廣袤的戈壁灘上天氣多變，有時(shí)風(fēng)和日麗，有時(shí)狂風(fēng)勁舞在風(fēng)的吹動(dòng)下，扇葉時(shí)而徐徐轉(zhuǎn)動(dòng)，時(shí)而急速回旋，整個(gè)風(fēng)車田猶如一支樂隊(duì)在演奏著一首氣勢磅礴的交響曲。風(fēng)車發(fā)出的電是由什么能轉(zhuǎn)化來的？一個(gè)風(fēng)車一天能發(fā)多少電？風(fēng)力發(fā)電有什么好處?看來，這許多問題還真需要我們靜下心來認(rèn)真思考。
1. 能通過生活實(shí)例，認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)。2. 能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引出焦耳定律， 會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算。3. 通過學(xué)習(xí)電熱的利用和防止， 學(xué)會(huì)辯證地看待問題。
復(fù)習(xí)（1）電功的概念①電功：電能轉(zhuǎn)化為其他形式能的過程是電流做功的過程，有多少電能發(fā)生了轉(zhuǎn)化就說電流做了多少功，即電功是多少。②影響電功大小的因素電流所做的功與電壓、電流、通電時(shí)間成正比：W=UIt③國際單位：焦耳（J）
想想議議①導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不很熱？②點(diǎn)亮的白熾燈泡過一會(huì)兒會(huì)燙手，說明什么？
③小明的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒打開，很高興，可是用手一摸電視機(jī)的后蓋就知道，小明剛看過電視。你知道他爸爸是根據(jù)什么判斷的嗎？通過這節(jié)課的學(xué)習(xí)，你就明白了。
（1）尋找以下用電器的共同特點(diǎn)電熱毯、電水壺、電飯煲、烤箱等。分析：用電器工作時(shí)都要消耗電能，都會(huì)發(fā)熱，在這個(gè)過程中，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2）電流的熱效應(yīng) 電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
【提出問題】電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?【猜想及其依據(jù)】（1）可能與通過導(dǎo)體的電流有關(guān)。因?yàn)閷?dǎo)體在通入電流時(shí)才會(huì)發(fā)熱，所以電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟電流有關(guān)；（2）可能與導(dǎo)體的電阻有關(guān)。導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)接入電路，電流是相同的，電熨斗熱的溫度高，而導(dǎo)線幾乎不熱，電流產(chǎn)生的熱可能與電阻有關(guān)。（3）可能與通電時(shí)間有關(guān)。由生活經(jīng)驗(yàn)可知，通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量也會(huì)越多。
2. 探究影響電流的熱效應(yīng)的因素
（1）實(shí)驗(yàn)裝置介紹（焦耳定律演示器）透明的塑料容器內(nèi)部密閉著等量的空氣；容器內(nèi)部的空氣與U形管一端相連通。容器中各有一段電阻絲，兩個(gè)容器里的電阻絲串聯(lián)在一起接入電路。
（2）實(shí)驗(yàn)原理 如圖所示，兩個(gè)透明容器中密封著空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣的體積變化。同時(shí)使用兩個(gè)密閉容器時(shí)，哪一側(cè)U型管中液柱出現(xiàn)的高度差大，表明哪一側(cè)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。
（3）研究方法 ①控制變量法：在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟電流、電阻、通電時(shí)間的關(guān)系時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)該控制兩個(gè)物理量不變。 ②轉(zhuǎn)換法：實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管液面的高度差來比較電流產(chǎn)生熱量的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。
U形管液面的高度差越大，電流產(chǎn)生熱量越多。
（4）實(shí)驗(yàn)電路圖、器材如下所示：為了進(jìn)行多次實(shí)驗(yàn)，需要改變通過兩個(gè)電阻絲的電流，所以在電路中串聯(lián)一個(gè)滑動(dòng)變阻器，通過移動(dòng)滑片改變電流。
【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】（1）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系 將兩根阻值不等的電阻絲串聯(lián)接入電路。閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間，觀察U形管液面高度差的變化。
