知識(shí)點(diǎn)4焦耳定律在實(shí)際中的應(yīng)用

1、焦耳定律在實(shí)際中的應(yīng)用【知識(shí)點(diǎn)的認(rèn)識(shí)】(1) 純電阻電路：純電阻電路就是除電源外，只有電阻元件的電路，或有電感和電容元件，但它們對(duì)電路的 影響可忽略電壓與電流同頻且同相位電阻將從電源獲得的能量全部轉(zhuǎn)變成內(nèi)能，這種 電路就叫做純電阻電路.基本上，只要電能除了轉(zhuǎn)化為熱能以外沒(méi)有其他能的轉(zhuǎn)化，此電路為純電阻電路.事例：例如：電燈，電烙鐵，熨斗，電爐等等，他們只是發(fā)熱.它們都是純電阻電路.但 是，發(fā)動(dòng)機(jī)，電風(fēng)扇等，除了發(fā)熱以外，還對(duì)外做功，所以這些是非純電阻電路白熾燈 把90鳩上的電能都轉(zhuǎn)化為熱能，只有很少轉(zhuǎn)化為光能.所以，在中學(xué)電學(xué)計(jì)算中，白熾燈 也近似看做純電阻.而節(jié)能燈則大部分能量轉(zhuǎn)換成了光能所

2、以節(jié)能燈屬于非純電阻電路.這也是為什么白熾燈遠(yuǎn)比節(jié)能燈耗電的原因(節(jié)能燈幾乎將電能全部轉(zhuǎn)化為了光能)(2) 焦耳定律的推導(dǎo)公式：Q=U2R*t , Q=Ult，適用范圍，純電阻電路.(3) 電熱器的“雙擋”問(wèn)題：1. “雙擋”中的電阻：電熱器通常設(shè)計(jì)有“高溫?fù)酢焙汀暗蜏負(fù)酢?根據(jù)P=U2R可知，當(dāng) U一定時(shí)，電阻越大，電功率越??；電阻越小，電功率越大.所以高溫?fù)蹩傠娮枳钚。蜏負(fù)蹩傠娮枳畲?2. “雙擋”的控制開關(guān)短路式兩個(gè)電阻串聯(lián)，把開關(guān)與其中一個(gè)電阻并聯(lián)，如下圖所示.電源當(dāng)閉合開關(guān)時(shí)，有一個(gè)電阻短路，只有一個(gè)電阻工作，此時(shí)為高溫?fù)?；?dāng)斷開開關(guān)時(shí)，兩 電阻串聯(lián)，電阻大一些，電熱器的功率小一些

3、，此時(shí)為低溫?fù)?單刀雙擲式主要工作電阻放在干路上，一條支路用導(dǎo)線，一條支路連接在附加電阻上，如下圖所示.當(dāng)開關(guān)擲向附加電阻的支路時(shí)，兩電阻串聯(lián)，為低溫?fù)酰划?dāng)開關(guān)擲向?qū)Ь€支路時(shí)，只有主 要工作電阻工作，此時(shí)為高溫?fù)?【解題方法點(diǎn)撥】電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功消耗的電能，一部分轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，另一部分是轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，也就是W工Q那么，用來(lái)計(jì)算電功的公式 W=UIt不能用來(lái)計(jì)算電熱，電熱智能用焦耳定律Q=I2Rt來(lái)計(jì)算.【命題方向】第一類常考題：電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著的銅導(dǎo)線卻不怎么熱，原因是()A. 銅導(dǎo)線比電爐絲傳熱快，所以不怎么熱B. 銅導(dǎo)線有絕緣層，所以不怎么熱C. 銅導(dǎo)線的電阻小，消耗

4、電能小，爐絲的電阻大，消耗電能多，所以熱得發(fā)紅D. 通過(guò)電爐絲的電流比通過(guò)電線的電流小分析：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻大小和通電時(shí)間均有關(guān)，因此在分析電流通 過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)熱多少時(shí)應(yīng)用控制變量法在電流、通電時(shí)間相等時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多； 在電流、電阻一定時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)產(chǎn)生的熱量越多；在電阻、通電時(shí)間一定時(shí)，電流越 大產(chǎn)生的熱量越多.解：電爐絲跟銅導(dǎo)線串聯(lián)，通過(guò)它們的電流大小和通電時(shí)間相等，由于電爐絲的電阻大， 所以產(chǎn)生的熱量多，因此電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而銅導(dǎo)線卻不怎么熱.由上述可知選項(xiàng) A B、D都不正確. 故選C.點(diǎn)評(píng)：本題主要考查對(duì)焦耳定律以及對(duì)影響電阻大小因素的了解.第二類常

5、考題:一名同學(xué)在同一根電爐絲上截取長(zhǎng)短不同的甲、乙兩段，按照?qǐng)D 所示的方案來(lái)探究“在電流、通電時(shí)間相同的條件下，電阻絲產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān) 系”.(1) 他的猜想是：乙上的火柴先燃燒.他的猜想的理論根據(jù)是().(2) 在實(shí)驗(yàn)方案中，把兩根電阻絲串聯(lián)的目的是().(3) 經(jīng)過(guò)反復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：兩根火柴幾乎是同時(shí)燃燒起來(lái).實(shí)驗(yàn)結(jié)果與猜想之間存在差 異的原因是什么？怎樣改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案？分析：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻大小和通電時(shí)間均有關(guān)，因此在分析電流通 過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)熱多少跟電阻大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)采用控制變量法控制電流、通電時(shí)間相等. 解：(1)他根據(jù)Q=I2Rt的理論猜想：乙上的火柴先燃燒.(2) 在實(shí)驗(yàn)方案中，把兩根電阻絲串聯(lián)的目的是保持電流和通電時(shí)間一定.(3) 經(jīng)過(guò)反復(fù)幾次實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：兩根火柴幾乎是同時(shí)燃燒起來(lái).實(shí)驗(yàn)結(jié)果與猜想之間存在差 異的原因是：研究的是甲整段電阻絲與乙整段電阻絲產(chǎn)生的熱量，而火柴反映的是與火柴 頭接觸的一小部分的電阻絲產(chǎn)生的熱量.改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方案：將兩段電阻絲分別浸在等質(zhì)量的煤油中，用煤油溫度變化的大小來(lái)反映各 自產(chǎn)生的熱量的多少.故答案為：(1) Q=l2Rt(2)保持電流和通電時(shí)間一定(3 )研究的是甲整段電阻絲與乙整段電阻絲產(chǎn)生的熱量，而火柴反映