2024年中考物理重难点突破及题类归类总复习38.“电热与焦耳定律”.docx

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I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=I2Rt（适用于任何电路电热的计算）

注意：单位的统一性：Q——J、I——A、R——Ω、t——s

三、探究电热与电阻的关系（控制I、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：

a.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W

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。

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2A，这台电动机工作5mi产生6000J电热。

解析：5min=300sQ=I2Rt=（2A）2×5Ω×300s=6000J

注意：电动机属于非纯电阻电路，本题只能用Q=I2Rt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0.3V时,电动机不动，此时电流表示嫩为0.3A。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0.4A，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=I2R=（0.4A）2×1Ω=0.16W

电功率：P=UI=3V×0.4A=1.2W

机械功率：P机=P－P热=1.2W－0.16W=1.04W

注意：电动机属于非纯电阻电路。发热功率只能用P热=I2R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：_______________。（PDPBPAPC）

ABCD

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

I1：I2=1:1

W1：W2=Q1：Q2=P1：P2=U1：U2=R1:R2

Q1：Q2=R2:R1

U1：U2=1:1

W1：W2=Q1：Q2=P1：P2=I1：I2=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：