2019_2020学年九年级物理全册第18章第4节焦耳定律考点手册新版新人教版.doc

第4节　焦耳定律

知识点一　电流热效应 精练版P10
1．定义：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．电热器：电烙铁、电炉、电熨斗……利用电流的热效应来工作的设备叫做电热器。
例1下列用电器中，利用电流热效应工作的是(　　　)
A．电视机　　　　　 B．电热毯
C．电风扇 D．电脑
解析：电热毯工作时把电能转化为内能，利用了电流的热效应，而电视机、电脑和电风扇工作时要预防电流热效应。
答案：B
知识点二　探究电流热效应的影响因素 精练版P10
1．探究一——探究电流通过导体时产生热的多少跟电阻大小的关系
设计目的
探究电流通过导体时产生热的多少跟电阻大小的关系
探究装置

探究方法：控制变量法和转换法
探究方法
两容器中的不同大小的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相等。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化
探究结论
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.探究二——探究电流通过导体时产生热的多少跟电流大小的关系
设计目的
探究电流通过导体时产生热的多少跟电流大小的关系
探究装置

探究思想：控制电阻相同，比较电流对热效应的影响
探究方法
两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不相同。在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化
探究结论
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
例2如图所示，是探究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．乙图只能用来探究电流产生的热量与电流大小的关系
解析：甲图中A、B串联，电流相同，但两导体的电阻不同，所以探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故选项A正确；乙图中，导体电阻不变，但滑动变阻器可以改变电路中的电流，所以探究的是电流产生的热量与电流的关系，故选项B错误；甲图中，因为B中导体电阻大于A中导体电阻，根据Q＝I2Rt可知，电流和通电时间相同时，B中的镍铬合金丝产生的热量更多，温度计的示数更高，故选项C错误；乙图也可以探究电流产生热量和通电时间的关系，故选项D错误。
答案：A
知识点三　焦耳定律 精练版P10
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。这个规律叫做焦耳定律。
2．公式：Q＝I2Rt，其中I表示电流，R表示电阻，t表示时间，Q表示热量。
在国际单位制中，热量Q的单位是焦耳，符号“J”。
3．焦耳定律的理论推导：电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能(或电功)W，即Q＝W＝UIt。再根据欧姆定律变形式U＝IR，就得到Q＝I2Rt。
可见，在消耗的电能全部用来产生热量的情况下，根据电功的公式和欧姆定律的公式推导出来的结论与焦耳定律一致。
例3热熔胶在室温下为固体，加热变为较强黏性的液体，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。

解析：加热时间t＝1min＝60s，根据焦耳定律可知电热丝产生的热量：Q＝I2Rt＝(0.2A)2×1000Ω×60s＝2400J。
答案：2400

知识点四　电热的利用和防止 精练版P10
1．电热的利用
电热器是利用电热的设备，它是利用电流的热效应工作的。电热器的主要工作部分是发热体，发热体是用电阻率大、熔点高的金属电阻丝绕在绝缘材料上制成的。例如，家中的电热水器、电饭锅、电熨斗，养鸡场中的电热孵化器等，都是利用电能转化为内能来工作的，都是利用电热为人类服务的。
2．电热的防止
电热既有有利的一面，又有有害的一面。在生活和生产中要防止因电热引起的不利因素给人们生活、生产带来的不便和伤害。

易错点　公式Q＝I2Rt，Q＝UIt＝t的适用范围
公式Q＝I2Rt是计算电流通过导体时产生热量多少的，它不能用来计算电能转化为除内能以外的其他形式的能的多少。在一些含有电炉、电烙铁、电热毯、电热水器等的电路中，电流通过这些用电器所做的功全部转化为内能，因此既可以用公式Q＝I2Rt求解，也可以用公式Q＝UIt＝t求解；在一些含有电动机、电解槽的电路中，电流通过这些用电器所做的功有一部分转化为内能，还有一部分转化为其他形式的能，因此只能用公式Q＝I2Rt求解电热，不能用公式Q＝UIt＝t求解电热。
例4一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A，这台电动机正常工作时，问：1min消耗的电能为多少？在线圈上产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？
解：电流通过电动机每分钟做多少功，就有多少电能转化为其他形式的能，即消耗的电能：W＝UIt＝380V×10A×60s＝2.28×105J；
根据焦耳定律知，每分钟产生的热量：Q＝I2Rt(10A)2×2Ω×60s＝1.2×104J；
对于电动机的非纯电阻电路而言，电流做的功等于转化成的机械能和产生的热量之和，即：W＝W机＋Q，则知W机＝W－Q＝2.28×105J－1.2×104J＝2.16×105J。

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