（2）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系 在右方密封盒外并聯(lián)一個(gè)5Ω的電阻R3，目的是改變通過盒內(nèi)電阻的電流大小，由于R3的分流作用，因此通過兩個(gè)容器中電阻的電流不同：I1=2I2。從而研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系。閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，觀察U形管液面高度差的變化。
（3）探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟時(shí)間的關(guān)系 閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，觀察同一個(gè)密封盒U形管液面的高度差的變化。
（1）分析實(shí)驗(yàn)步驟（1）可發(fā)現(xiàn)：在電流和通電時(shí)間相等的情況下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。（2）分析實(shí)驗(yàn)步驟（2）可發(fā)現(xiàn)：在電阻和通電時(shí)間相等的情況下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。（3）分析實(shí)驗(yàn)步驟（3）可知，在電流和電阻相等的情況下，通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。
1. 視頻演示——《電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系》
2. 視頻演示——《電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系》
實(shí)驗(yàn)結(jié)束后，小紅說她在一本書上看到用如圖所示的裝置也可以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)。請你對該裝置進(jìn)行評價(jià)。
該裝置中，兩個(gè)相同的燒瓶盛有質(zhì)量相同、溫度相同的同種液體；燒瓶內(nèi)插有溫度計(jì)，可以測量液體的溫度。燒瓶內(nèi)部有兩個(gè)阻值不同的電阻絲，組成串聯(lián)電路接入電路中。通過比較燒瓶內(nèi)液體的溫度可以探究影響電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素。
①當(dāng)電阻絲通電后，電流產(chǎn)生熱量使煤油溫度升高，從而使溫度計(jì)示數(shù)上升，因此根據(jù)溫度計(jì)示數(shù)的變化可知電流產(chǎn)生熱量的多少。
③乙圖中R1、R2兩電阻并聯(lián)，甲、乙兩裝置中，電源電壓相同，乙圖中電阻R1兩端的電壓大于甲圖中電阻R1兩端的電壓，則乙圖中通過電阻R1的電流大。所以由a、c（或b、d）可以探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。
②甲圖中R1、R2兩電阻串聯(lián)，通過兩電阻的電流相等，但兩電阻的阻值不同，所以可探究電流產(chǎn)生熱量的多少與電阻的關(guān)系。
【例題1】如圖所示，在研究電熱與哪些因素有關(guān)的驗(yàn)中，同學(xué)們猜想電熱可能與電流大小、電阻大小以及通電時(shí)間長短有關(guān)。（1）左側(cè)密閉容器內(nèi)電阻絲阻值為5Ω，右側(cè)密閉容器外部，將一個(gè)阻值為5Ω的電阻與這個(gè)容器內(nèi)的電阻絲并聯(lián)，目的是使通過左右兩密閉容器內(nèi)電阻絲的______不同，右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的阻值應(yīng)為______Ω，才能符合實(shí)驗(yàn)研究的要求；（2）本實(shí)驗(yàn)是研究電流的____效應(yīng)；實(shí)驗(yàn)中通過U形管中液面的高度差反映密閉空氣溫度的變化，左側(cè)U形管中液面高度差大于右側(cè)U形管中液面高度差，說明：______。
（1）右側(cè)密閉容器內(nèi)外兩段電阻絲并聯(lián)，左側(cè)電阻絲在干路上，根據(jù)并聯(lián)電路電流特點(diǎn)可知，通過左側(cè)密閉容器內(nèi)電阻絲的電流大于右側(cè)密閉容器內(nèi)電阻絲的電流，即二者電流大小不相同；兩密閉容器內(nèi)電阻絲的電流不同，目的是探究電熱與電流的關(guān)系，要控制兩電阻絲的阻值相同，左側(cè)容器內(nèi)電阻絲阻值為5Ω，那么右側(cè)容器內(nèi)電阻絲的阻值應(yīng)為5Ω，才能符合實(shí)驗(yàn)研究的要求。（2）電流通過電阻絲時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。實(shí)驗(yàn)中通過U形管中液面的高度差反映密閉空氣溫度的變化，高度差越大，說明電阻絲產(chǎn)生熱量越多。左側(cè)U形管中液面高度差大于右側(cè)U形管中液面高度差，說明左側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量大于右側(cè)電阻絲產(chǎn)生的熱量，可以得出結(jié)論：當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。
英國物理學(xué)家焦耳用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)了電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體電阻、通過導(dǎo)體的電流及通電時(shí)間之間的關(guān)系，即焦耳定律。（1）內(nèi)容： 電流通過導(dǎo)體產(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(shí)間成正比。（2）公式： Q = I2Rt?
