38.“電熱與焦耳定律”重難點突破及題型歸類 一、電流的熱效應1.電流通過導體時，電能轉化為內(nèi)能（伴隨著熱量產(chǎn)生），這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。如：手機發(fā)燙、吹風機熱風、電飯鍋、保險絲燒斷等。2.影響因素：導體的電阻，通過導體的電流和通電時間。導體的電阻R越大，通過導體的電流I越大，通電時間t越長，產(chǎn)生的熱量就越多。二、焦耳定律1.內(nèi)容：電流通過導體時所產(chǎn)生的熱量Q（簡稱“電熱”），跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。2.公式：Q=I2Rt （適用于任何電路電熱的計算）注意：單位的統(tǒng)一性：Q——J、I——A、R——Ω、t——s三、探究電熱與電阻的關系（控制I、t相同）1.實驗器材及電路圖        ①定值電阻R1、R2（阻值不同）②滑動變阻器③燒瓶（兩個燒瓶裝同種液體）④煤油（煤油比熱容小，效果比水好）⑤溫度計（示數(shù)大小反映熱量多少）2.實驗結論：當電流和通電時間一定時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。3.滑動變阻器的作用：①保護電路；②改變電路中的電流，獲得多組數(shù)據(jù)，避免實驗偶然性，尋找普遍規(guī)律。4.實驗方法：控制變量法、轉換法。四、探究電熱與電流的關系（控制R、t相同）1.實驗器材及電路圖        ①定值電阻R1、R2（阻值相同）②滑動變阻器③燒瓶（兩個燒瓶裝同種液體）④煤油（煤油比熱容小，效果比水好）⑤溫度計（示數(shù)大小反映熱量多少）⑥定值電阻R（使R1、R2的電流不同）2.實驗結論：當電阻和通電時間一定時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。3.滑動變阻器的作用：①保護電路；②改變電路中的電流，獲得多組數(shù)據(jù)，避免實驗偶然性，尋找普遍規(guī)律。4.實驗方法：a.控制變量法b.轉換法五、電熱與電功——兩個不同的物理量     注意：1.只有在純電阻電路中，電熱Q=電功W                  消耗電能全部轉化成內(nèi)能此時，，如：電熱水器、電熱水壺、小太陽、電熱毯、浴霸、白熾燈（小燈泡）等。例1.一臺直流電動機，線圈的電阻為5Ω，接在12V電源上時，通過的電流為2A，這臺電動機工作5mi產(chǎn)生  6000J  電熱。解析：5min=300 s    Q=I2Rt =（2A）2 ×5Ω×300 s= 6000 J注意：電動機屬于非純電阻電路，本題只能用Q=I2Rt進行計算。例2.玩具電動車上，有一微型直流電動機，將它接在圖示的電路中，閉合開關后，移動變阻器的滑片P：（1）當電壓表示救為0.3V時,電動機不動，此時電流表示嫩為0.3A。求電動機線圈的電阻是多大?（2）當電壓表示數(shù)為3V時，電動機正常轉動，此時電流表示數(shù)為0.4A，求電動機的發(fā)熱功率及對外做功的機械功率。解析：（1）電動機不轉時，由歐姆定律得：（2）電動機正常轉動時，發(fā)熱功率：P熱=I2R=（0.4A）2×1Ω=0.16W電功率：P=UI=3V×0.4A=1.2W機械功率：P機=P－P熱=1.2W－0.16W=1.04W注意：電動機屬于非純電阻電路。發(fā)熱功率只能用P熱=I2R來計算，它是電動機電功率的一部分。六、燒水問題同一電源，甲單獨燒水，燒開時間t甲；乙單獨燒水，燒開時間t乙。燒同一壺水，初溫、質(zhì)量相等：（1）甲、乙串聯(lián)，燒水用時_________；（t甲+t乙）（2）甲、乙并聯(lián)，燒水用時_________；（用t甲、t乙表示）（）（3）若R甲>R乙，總功率：_______________。（PD>PB>PA>PC）               A                  B                  C                 D例3.同一水壺，同一電源，甲單獨燒開用時t1，甲、乙串聯(lián)燒開用時t2，甲、乙并聯(lián)燒開用時_________。（用t1、t2表示）（）七、焦耳定律比例           Q1：Q2=R1:R2I1：I2=1:1W1：W2=Q1：Q2= P1：P2= U1：U2=R1:R2Q1：Q2=R2:R1U1：U2=1:1W1：W2=Q1：Q2= P1：P2= I1：I2=R2:R1例4.兩根電熱絲R1與R2，電源電壓U不變，只將R1接在電源上，120s內(nèi)放熱為12Q；將R1、R2并聯(lián)在電源上，R1、R2在60s內(nèi)放熱為8Q；將R1、R2串聯(lián)在電源上，為使R1、R2共放熱為3Q，需時間_______s。解析：根據(jù)題意作出如下圖所示：                                      甲                          乙                        丙甲圖有：………………………………①乙圖有：……………………②丙圖有：………………………………③由①②式得：R1:R2=1:3  （這是解題的關鍵）由①③式，結合R1:R2=1:3，得：tx=120s例5.甲、乙阻值為R1、R2，電源電壓U不變，甲、乙串聯(lián)后在時間t內(nèi)放熱分別為2Q和5Q，甲、乙并聯(lián)后在3t內(nèi)放熱__________。解析：根據(jù)題意作出如下圖所示：                                            甲                                乙由題意可得：R1:R2=2:5由甲圖：………………………………①由乙圖：……………………………②式，結合R1:R2=2:5，解得：x=14.7Q例6.有兩電熱器阻值分別為R1、R2，R1、R2串聯(lián)，在時間t內(nèi)放熱為Q1、Q2，將R2單獨接在電源上，時間t內(nèi)放熱__________。（用Q1、Q2表示）解析：根據(jù)題意作出如下圖所示：            由題意有：R1:R2=Q1:Q2由甲圖有：…………………………①甲乙圖有：………………………………………②式，結合R1:R2=Q1:Q2，解得：

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