电时间相同的情况下，观察两个U型管中液面高度的变化，发现左侧U型管中液面高度的变化更大一些。
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。
（3）探究电流产生的热量与通电时间的关系将这套装置接到电源两端，在通电过程中，只观察左侧U型管中液面高度的变化，发现随着通电时间的增加，U型管中液面高度的变化逐渐变大。
注意：第一次实验中，5Ω和10Ω的电阻串联，目的是控制电流和通电时间相同。
第二次实验中控制电阻和通电时间相同，两次实验均用到控制变量法。
本实验中将电阻丝产生的热量通过U型管中液面高度的变化显示出来，运用了转换法。
实验中应使两容器密闭，不能漏气。
练习：1.在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是()2.【中考·扬州】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( )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．导线散热比电阻丝快 D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻3.【中考·河南】用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度，下列判断正确的是( )A．甲导体的温度升高得多 B．乙导体的温度升高得多C．甲、乙两导体升高的温度相同 D．条件不足，无法判断4.【中考·金华】夏天来临，为了避免蚊虫的侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器，如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路，电热灭蚊器是根据________________原理制成的。
知识点二：焦耳定律（1）定义：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。
这个规律叫做焦耳定律。
（2）公式：Q =I²Rt（3）单位：焦耳J（4）（5）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也可用Q =W = U It = Pt = U2/R t来计算热量.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Q = W = UIt = I2Rt (如：电暖器，电饭锅，电炉子等)此时：Q = W = Pt = UIt =RU2当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：电能 =内能+机械能W ＞Q 热 练习：1.【中考·自贡】计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是( )A ．UIt B.2U t RC ．I 2RtD ．前面三个都可能2.[兰州]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 ＝I 2Rt 可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多 B ．根据Q ＝2U R t 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 ＝I 2Rt 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.【中考·泰州】小明用如图装置探究电流产生的热量与电流的关系，锥形瓶内装有200 g 煤油，他先闭合开关，调节滑片P 使电流表示数为0.5 A ，记录到5分钟内温度计示数升高了5 ℃，则煤油吸收的热量为________J ，接着他调节滑片P 使电流表示数发生改变，观察并记录________温度计示数的变化，对比前后数据，可初步得到结论。
利用该装置还可以探究电流产生的热量与________的关系。
[c 煤油＝2.1×103 J/(kg ·℃)]4.如图所示，电源电压保持6 V 不变，电阻R1＝10 Ω，R2＝20 Ω，闭合开关S ，通电30 s ，则电阻R1产生的热量为________J 。
5.某校师生自制了一台电烘箱。
电烘箱的电阻丝通过5 A 的电流时，每分钟可产生6.6× l04J 的热量。
求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。
6.某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？7.一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？8.某电动机上标有“220V，2A”它的线圈电阻为5 Ω，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？知识点三：电热的利用和防止电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用电流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要部分是发热体.电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
电热有利的一面：取暖、加热食物等很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。
如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
电热有害的一面：轻则用电器烧坏；重则引发火灾。
减小电热产生的危害：1.减小电阻（更换导线）2.加快散热（散热孔、散热片、散热风扇等）练习：1.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 2.下列现象，不属于利用电热的是( )A ．用电饭锅煮饭B ．用电热孵卵器孵小鸡C ．用电熨斗熨衣服D ．电视机加散热窗3.一个大功率用电器，用铝导线连接到电源上，工作时发现铝导线太热，若要使这铝导线不要太热，下列办法最切实可行的是( )A ．减小电路中的电流B ．将原来的铝导线加长些C ．将原来的铝导线换成粗细、长度相同的铁导线D ．换用更粗的铝导线4.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2Q ，下列办法中可行的是( )A ．将电压变为原来的2倍，通电时间变为原来的12 B ．将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的12 C ．将电阻变为原来的12，通电时间变为原来的2倍 D ．将电压变为原来的12，电阻变为原来的2倍热学与电学的综合计算类型一 电热器挡位问题的分析以内部电热丝为R1与R2组成的三档位电热器为例，对应关系如下表：1..如图所示是某款电热水龙头的电路原理图，R1、R2为电热丝，通过旋转手柄可使扇形开关S同时接触两个相邻触点，实现冷水、温水、热水挡之间的切换．当开关同时接触2、3触点时，水龙头放出的是______水（填“冷”、“温”或“热”），若R1=2R2，水龙头在温水挡正常工作时电功率为2000W，则它在热水挡位时的功率为_______它在热水挡时正常工作1min可产生的热量为________J．2.小红家买了一台电烤箱，有高、中、低三个挡位的发热功率。
如图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触，已知：R1＝60.5 Ω，R2＝121 Ω，电源电压保持不变。
当开关S1置于b端，S2断开时，电烤箱处于_____挡位；电烤箱在中挡位工作时，消耗的电功率是_____W；电烤箱在高挡位工作时，对食物加热5 min，消耗的电能是_________J。
3.冬天，王刚同学使用电热毯时发现电热毯有高温挡和低温挡，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和图乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。
（1）图甲中有定值电阻R1（置于电热毯外部），电热丝R2，请说明要使电热毯处于低温挡，开关S1、S2应处于什么状态？并写出低温挡时电热毯发热电功率的表达式.（2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说明要使电热毯处于高温挡，开关S1、S2应处于什么状态？并写出高温挡时电热毯发热电功率的表达式.（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由.4..小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个挡位的发热功率，如图是其内部简化路图，开关S1可分别与触点a 、b 接触.已知：R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，电源电压保持不变.请分析和解答以下问题：（1）当开关S1置于b 端、S2断开时，电烤箱处于什么挡位？简述理由. （2）电烤箱在中挡位工作时，消耗的电功率是多少？（3）电烤箱在高挡位工作时，对食物加热6min ，消耗的电能为多少？5.(苏州中考)如图是某家用电热水器的简化电路图，温控开关S 可根据水温自动切换加热和保温两种状态，R1、R0是发热电阻，电热水器主要参数如下表。
[水的比热容为4.2×103 J/(kg ·℃)](1)开关S 跳至___触点位置时，电热水器进入保温状态。
水箱内装满水时，水的质量为_____kg 。
(2)R2的阻值为多大？(3)水箱中装满初温为25 ℃的水，加热使温度升高到55 ℃，水需要吸收多少热量？ (4)在上述加热状态下，电热水器正常工作35 min 需消耗多少电能？加热效率是多少？额定电压 220 V 容积 30 L 加热功率2 000 W保温功率800 W关于电动机的计算小明利用电动机提升重物，电源电压为380 V保持不变，电动机线圈电阻为1 Ω，通过线圈的电流为20 A。
则：(1)电动机线圈电阻的发热功率是多少？(2)电动机的机械功率是多少？。