第 19 課時(shí) 電與熱 考點(diǎn)知識聚焦考點(diǎn)一流的熱效應(yīng)定義 電流通過導(dǎo)體時(shí)轉(zhuǎn)化內(nèi)能的現(xiàn)象探究課題:電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)實(shí)驗(yàn)裝置探究方法 、轉(zhuǎn)換法 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì) 在電流和電阻相同時(shí),探究電熱與通電時(shí)間的關(guān)系;在電流和通電時(shí)間相同時(shí),探究電熱與電阻的關(guān)系(電路設(shè)計(jì):兩阻值不同的電阻串聯(lián),目的是控制電流和通電時(shí)間相同,如圖甲);在電阻和通電時(shí)間相同時(shí),探究電熱與電流的關(guān)系(電路設(shè)計(jì):將阻值相同的電阻分別放在并聯(lián)電路的干路和支路上,如圖乙)電能控制變量法 考點(diǎn)知識聚焦 （續(xù)表）結(jié)論 在電阻、電流相同的情況下,通電時(shí)間越長,產(chǎn)生的熱量越; 在電流、通電時(shí)間相同的情況下,電阻越大,產(chǎn)生的熱量越; 在電阻、通電時(shí)間相同的情況下,通過的電流越大,產(chǎn)生的熱量越 實(shí)驗(yàn)說明 兩裝置的密閉容器中,空氣的初溫相同、質(zhì)量相等; 選用空氣的原因是:空氣比熱容 ,在相同條件下吸熱,溫度升高快,易進(jìn)行觀察;空氣是絕緣體, 導(dǎo)電 多多 多小不 考點(diǎn)知識聚焦考點(diǎn)二焦耳定律 正比 正比正比Q=I2Rt 考點(diǎn)知識聚焦考點(diǎn)三電熱與電能的關(guān)系物理量 電能(電功) 電熱計(jì)算公式 W=UIt Q=I2Rt快慢程度 P電=UI P熱=I2R關(guān)系 在純電阻電路中:W=Q,P 電=P熱;在非純電阻電路中:WQ,P電P熱 考點(diǎn)知識聚焦考點(diǎn)四電熱的利用和防止1.利用:電爐、電飯鍋、電熱毯等。2.防止:散熱窗、散熱片、散熱孔等。 考點(diǎn)知識聚焦/知識縱橫/ 純電阻電路與非純電阻電路中的公式應(yīng)用 熱點(diǎn)考向探究探究一電流的熱效應(yīng)例1 2017濰坊下列家用電器中,利用電流熱效應(yīng)工作的是()圖19-1 C 熱點(diǎn)考向探究探究二焦耳定律及其應(yīng)用例22017赤峰在赤峰市某中學(xué)科技小制作活動(dòng)中,小華同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易的能調(diào)節(jié)亮度的小臺燈,原理圖如圖19-2所示。其中燈泡L上標(biāo)有“6V6W”字樣。當(dāng)開關(guān)S接a時(shí),L恰好正常發(fā)光;當(dāng)開關(guān)S接b時(shí),L中的電流為0.2A。R1為定值電阻,且電源電壓和小燈泡L電阻保持不變。求:(1)小燈泡L的電阻及電源電壓。(2)R 1的阻值。(3)開關(guān)S接b時(shí),小燈泡L的實(shí)際功率。(4)開關(guān)S接b時(shí),10s內(nèi)R1上產(chǎn)生的熱量。 熱點(diǎn)考向探究例22017赤峰在赤峰市某中學(xué)科技小制作活動(dòng)中,小華同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易的能調(diào)節(jié)亮度的小臺燈,原理圖如圖19-2所示。其中燈泡L上標(biāo)有“6V6W”字樣。當(dāng)開關(guān)S接a時(shí),L恰好正常發(fā)光;當(dāng)開關(guān)S接b時(shí),L中的電流為0.2A。R1為定值電阻,且電源電壓和小燈泡L電阻保持不變。求:(2)R1的阻值。 熱點(diǎn)考向探究例22017赤峰在赤峰市某中學(xué)科技小制作活動(dòng)中,小華同學(xué)設(shè)計(jì)了一個(gè)簡易的能調(diào)節(jié)亮度的小臺燈,原理圖如圖19-2所示。其中燈泡L上標(biāo)有“6V6W”字樣。當(dāng)開關(guān)S接a時(shí),L恰好正常發(fā)光;當(dāng)開關(guān)S接b時(shí),L中的電流為0.2A。R1為定值電阻,且電源電壓和小燈泡L電阻保持不變。求:(3)開關(guān)S接b時(shí),小燈泡L的實(shí)際功率。(4)開關(guān)S接b時(shí),10s內(nèi)R1上產(chǎn)生的熱量。 