2024江西中考物理二輪復(fù)習(xí) 微專題 焦耳定律及電熱相關(guān)計算（課件）

焦耳定律及電熱相關(guān)計算微專題重難點突破2實驗突破—科學(xué)探究素養(yǎng)提升3回歸教材1考點清單實驗

探究影響電流熱效應(yīng)的因素4江西近年真題及拓展一、電流的熱效應(yīng)：電能轉(zhuǎn)化為____能的現(xiàn)象．二、發(fā)現(xiàn)：英國物理學(xué)家______做了大量實驗，于1840年最先精確地確定了電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量(電熱)與電流、電阻和通電時間的關(guān)系．(2020.1)三、內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成______，跟導(dǎo)體的電阻成______，跟通電時間成______．內(nèi)焦耳正比正比正比回歸教材考點清單【版本導(dǎo)航】教科：九上P94～P97四、公式：Q＝_______Q—熱量，單位是J.I—電流，單位是A.R—電阻，單位是Ω.t—通電時間，單位是s.五、推導(dǎo)式：Q＝W＝Pt＝UIt＝

(僅適用于純電阻電路)六、電熱的利用與防止1、利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等．2、防止：散熱窗、散熱片、散熱孔、電腦的微型風(fēng)扇等．I2Rt多擋位類相關(guān)計算重難點突破方法指導(dǎo)1.識別擋位方法：判斷接入電路中的總電阻的大小，家庭電路中，不同擋位時電壓不變(220V)，根據(jù)P＝

可知，總電阻最小時，電功率最大，用電器處于高溫擋；總電阻最大時，電功率最小，用電器處于低溫擋．電路圖低溫擋高溫擋(短路式)S閉合、S1斷開，R1、R2串聯(lián)，R總＝R1＋R2S、S1都閉合，只有R1接入電路，R總＝R1(并聯(lián)式)S閉合、S1斷開，只有R2接入電路，R總＝R2S、S1都閉合，R1與R2并聯(lián)，R總小于R1、R2中的最小值(單刀雙擲式)S接a端，R1與R2串聯(lián)，R總＝R1＋R2S接b端，只有R2接入電路中，R總＝R22.?？级鄵跷浑娐方庾x例

(2021福建改編)如圖是某電蒸鍋的內(nèi)部簡化電路圖，R1、R2均為發(fā)熱電阻，R1的阻值為484Ω，加熱擋功率為1200W．用此電蒸鍋對質(zhì)量為1.2kg的水加熱使其溫度升高75℃，需要的時間為375s．求：(1)保溫擋的功率；(2)電阻R2的阻值；(3)電蒸鍋的加熱效率；(4)關(guān)閉家中其他用電器，只讓電蒸鍋獨立工作，用加熱擋加熱水3min，家中標(biāo)有“3000r/(kW·h)”的電能表轉(zhuǎn)盤轉(zhuǎn)了150r，通過計算判斷此時電蒸鍋是否正常工作？解：(1)只閉合S1時，只有R1接入電路，電蒸鍋處于保溫擋P保＝

＝＝100W(2)當(dāng)S1、S2均閉合時，R1、R2并聯(lián)，電蒸鍋處于加熱擋P2＝P熱－P保＝1200W－100W＝1100WR2＝＝＝44Ω(3)水吸收的熱量Q＝cmΔt＝4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×75℃＝3.78×105J消耗的電能W＝P熱

t＝1200W×375s＝4.5×105J該電蒸鍋的加熱效率η＝×100%＝×100%＝84%(4)電能表轉(zhuǎn)150r時消耗的電能W′＝＝0.05kW·h電蒸鍋消耗的實際功率P實＝＝＝1kW＝1000W＜1200W＝P熱所以此時電蒸鍋不能正常工作變式1結(jié)合銘牌如圖所示是某品牌電蒸鍋的內(nèi)部電路簡化圖，R1、R2均為阻值不變的加熱電阻，該電蒸鍋有高溫、中溫和低溫三種工作擋位，其部分銘牌參數(shù)如下表所示，其中高溫擋的功率已模糊不清．求：(1)電阻R1的阻值；(2)高溫擋的功率；變式訓(xùn)練額定電壓220V高溫擋功率

