38.“电热与焦耳定律”-2024年中考物理重难点突破及题型归类总复习

38“电热与焦耳定律”重难点突破及题型归类 一、电流的热效应 1 电流通过导体时，电能转化为内能（伴随着热量产生），这种现象叫做电流的热效应。如：手机发 烫、吹风机热风、电饭锅、保险丝烧断等。 2 影响因素：导体的电阻，通过导体的电流和通电时间。 导体的电阻R 越大，通过导体的电流越大，通电时间t 越长，产生的热量就越多。 二、焦耳定律 1 内容：电流通过导体时所产生的热量Q（简称“电热”），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。 2 公式：Q=2Rt （适用于任何电路电热的计算） 注意：单位的统一性：Q——、——、R——Ω、t——s 三、探究电热与电阻的关系（控制、t 相同） 1 实验器材及电路图 ①定值电阻R1、R2（阻值不同） ②滑动变阻器 ③烧瓶（两个烧瓶装同种液体） ④煤油（煤油比热容小，效果比水好） ⑤温度计（示数大小反映热量多少） 2 实验结论：当电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。 3 滑动变阻器的作用：①保护电路；②改变电路中的电流，获得多组数据，避免实验偶然性，寻找普 遍规律。 4 实验方法：控制变量法、转换法。 四、探究电热与电流的关系（控制R、t 相同） 1 实验器材及电路图 ①定值电阻R1、R2（阻值相同） ②滑动变阻器 ③烧瓶（两个烧瓶装同种液体） ④煤油（煤油比热容小，效果比水好） ⑤温度计（示数大小反映热量多少） ⑥定值电阻R（使R1、R2的电流不同） 2 实验结论：当电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多。 3 滑动变阻器的作用： ①保护电路； ②改变电路中的电流，获得多组数据，避免实验偶然性，寻找普遍规律。 4 实验方法： 控制变量法 b 转换法 五、电热与电功——两个不同的物理量 注意： 1 只有在纯电阻电路中，电热Q=电功 消耗电能全部转化成内能 此时， ，如：电热水器、电热水壶、小太阳、电热毯、浴霸、白炽 灯（小灯泡）等。 电流通过导体做功 电功 —— 电能转化为其他形式能        光能 机械能 …… 内能 电热Q 例1 一台直流电动机，线圈的电阻为5Ω，接在12V 电源上时，通过的电流为2，这台电动机工作 5m 产生 6000 电热。 解析：5m=300 s Q=2Rt =（2）2 ×5Ω×300 s= 6000 注意：电动机属于非纯电阻电路，本题只能用Q=2Rt 进行计算。 例2 玩具电动车上，有一微型直流电动机，将它接在图示的电路中，闭合开关后，移动变阻器的滑 片P： （1）当电压表示救为03V 时,电动机不动，此时电流表示嫩为03。求电动机线圈的电阻是多大? （2）当电压表示数为3V 时，电动机正常转动，此时电流表示数为04，求电动机的发热功率及对外 做功的机械功率。 解析：（1）电动机不转时，由欧姆定律得： （2）电动机正常转动时， 发热功率：P 热=2R=（04）2×1Ω=016 电功率：P=U=3V×04=12 机械功率：P 机=P－P 热=12－016=104 注意：电动机属于非纯电阻电路。发热功率只能用P 热=2R 来计算，它是电动机电功率的一部分。 六、烧水问题 同一电源，甲单独烧水，烧开时间t 甲；乙单独烧水，烧开时间t 乙。烧同一壶水，初温、质量相等： （1）甲、乙串联，烧水用时_________；（t 甲+t 乙） （2）甲、乙并联，烧水用时_________；（用t 甲、t 乙表示）（ ） （3）若R 甲>R 乙，总功率：_______________。（PD>PB>P>P） B D 例3 同一水壶，同一电源，甲单独烧开用时t1，甲、乙串联烧开用时t2，甲、乙并联烧开用时______ ___。（用t1、t2表示）（ ） 七、焦耳定律比例 Q1：Q2=R1:R2 1：2=1:1 1：2=Q1：Q2= P1：P2= U1：U2=R1:R2 Q1：Q2=R2:R1 U1：U2=1:1 1：2=Q1：Q2= P1：P2= 1：2=R2:R1 例4 两根电热丝R1与R2，电源电压U 不变，只将R1接在电源上，120s 内放热为12Q；将R1、R2并联 在电源上，R1、R2在60s 内放热为8Q；将R1、R2串联在电源上，为使R1、R2共放热为3Q，需时间______ _s。 解析：根据题意作出如下图所示： 甲 乙 丙 甲图有： ………………………………① 乙图有： ……………………② 丙图有： ………………………………③ 由①②式得：R1:R2=1:3 （这是解题的关键） 由①③式，结合R1:R2=1:3，得：tx=120s 例5 甲、乙阻值为R1、R2，电源电压U 不变，甲、乙串联后在时间t 内放热分别为2Q 和5Q，甲、 乙并联后在3t 内放热__________。 解析：根据题意作出如下图所示： 甲 乙 由题意可得：R1:R2=2:5 由甲图： ………………………………① 由乙图： ……………………………② 式，结合R1:R2=2:5，解得：x=147Q 例6 有两电热器阻值分别为R1、R2，R1、R2串联，在时间t 内放热为Q1、Q2，将R2单独接在电源上， 时间t 内放热__________。（用Q1、Q2表示） 解析：根据题意作出如下图所示： 由题意有：R1:R2=Q1:Q2 由甲图有： …………………………① 甲乙图有： ………………………………………② 式，结合R1:R2=Q1:Q2，解得：