熱點(diǎn)考向探究【變式】2017包頭容積為1L的某品牌電熱水壺如圖19-3甲所示,其加熱功率為1000W,保溫功率為121W,簡化電路如圖乙所示,S為加熱和保溫自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,該電熱水壺正常工作,將一滿壺初溫為20 的水燒開,此過程中電熱水壺的效率為70%。求:已知c水=4.2103J/(kg )(1)電阻R2的阻值。(2)在此過程中,水吸收的熱量。(3)燒開一壺水需要的加熱時(shí)間。 熱點(diǎn)考向探究【變式】2017包頭容積為1L的某品牌電熱水壺如圖19-3甲所示,其加熱功率為1000W,保溫功率為121W,簡化電路如圖乙所示,S為加熱和保溫自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,該電熱水壺正常工作,將一滿壺初溫為20 的水燒開,此過程中電熱水壺的效率為70%。求:已知c水=4.2103J/(kg )(2)在此過程中,水吸收的熱量。 熱點(diǎn)考向探究【變式】2017包頭容積為1L的某品牌電熱水壺如圖19-3甲所示,其加熱功率為1000W,保溫功率為121W,簡化電路如圖乙所示,S為加熱和保溫自動(dòng)轉(zhuǎn)換開關(guān)。在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下,該電熱水壺正常工作,將一滿壺初溫為20 的水燒開,此過程中電熱水壺的效率為70%。求:已知c水=4.2103J/(kg )(3)燒開一壺水需要的加熱時(shí)間。 熱點(diǎn)考向探究例3 如圖19-4所示,直流電動(dòng)機(jī)通過電流做功提升重物,但在電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程中,有部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。已知線圈電阻為1.5,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),通過線圈的電流為2A,物體質(zhì)量為540g,以10m /s的速度勻速上升。不計(jì)繩的重力和一切摩擦。物體上升20s的過程中,求:(g取10N/kg)(1)電壓表的示數(shù)。(2)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量。(3)提升物體的有用功。(4)電動(dòng)機(jī)的工作效率。探究三非純電阻電路的有關(guān)計(jì)算 熱點(diǎn)考向探究 熱點(diǎn)考向探究例3 如圖19-4所示,直流電動(dòng)機(jī)通過電流做功提升重物,但在電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程中,有部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。已知線圈電阻為1.5,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),通過線圈的電流為2A,物體質(zhì)量為540g,以10m /s的速度勻速上升。不計(jì)繩的重力和一切摩擦。物體上升20s的過程中,求:(g取10N/kg)(2)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量。(3)提升物體的有用功。(2)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量Q=P 線圈t=6W20s=120J。(3)提升物體的有用功W有=P機(jī)械t=54W20s=1080J。 熱點(diǎn)考向探究例3 如圖19-4所示,直流電動(dòng)機(jī)通過電流做功提升重物,但在電能轉(zhuǎn)化成機(jī)械能的過程中,有部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。已知線圈電阻為1.5,電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí),通過線圈的電流為2A,物體質(zhì)量為540g,以10m /s的速度勻速上升。不計(jì)繩的重力和一切摩擦。物體上升20s的過程中,求:(g取10N/kg)(4)電動(dòng)機(jī)的工作效率。 熱點(diǎn)考向探究 熱點(diǎn)考向探究實(shí)驗(yàn)突破突破 探究影響電流熱效應(yīng)的因素【考點(diǎn)歸納】(1)被加熱的物質(zhì)選用空氣或煤油的原因:空氣受熱膨脹明顯,煤油比熱容小,都能使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象明顯。