中溫擋功率550W低溫擋功率275W容積3L(3)若該電蒸鍋的加熱效率為84%，則高溫擋正常加熱4min，可將質(zhì)量為1.2kg的水溫度從20℃加熱到多少℃？(4)若某次工作中電路的實際電壓為200V，則中溫擋的實際功率為多少？(結(jié)果保留到小數(shù)點后一位)額定電壓220V高溫擋功率

中溫擋功率550W低溫擋功率275W容積3L解：(1)當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2接B時，電路為R1的簡單電路，此時處于中溫擋則電阻R1的阻值R1＝＝＝88Ω(2)當(dāng)開關(guān)S1斷開，S2接B時，電阻R1與R2串聯(lián)，電路處于低溫擋此時電路中的總電阻R總＝＝＝176Ω所以電阻R2的阻值R2＝R總－R1＝176Ω－88Ω＝88Ω當(dāng)開關(guān)S1閉合，S2接A時，電阻R1與R2并聯(lián)，電路處于高溫擋，由于R1＝R2

則高溫擋的功率P高＝2P中＝2×550W＝1100W(3)高溫擋加熱4min放出的熱量W＝P高t高＝1100W×4×60s＝2.64×105J根據(jù)

可知，水吸收的熱量Q吸＝ηW

＝84%×2.64×105J＝2.2176×105J根據(jù)Q＝cm(t－t0)可知，可將水加熱到的溫度t＝

＋t0＝

＋20℃＝64℃(4)當(dāng)實際電壓為200V時，中溫擋的實際功率變式2結(jié)合坐標(biāo)圖像如圖甲是某電蒸鍋的內(nèi)部電路的工作原理簡圖，R1、R2均為阻值不變的加熱電阻，通過旋鈕開關(guān)可以實現(xiàn)加熱和保溫兩個擋位功能的切換，某次使用該電蒸鍋燒水過程中，消耗的電功率隨時間變化的圖像如圖乙所示．求：(1)電阻R1的阻值；(2)把體積為1.2L、初溫為30℃的水加熱至沸騰，水吸收的熱量(1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下)；(3)已知(2)過程用時7min，則該電蒸鍋的加熱效率．解：(1)由圖乙可知，P加熱＝1000W，P保溫＝400W由P＝可知，電壓不變時，電阻越小，電功率越大旋鈕開關(guān)旋至1時，電阻R1、R2串聯(lián)工作，電路處于保溫擋由P＝可知，此時電路中的總電阻R總＝＝＝121Ω當(dāng)旋鈕開關(guān)旋至2時，電路為R2的簡單電路，電路處于加熱擋,電阻R2的電阻R2＝＝＝48.4Ω所以電阻R1的阻值R1＝R總－R2＝121Ω－48.4Ω＝72.6Ω(2)水的質(zhì)量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×1.2×10－3m3＝1.2kg水吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1.2kg×(100℃－30℃)＝3.528×105J(3)消耗的電能W＝P加熱t(yī)加熱＝1000W×7×60s＝4.2×105J則電蒸鍋的加熱效率η＝×100%＝×100%＝84%變式3結(jié)合電路設(shè)計小華利用電源、兩個相同的發(fā)熱電阻和兩個開關(guān)也設(shè)計了一個電蒸鍋的內(nèi)部簡化圖，其仍然具有加熱和保溫兩個擋位．已知該電蒸鍋的加熱擋功率為1100W.(1)請在圖中虛線框內(nèi)畫出兩個電阻和開關(guān)S2三個元件的符號，將電蒸鍋的電路圖連接完整；(2)求電蒸鍋內(nèi)部一個發(fā)熱電阻的阻值；(3)用該電蒸鍋將質(zhì)量為2kg、初溫為20℃的水用加熱擋正常加熱至75℃，求水吸收的熱量；(4)已知該電蒸鍋的加熱效率為80%，求上述過程需要正常加熱多長時間？R1R2S2解：(2)當(dāng)開關(guān)S1、S2閉合時，電路處于加熱擋，則電阻R2＝＝＝44Ω(3)水吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×2kg×(75℃－20℃)＝4.62×105J(4)由于電蒸鍋的加熱效率為80%，則電蒸鍋放出的熱量W＝＝＝5.775×105J需要正常加熱的時間為t＝＝＝525s控制通過電熱絲的_____和通電時間相同，改變電熱絲的阻值(將阻值不同的電熱絲串聯(lián)在電路中)實驗突破—科學(xué)探究素養(yǎng)提升實驗1探究影響電流熱效應(yīng)的因素(近10年未考)1.探究電流的熱效應(yīng)與電阻是否有關(guān)