（3）公式中Q = I2Rt 各量單位：I 表示電流，單位是安培（A） R 表示電阻，單位是歐姆（Ω） t 表示時(shí)間，單位是秒（s） Q表示熱量，單位是焦耳（J） 1焦耳=1安2×1歐×1秒
焦耳在研究熱的本質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了熱和功之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，最終發(fā)展出熱力學(xué)第一定律。他用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。即焦耳定律。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日—1889年10月11日），出生于曼徹斯特近郊的沙弗特，英國物理學(xué)家，英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。
（5）物理學(xué)家——焦耳
2. 推導(dǎo)焦耳定律 ?
若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量， 即 Q = W? 因?yàn)殡姽? W = UIt ? 根據(jù)歐姆定律 U = IR 所以 Q = W = UIt = I2Rt 可見，在消耗的電能全部用來產(chǎn)生熱量時(shí)，根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)出的結(jié)論與焦耳定律一致。
（1）電功與電熱的區(qū)別電功是指電流通過一段電路所做的功，它的大小表示電路消耗電能的多少，也表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電熱是指電流通過一段電路做功時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分。兩者表示的意義不同，是兩個(gè)不同的概念。
（2）電功與電熱的聯(lián)系 ①純電阻電路 該類電路中，電流通過用電器時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電流產(chǎn)生的熱量就等于消耗的電能，即Q=W Q放= W總=Pt=UIt= U2t/R =I2Rt上述公式適用于純電阻電路。如電爐、電熱器、電熨斗等。
②非純電阻電路在該類電路中，當(dāng)電流通過用電器時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 。此時(shí)電能=內(nèi)能+機(jī)械能 ，所以Q＜W。例如：當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能，有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能發(fā)熱。 W總＝UIt =W機(jī)械能＋Q熱量
純電阻電路 Q=W
4. 電功、電功率、焦耳定律計(jì)算公式及其適用范圍
5. 想想議議 （1）你現(xiàn)在明白了嗎？電爐絲通電時(shí)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？
（2）額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?
【例題2】 一根60 Ω的電阻絲接在36 V的電源兩端，在5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？
先利用歐姆定律計(jì)算出通過電阻絲的電流。 I=U/R=36V/60 Ω=0.6A再用焦耳定律公式計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt=(0.6A)2×60 ?×5×60s=6480J
【例題3】將規(guī)格都是“220V 100W”的一臺(tái)電風(fēng)扇和一床電熱毯，接入家庭電路中，通電時(shí)間相同，下列說法正確的是（ ）A. 電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量多 B. 電熱毯產(chǎn)生的熱量多C. 二者產(chǎn)生的熱量一樣多? D. 無法比較二者產(chǎn)生的熱量
①接在家庭電路中，電壓U=220V，二個(gè)用電器的實(shí)際功率：P實(shí)= P額= 100W 相同；② 電風(fēng)扇工作時(shí)，主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，產(chǎn)生的熱量很??；電熱毯工作時(shí)電熱絲把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以產(chǎn)生熱量最多的是電熱毯。 故選B。
【例題4】某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V 2A”，它的線圈電阻為5?，當(dāng)它正常工作1min后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？
消耗的電能為: W總=UIt=220V×2A×60s=26400J線圈中產(chǎn)生的熱量為： Q=I2Rt=(2A)2×5 ?×60s=120J 得到的機(jī)械能為： W機(jī)=W總－Q=26400J－120J=25200J
1. 電熱的利用 電流通過導(dǎo)體時(shí)，使導(dǎo)體只發(fā)熱的用電器是利用了電流的熱效應(yīng)，這類用電器稱為電熱器，而電熱器的主要部分是發(fā)熱體。電熱器的優(yōu)點(diǎn): 清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。
　　電流的熱量有時(shí)是有害的，應(yīng)該及時(shí)解決。 （1）例如我們的電腦在工作時(shí)，電路元件發(fā)熱，溫度升高，會(huì)影響到電腦的穩(wěn)定性，甚至燒壞電腦CPU。人們常常采用安裝散熱窗、使用微型風(fēng)扇等方法及時(shí)散熱。
