初中物理苏科版（2024）九年级下册（2024）第十五章 电功和电热三、电流的热效应 焦耳定律获奖ppt课件

这是一份初中物理苏科版（2024）九年级下册（2024）第十五章 电功和电热三、电流的热效应 焦耳定律获奖ppt课件，共91页。PPT课件主要包含了电功和电热的关系，热传递，答案D，答案B，答案A，×104，4×105等内容，欢迎下载使用。
1. 电流的热效应如图所示，小太阳取暖器通电前导线和外壳摸上去温度很低，通电后电热丝热得发红，导线摸上去也比通电前温度高了一些，但是很显然导线的温度远远低于发热的电热丝的温度.
归纳总结：导体中有电流通过时会发热，电能转化为内能，这种现象称为电流的热效应.
2. 电热器定义：利用电流热效应工作的用电器称为电热器.实例：电暖器、电饭锅、电熨斗等都是日常生活中常见的电热器，如图所示.
电热器的辨别1.电风扇、电冰箱、电视机、洗衣机等用电器，它们工作时主要把电能转化为内能之外的其他形式的能，只有少部分电能转化成了内能，这些用电器都不是利用电流的热效应来工作的.
2.电磁炉、微波炉虽然也是用来加热食品的装置，但它们并不是将电能直接转化为内能，因而不属于电热器.
1．下列属于防止电流热效应产生危害的实例是(　　)A．给电热水袋充电 B．用电熨斗熨衣服C．用电烙铁焊接电子零件 D．电脑使用微型风扇散热
典例1 下列四种用电器中,主要利用电流的热效应来工作的是( )
A.洗衣机B.抽油烟机C.音箱D.电热水器
1.探究影响电流热效应的因素
实验结论的描述：利用转换法和控制变量法探究电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关，在表述结论时，应注意书写的全面性，不可缺少必要的条件，
如“电流越大，电流通过导体产生的热量越多”，这种说法就是错误的，应表述为当电阻和通电时间一定时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多.
在探究电流热效应与电流的关系时，教材中实验为了控制电阻相同，将实验设计为分两步进行，该操作带来了不便，可以对此进行改进.
将两个阻值相同的电阻并联，一个浸没在液体中，另一个不放在容器中，再将另一个阻值相等的电阻与它们串联，也浸没在另一个相同容器的等质量的同种液体中.记录通电一段时间后两容器中液体温度的变化量.如图所示.
实验改进后，可以在控制电阻和通电时间相同的情况下，同时观察到电流对电流热效应的影响.这种方法在中考中也经常考查.
3．如图所示是电烙铁工作的原理图。它正常工作时，两端的电压为220 V。在预热状态时，通过它的电流较小；在加热状态时，通过它的电流较大，则下列选项中正确的是(　　)A．闭合开关S，此时小灯泡熄灭，处于预热状态 B．断开开关S，此时小灯泡发光，处于加热状态C．闭合开关S，此时小灯泡发光，处于预热状态 D．闭合开关S，此时小灯泡熄灭，处于加热状态
典例2 在“探究影响电流热效应的因素”实验中：
（1）为了探究电流通过电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了如图甲所示装置，在烧瓶内安装一段电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化来判断相同______内不同电流通过导体产生的热量多少．若他想让烧瓶内的液体在短时间内温度变化更明显，应选用______（选填“煤油”或“水”），理由是____________________________________________________________________.
煤油的比热容较小，在质量和吸收的热量都相同时，煤油的温度上升明显
2.焦耳定律
. .
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公式推导出来的结论与焦耳定律一致.
5.有关电热的计算问题电热的计算包括两种情况：纯电阻电路的电热计算和非纯电阻电路的电热计算.解题时，先要判断电路是纯电阻电路，还是非纯电阻电路.
简单的多挡位电路的设计与分析
教材第16页“实践与练习”第3题
（1）电热水壶中水吸收的热量；
（2）加热挡的电功率；
（3）需要的加热时间.
[解析] 教材中的习题考查的是多挡电路的分析与计算问题.在中考中常常会选取实际生活中的具有多挡发热功能的用电器的内部电路原理图为背景，让同学们分析并计算用电器的低温、中温和高温挡等问题.
1.电热的利用电热器是利用电热的设备，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，发热体是由电阻大、熔点高的金属导体制成的.例如，家里的电热水器、电饭锅、电熨斗，以及养鸡场的电热孵化器等，都是利用电能转化为内能来工作的.
2.电热的防止在很多情况下，我们并不希望用电器的温度过高.像电视机、计算机等用电器在工作时，将电能转化为其他形式能的过程中，总有一部分电能转化为内能，过多的电热如果不能及时散发出去，会产生许多安全隐患.因此，许多用电器采用设置散热孔、散热片或在发热体部位安装电风扇等方式进行散热.