轉(zhuǎn)換法：通過玻璃管內(nèi)_______________來反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少實驗結(jié)論：在相等時間內(nèi)，電流相同時，電阻較大的導(dǎo)體比電阻較小的導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量_____電流液柱上升的高度多圖示法過實驗2.探究電流的熱效應(yīng)與電流的大小是否有關(guān)控制電熱絲的_____和通電時間相同,改變通過電熱絲的電流(兩個阻值相同的電熱絲,分別連在并聯(lián)電路的干路和支路上)實驗結(jié)論：在相等時間內(nèi)，電阻相同時，電流較大的電阻比電流較小的電阻產(chǎn)生的熱量____3.實驗注意事項：(1)被加熱物質(zhì)的種類、質(zhì)量和初溫均______(2)煤油和空氣的比熱容小，可以使實驗現(xiàn)象更明顯阻值多相同【設(shè)計實驗與進行實驗】(1)請根據(jù)實物電路，在虛線框內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖.(2)為了在較短的時間內(nèi)達到明顯的實驗效果，常選用空氣而不用水做實驗，是因為空氣具有________較小的特點.例

小剛在“探究影響電流熱效應(yīng)的因素”實驗中，所用的實驗裝置如圖所示.比熱容一題多設(shè)問(3)實驗中通過觀察玻璃管內(nèi)液柱____________來反映電熱絲產(chǎn)生熱量的多少，這里采用的方法是_______．在研究許多物理問題時都會用到這種方法，下列研究實例采用研究方法與此相同的是___.A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系B.用鐵屑顯示磁體周圍磁場分布C.研究光的傳播時，引入“光線”D.探究真空能否傳聲(4)閉合開關(guān)，通過兩個電阻絲的電流______，該裝置可以探究電流的熱效應(yīng)跟_____的關(guān)系.上升的高度轉(zhuǎn)換法B相等電阻【分析與論證】一段時間后，觀察到甲玻璃管內(nèi)液柱上升的高度較大,由此可以得出的結(jié)論是_______________________________________________________.【交流與反思】(1)若通電一段時間后，發(fā)現(xiàn)其中一個玻璃管中液柱的高度幾乎不變，出現(xiàn)該現(xiàn)象的原因可能是__________________.其他條件不變時，電阻越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多裝置的氣密性不好(2)容器中的電阻采用金屬絲，在電流與通電時間相同的條件下，選用長度和橫截面積都相同的兩種材料進行實驗．為了使實驗現(xiàn)象最明顯，可以選用表中的銅與_________進行對比.鎳鉻合金長1米、橫截面積1毫米2的幾種材料的電阻(20℃時)材料銅鋁鎢鎳鉻合金電阻(歐)0.01750.0290.0531.0(3)(2022懷化)英國物理學(xué)家焦耳通過大量實驗，最先精確地確定了電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的_____成正比，跟_________成正比．這個規(guī)律叫做焦耳定律，其表達式為________.【結(jié)論應(yīng)用】(2023嘉興改編)請說出生活中支持“電熱跟導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)，電阻越大電熱越多”這個結(jié)論的一個實例：__________________________________________.電阻通電時間Q＝I2Rt電爐絲熱得發(fā)紅，與它串聯(lián)的導(dǎo)線卻不怎么熱1.(2020江西1題2分)1840年英國物理學(xué)家_____最先精確地確定了電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系，其表達式為：Q＝____.2.(2020江西8題2分)給手機快速充電的過程，主要是將電能轉(zhuǎn)化為_____能，過一會兒，充電器發(fā)燙，這是通過電流_____的方式，增大了物體的內(nèi)能．江西近年真題及拓展命題點1焦耳定律理解(10年4考)焦耳I2Rt化學(xué)做功3.(04江西26題改編)在家庭電路中同時接入如圖所示的用電器，會造成電路總功率過大，從而引起干路中的電流過大，根據(jù)_____定律，可知導(dǎo)線中將產(chǎn)生大量的_____，使導(dǎo)線發(fā)熱，甚至燃燒引起火災(zāi)．老題翻新焦耳熱量類型1純銘牌類(2021.17，2022.20，2022.17)4.(2021江西17題8分)如表一所示是小紅同學(xué)家的燃氣熱水器正常工作時顯示的部分參數(shù)．已知水的初溫為20℃，c水＝4.2×103J/(kg·℃)．求：(1)燃氣熱水器正常工作10min流出的熱水的質(zhì)量；(2)燃氣熱水器正常工作10min流出的熱水所吸收的熱量；命題點2電熱相關(guān)計算(10年7考)(3)小紅同學(xué)觀察到學(xué)校用的是即熱式電熱水器，銘牌如表二所示．若要得到(2)問中熱水所吸收的熱量，即熱式電熱水器需正常工作16min40s，則該即熱式電熱水器的加熱效率為多少；(4)請寫出使用電能的兩個優(yōu)點．表一表二燃氣熱水器