（2）電視機(jī)散熱方法：在后蓋開有很多孔，為了通風(fēng)散熱。（3）投影儀的散熱方法：除在側(cè)壁開孔外，內(nèi)部還裝有電風(fēng)扇，工作時(shí)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)把熱量吹到機(jī)器外面，可以降低燈泡、機(jī)器內(nèi)部元件的溫度。
【例題5】電流具有熱效應(yīng)，學(xué)習(xí)了電流的熱效應(yīng)后，關(guān)于電熱的下列幾個(gè)說法錯(cuò)誤的是（　?。〢．電熱會(huì)燒毀電器元件，引發(fā)火災(zāi)，有百害而無一利B．電流通過任何用電器都或多或少地會(huì)產(chǎn)生熱量C．因?yàn)殡娏鬟^大產(chǎn)生電熱而燒壞局部電路，可用于整體電路的保護(hù)D．為防止電熱帶來的危害，要盡量減少電熱的產(chǎn)生并考慮如何加快散熱
A. 電流的熱效應(yīng)有不利的因素，如電熱會(huì)燒毀電器元器件，引發(fā)火災(zāi)。但在我們生活中和許多產(chǎn)業(yè)中都要用到電熱．如家里的電飯鍋、電熨斗，養(yǎng)雞場的電熱孵化器等都是利用電熱的，故選項(xiàng)A錯(cuò)誤；B. 任何用電器中都有導(dǎo)線，導(dǎo)線都有電阻，當(dāng)電流經(jīng)過電阻時(shí)，就會(huì)產(chǎn)生熱量，所以選項(xiàng)B的說法是正確的；C. 保險(xiǎn)絲是用電阻率大而熔點(diǎn)低的材料制成的，當(dāng)電流過大時(shí)，它由于溫度升高而熔斷，切斷電路，起保護(hù)作用，所以選項(xiàng)C正確； D. 為防止電熱帶來的危害，要盡量減少電熱的產(chǎn)生并考慮如何加快散熱，目的是為了防止由于溫度過高而損壞用電器，選項(xiàng)D正確． 故選A.
1. 某導(dǎo)體的電阻是2 Ω，通過2 A 的電流時(shí)，1 min 產(chǎn)生多少焦耳的熱量?
用焦耳定律公式計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量： Q=I2Rt=（2A ）2×2?×1×60s=480J
2. 一只額定功率是450 W 的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生多少熱量?
Q=W=Pt=450W×60s=2.7×104J
3. 一只電烙鐵的額定電壓是220 V，在額定電壓下工作時(shí)的電阻是1 210 Ω，它的額定功率有多大? 在額定電壓下通電10 min 產(chǎn)生多少熱量?
4. 某校師生自制了一臺(tái)電烘箱。電烘箱的電阻絲通過5 A 的電流時(shí)，每分鐘可產(chǎn) 生6.6×104 J的熱量。求這臺(tái)電烘箱的電功率和電阻絲工作時(shí)的電阻.
電烘箱的電功率P=W/t = 6.6×104 J /60s=1100W電阻絲工作時(shí)的電阻，根據(jù)P=UI=I2R
5. 電流的熱效應(yīng)有時(shí)對我們有益，我們利用它；有時(shí)對我們有害，需要減少電流導(dǎo)致的發(fā)熱，或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。 （1）列舉兩個(gè)生活或生產(chǎn)中利用電流熱效應(yīng)的實(shí)例； （2）列舉兩個(gè)生活和生產(chǎn)中為防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害而采取的措施。
（1）電暖器、電烙鐵、電飯鍋都是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2）電視機(jī)、計(jì)算機(jī)在工作時(shí)產(chǎn)生的熱量是有害的，電視機(jī)外殼的散熱窗、計(jì)算機(jī)的散熱風(fēng)扇可以散失熱量，防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生的熱量帶來的危害。
6. 在家庭電路中，有時(shí)導(dǎo)線長度不夠，需要把兩根連接起來，而連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災(zāi)。這是為什么？
在家庭電路中，導(dǎo)線相互連接處若接觸不良，該處的電阻較大，因?yàn)閷?dǎo)線連接處與導(dǎo)線串聯(lián)在電路中，通過的電流相等、通電時(shí)間相等，由 Q=I2Rt可知連接處產(chǎn)生的熱量較多，往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災(zāi)。
1．將電能輸送到幾百千米之外的用戶，在輸電線上會(huì)有能量的損耗，這主要是由于電流的______效應(yīng)引起的。某段輸電線路的總電阻為0.5Ω，輸送電流為100A，每輸電1min，這段線路便會(huì)損耗______J的電能。
由于輸電線有電阻，電流通過導(dǎo)體一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，造成電能的損耗，這種現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。 根據(jù)焦耳定律可得，這段電路損耗的電能為 Q=I2Rt=（100A ）2×0.5?×1×60s=3×105J
2．如圖是探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面的高度的變化反應(yīng)密閉空氣溫度的變化，下列說法正確的是（　　）
A．該實(shí)驗(yàn)裝置是為了探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系B．將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，就可以探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系C．通電一段時(shí)間后，左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大D．該實(shí)驗(yàn)裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來反映電阻絲放出熱量的多少的