(2)選擇被加熱物質(zhì)時(shí)需要保證物質(zhì)的種類相同、質(zhì)量相同、初溫相同。(3)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用:通過U形管中液面高度的變化或溫度計(jì)示數(shù)的變化反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少。(4)控制變量法的應(yīng)用:探究電熱與電流的關(guān)系時(shí),控制電熱絲的電阻值與通電時(shí)間相同,改變通過兩電熱絲的電流大小;探究電熱與電阻的關(guān)系時(shí),控制通過電熱絲的電流與通電時(shí)間相同,選擇兩電阻不同的電熱絲;探究電熱與通電時(shí)間的關(guān)系,控制兩電熱絲的電阻和通過的電流相同,改變通電時(shí)間的長短。 (5)多次測量的目的:使實(shí)驗(yàn)結(jié)論具有普遍性。(6)實(shí)驗(yàn)結(jié)論:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比,與導(dǎo)體的電阻成正比,與通電時(shí)間成正比。 熱點(diǎn)考向探究例 小靜同學(xué)設(shè)計(jì)了一套實(shí)驗(yàn)裝置,如圖19-5所示,通過這套裝置能探究電熱的影響因素。圖19-5(1)兩個(gè)透明容器中密閉了等量的空氣,通過觀察 反映電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量的多少。(2)小靜用空氣而不用水主要是因?yàn)?。U形管中液面高度的變化空氣受熱膨脹明顯,實(shí)驗(yàn)效果好 熱點(diǎn)考向探究(3)按圖甲進(jìn)行實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)隨著通電時(shí)間的延長,玻璃管A、B中的液面均逐漸上升,這表明;用圖乙實(shí)驗(yàn)探究電流產(chǎn)生的熱量跟的關(guān)系,通電一段時(shí)間(選填“左瓶”或“右瓶”)內(nèi)的電阻產(chǎn)生的熱量多。在電阻和電流不變時(shí),導(dǎo)體通電時(shí)間越長,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多電流 左瓶 熱點(diǎn)考向探究 實(shí)驗(yàn)拓展小明和小紅想利用如圖19-6所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”,兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲,燒瓶A中的金屬絲是銅絲,電阻比較小,燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲,電阻比較大。兩瓶煤油中溫度計(jì)可以顯示煤油的溫度。 圖19-6(4)根據(jù)法的研究思想,應(yīng)該使這兩個(gè)燒瓶中煤油的質(zhì)量相等?？刂谱兞?熱點(diǎn)考向探究(5)小紅問小明:“打開水龍頭就可以得到水,干嗎不用水代替煤油?”對于這個(gè)問題,小明與他的同學(xué)給出了下列四種答案,你認(rèn)為最合理的是。A.因?yàn)槊河陀蓄伾阌谟^察B.因?yàn)槊河陀斜容^大的熱值C.因?yàn)槊河陀斜容^小的密度D.因?yàn)槊河陀斜容^小的比熱容(6)實(shí)驗(yàn)中,小明和小紅發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計(jì)的示數(shù)升高得快,這表明:在電流和通電時(shí)間相同的情況下,導(dǎo)體的電阻越,產(chǎn)生的熱量越多。 D大 熱點(diǎn)考向探究(7)小紅把實(shí)驗(yàn)裝置做了一些改動(dòng):在相同的燒瓶A、B中裝滿煤油,用細(xì)玻璃管代替溫度計(jì)做實(shí)驗(yàn),當(dāng)煤油溫度上升時(shí),會(huì)看到細(xì)玻璃管內(nèi)的液面明顯上升,下列實(shí)驗(yàn)中也用到這種思想和方法的是。A.將不同的電阻絲分別接到同一電路中,通過比較電流的大小來比較電阻的大小B.將乒乓球靠近發(fā)聲的音叉,通過乒乓球被彈開顯示音叉在振動(dòng)C.讓不同的紙團(tuán)從相同高度同時(shí)下落,通過落地的先后判斷運(yùn)動(dòng)的快慢D.將小鐵屑均勻撒在磁體周圍,通過觀察鐵屑的分布情況來認(rèn)識磁場的分布情況(8)有許多家用電器是根據(jù)焦耳定律設(shè)計(jì)的,請舉兩個(gè)例子: ; 。 B電飯鍋 電烙鐵