設(shè)定溫度50℃氣量1.0m3/h水量5.0L/min即熱式電熱水器

額定功率7000W額定電壓220V額定頻率50Hz解：(1)燃氣熱水器正常工作10min流出的熱水的體積V水＝5.0L/min×10min＝50L＝5×10－2m3則10min流出的熱水的質(zhì)量m水＝ρ水V水＝1.0×103kg/m3×5×10－2m3＝50kg(2)燃氣熱水器正常工作10min流出的熱水所吸收的熱量Q吸＝c水m水(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×50kg×(50℃－20℃)＝6.3×106J(3)t即熱＝16min40s＝1000s即熱式電熱水器消耗的電能W＝Pt即熱＝7000W×1000s＝7×106J即熱式電熱水器的加熱效率η＝×100%＝×100%＝90%(4)環(huán)保、方便5.(2022江西17題8分)家用電器使用日益廣泛，好學(xué)的瑞瑞突發(fā)奇想，想檢驗電熱水壺和電飯煲誰的熱效率高，如圖所示是瑞瑞家兩種電器及銘牌．下表是瑞瑞在使用這兩種電器(正常工作)燒水時所記錄的數(shù)據(jù)．(1)在1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下，把電熱水壺中的水燒開，水需要吸收多少熱量？(2)試通過計算說明電熱水壺和電飯煲的熱效率誰高．電熱水壺電飯煲裝水質(zhì)量/kg1.81.8水的初溫/℃2020水燒開時間/s480840解：(1)水吸收的熱量Q吸＝c水m(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×1.8kg×(100℃－20℃)＝6.048×105J(2)電熱水壺的熱效率η壺＝×100%＝×100%＝×100%＝70%電飯煲的熱效率η煲＝×100%＝×100%＝×100%＝80%所以η壺<η煲

，因此電飯煲的熱效率高6.(2022江西20題6分)如圖甲所示，是一則公益廣告，濃濃的孝心滲透著社會主義核心價值觀．小姬給爺爺網(wǎng)購了一臺電熱足浴器，其銘牌的部分參數(shù)如圖乙所示，足浴器某次正常工作時控制面板顯示如圖丙所示，求：(1)此時足浴器的工作電流；(計算結(jié)果保留一位小數(shù))(2)足浴器裝入最大容量初溫22℃的水，當(dāng)水溫達到控制面板上顯示的溫度時水所吸收的熱量；(3)上述加熱過程耗時16min，該足浴器的熱電效率．解：(1)由P＝UI得，此時足浴器的工作電流I＝