A．圖中容器中的電阻阻值相同，通過兩個(gè)電阻的電流不同，所以該實(shí)驗(yàn)裝置是為了探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故A錯(cuò)誤；B．將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，則兩個(gè)容器中的電阻阻值不同，通過兩個(gè)電阻的電流也不同，所以不能探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系，故B錯(cuò)誤；C．圖中容器中的電阻阻值相同，通過左邊容器中電阻的電流大于通過右邊容器中電阻的電流，由Q=I2Rt可知，通電一段時(shí)間后，左邊容器中電阻產(chǎn)生的熱量大于右邊容器中電阻產(chǎn)生的熱量，所以左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大，故C正確；D．該實(shí)驗(yàn)裝置中U形管中液體的的高度差反映電阻絲放出熱量的多少的，故D錯(cuò)誤。 故選C。
（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察_________________來比較電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少；（2）采用圖乙中的實(shí)驗(yàn)裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量跟電流是否有關(guān)”時(shí)，右邊透明容器中應(yīng)該選用阻值為____Ω的電爐絲；（3）電爐絲通過導(dǎo)線接到電路里，電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱的現(xiàn)象可以用圖_____（填“甲”或“乙”）的實(shí)驗(yàn)結(jié)論來解釋。
3．某同學(xué)用如圖甲所示的實(shí)驗(yàn)裝置探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣。
（1）電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少不能直接看出來。可以觀察兩個(gè)U形管中液面的高度差，液面的高度差越大，說明空氣體積膨脹的越多，吸收的熱量越多，電阻產(chǎn)生的熱量越多。因此實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管液面高度差來比較電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的多少。（2）探究“電流產(chǎn)生的熱量跟電流是否有關(guān)”時(shí)，應(yīng)控制電阻、通電時(shí)間相同，電流不同，故右邊透明容器中應(yīng)選用阻值為5Ω的電阻絲。（3）圖甲中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論為電流產(chǎn)生的熱量的多少與電阻大小有關(guān)，電流、通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。電爐絲通過導(dǎo)線連接到電路里，電阻絲與導(dǎo)線串聯(lián)，電流是相同的，電阻絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大，所以電阻絲產(chǎn)生熱量多發(fā)紅，導(dǎo)線產(chǎn)生熱量少不發(fā)熱。
探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，根據(jù)控制變量法可知：需要控制電流不同，電阻相同，通過比較相同阻值的電阻產(chǎn)生熱量的多少來進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，故參與比較的電阻的阻值應(yīng)該相等，通過R1和R3并聯(lián)，以此來改變通過R3的電流大小，實(shí)驗(yàn)圖如下.
4．在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系的實(shí)驗(yàn)中，實(shí)驗(yàn)器材如圖所示。請：①選擇合適的電阻，并標(biāo)在虛線方框內(nèi)；（供選擇電阻：R1=5Ω，R2=10Ω，R3=10Ω）②用筆畫線代替導(dǎo)線補(bǔ)充完整電路的連接。
5. 一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時(shí)的電阻是1210Ω，求：（1）電烙鐵的額定功率有多大？（2）電烙鐵在額定電壓下通電10min產(chǎn)生多少熱量？（3）當(dāng)實(shí)際電壓只有額定電壓的80%時(shí)，電烙鐵的電阻保持不變，此時(shí)電烙鐵的實(shí)際功率是多少？
6．如圖所示電路是某電飯鍋的內(nèi)部簡化電路圖，有1000W加熱和40W保溫兩擋功率可切換。（1）若開關(guān)S接a，電飯鍋處于_________擋；（2）開關(guān)S接b，電飯鍋工作5min時(shí)產(chǎn)生的熱量是_________J；（3）電水壺在加熱擋正常工作3min，標(biāo)有3000r/(kW·h)的電能表的轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)過_________轉(zhuǎn)。

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第4節(jié) 焦耳定律

版本： 人教版（2024）

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