＝

≈2.3A(2)水的質(zhì)量m＝ρV＝1.0×103kg/m3×5×10－3m3＝5kg水吸收的熱量Q吸＝cm(t－t0)＝4.2×103J/(kg·℃)×5kg×(42℃－22℃)＝4.2×105J(3)足浴器消耗的電能W＝Pt＝500W×16×60s＝4.8×105J足浴器的熱電效率類型2含電路圖的多擋位類(10年4考)7.(2020江西22題8分)冬天打出來的果汁太涼，不宜直接飲用，如圖所示，是小麗制作的“能加熱的榨汁杯”及其內(nèi)部電路簡化結(jié)構(gòu)示意圖，該榨汁杯的部分參數(shù)如表所示．榨汁杯部分參數(shù)表

額定電壓220V加熱功率300W保溫功率80W榨汁功率66W容量300mL求：(1)僅榨汁時的正常工作電流；(2)R2的阻值；(3)已知該榨汁杯正常工作時的加熱效率為90%，給杯子盛滿果汁并加熱，使其溫度升高30℃，需要加熱多長時間．[c果汁＝4×103J/(kg·℃)，ρ果汁＝1.2×103kg/m3]解：(1)僅榨汁時的正常工作電流I＝

＝0.3A(2)根據(jù)P＝UI＝

可知，電壓一定時，S2閉合時，只有R1接入電路，為保溫擋，S2、S3均閉合時，R1和R2并聯(lián)，電阻最小，總功率最大，為加熱擋R2的功率P2＝P加－P保＝300W－80W＝220WR2的阻值為R2＝

＝220Ω(3)果汁的質(zhì)量m＝ρ果汁V＝1.2×103

kg/m3×300×10－6m3＝0.36kg果汁吸收的熱量Q吸＝c果汁mΔt＝4×103J/(kg·℃)×0.36kg×30℃＝4.32×104J由公式η＝×100%得W＝＝4.8×104J則需要加熱的時間t＝＝160s8.(2023江西22題8分)如圖甲所示，是小姬媽媽為寶寶準(zhǔn)備的暖奶器及其內(nèi)部電路的結(jié)構(gòu)示意圖和銘牌．暖奶器具有加熱、保溫雙重功能，當(dāng)雙觸點開關(guān)連接觸點1和2時為關(guān)閉狀態(tài)，連接觸點2和3時為保溫狀態(tài)，連接觸點3和4時為加熱狀態(tài)．(溫馨提示：最適合寶寶飲用的牛奶溫度為40℃)型號LZJ620額定電壓220V加熱功率220W保溫功率20W(1)求電阻R2的阻值；(2)把400g牛奶從20℃加熱到40℃，求牛奶所吸收的熱量[c牛奶＝4.0×103J/(kg·℃)]；(3)如圖乙所示，是暖奶器正常加熱和保溫過程中溫度隨時間變化的圖像，求暖奶器在加熱過程中的熱效率．(結(jié)果保留到小數(shù)點后一位)解：(1)電路處于保溫狀態(tài)時，只有R1工作；處于加熱狀態(tài)時，R1與R2并聯(lián)工作，P2＝P加熱－P保溫＝220W－20W＝200W電阻R2的阻值R2＝＝＝242Ω(2)牛奶吸收的熱量Q吸＝c牛奶m(t－t0)＝4.0×103J/(kg·℃)×0.4kg×(40℃－20℃)＝3.2×104J

(3)由圖像可知，加熱所用時間t1＝200s暖奶器加熱所需電能W＝P加熱t(yī)1＝220W×200s＝4.4×104J暖奶器在加熱過程中的熱效率η＝×100%＝×100%≈72.7%9.(2022江西22題8分)如圖所示，是某型號的爆米花機的電路圖，該爆米花機具有制作和保溫的功能．只閉合開關(guān)S1時，R1加熱，電動機攪拌,開始制作爆米花；只閉合S2時，R2保溫，防止爆米花變涼；爆米花機的銘牌如表所示．[c玉米＝1.2×103J/(kg·℃)](1)將100g、20℃的玉米粒加熱到300℃成為爆米花時，求玉米粒需要吸收的熱量；(2