电热的利用和防止一定要具体问题具体分析.如电视机长时间工作产生的热量容易烧坏电视元件，但电视机长时间不看会受潮，可以利用电热来防止受潮损坏.
教材第15页“图15-14 芯片的散热器”
[盐城中考] 芯片体积小，元件密集.当芯片中有电流通过时，由于芯片元
件有______，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的____效应.为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合，来降低芯片的温度，这是通过_______的方式改变芯片的内能.
4．[2025宿迁宿豫区一模]如图所示的电路中，电源电压恒定，R1∶R2＝1∶2。开关S闭合后，通过R1、R2的电流分别为I1、I2；R1、R2的电功率分别为P1、P2；相同时间内通过R1、R2的电流做的功分别为W1、W2；相同时间内电流通过R1、R2产生的热量分别为Q1、Q2。则下列说法正确的是(　　)A．I1∶I2＝1∶2 B．P1∶P2＝1∶4 C．Q1∶Q2＝4∶1 D．W1∶W2＝2∶1
由P＝UI可得，R1与R2的电功率之比为P1∶P2＝UI1∶UI2＝I1∶I2＝2∶1，故B错误；在相同时间内，根据Q＝W＝UIt可得，电流做功之比和产生的热量之比：Q1∶Q2＝W1∶W2＝UI1t∶UI2t＝I1∶I2＝2∶1，故C错误、D正确。故选D。
5．发热鞋是一种改进后的鞋，它是通过新技术改进传统产品的一种新发明，如图甲所示的可发热皮鞋，它是利用电流的热效应来工作的。小荣查看了说明书发现：该发热皮鞋由8 V电源供电，发热部分由R1和R2组成，电阻R1＝6 Ω、R2＝2 Ω。
调温挡有高温、低温两挡，其简化电路图如图乙所示。当只闭合开关S1时，为________(填“高温”或“低温”)挡；在高温挡工作2 min产生的热量为________J。
6.如图所示，小德在课前展示了一个小实验：他用石蜡将几根牙签粘在一段细铁丝上，支撑起来。把几个插有铁钉和五角硬币的柠檬串联起来，接在细铁丝的两端。大约3 min后，发现石蜡变软，牙签逐渐开始从细铁丝上掉落下来。请你根据所学的知识解释以上现象。
【解】硬币、铁钉和细铁丝都是导体，小德把插有铁钉和五角硬币的柠檬串联起来，组成水果电池，接在铁丝两端后，构成闭合电路，电路中产生电流，根据Q＝I2Rt可知，通电的铁丝会产生热量，使铁丝的温度升高，当铁丝的温度高于石蜡的温度时，两者间存在温度差，会发生热传递，石蜡吸收热量，温度升高，开始熔化，熔化后的石蜡变软，牙签在重力作用下就会掉落。
7. [2025淄博期末]图甲是一种家用电暖器，有“低温”“中温”“高温”三挡，铭牌如表所示(“高温”挡功率缺失)，图乙为其简化的电路原理图，只闭合开关S、S1为“低温”挡，S是自我保护开关，当电暖器倒了时，S会自动断开，保证安全。求：
(1)“低温”挡正常工作时电路的电阻。
(2)“高温”挡正常工作时的电流。
(3)“高温”挡正常工作20 min产生的热量。
【解】“高温”挡正常工作20 min产生的热量Q＝P高t＝1 650 W×20×60 s＝1.98×106 J。
8. 家用电器使用常识上介绍，电视机持续长时间工作要停机10～20 min散热，如果长时间(如几十天)不用则每隔几天要通电10～20 min驱潮。对于以上做法，下列分析正确的是(　　)A．前者是利用电热，后者是防止电热 B．前者是防止电热，后者是利用电热C．二者都是利用电热 D．二者都是防止电热
【点拨】电视机持续长时间工作要停机10～20 min散热，是为了防止电热产生危害；定期给电视机通电驱潮，属于利用电热。故ACD错误，B正确。
9．如图是一种电热水器中发热体的铭牌。下面的表述中错误的是(　　) A．电热水器在额定电压工作时产生的电热为1 000 WB．电热水器在额定电压工作时产生的电热功率为1 000 WC．电热水器的热效应是电流通过发热体的电阻时产生的D．电热水器正常工作20 min，电流做的功是1.2×106 J
【点拨】由电热水器发热体铭牌可知，其额定电压是220 V，额定功率是1 000 W；电热水器在额定电压下的电热功率是1 000 W，它产生的电热还与工作时间有关，故A错误，B正确；电流经过电阻时电阻发热，这是电流的热效应，电热水器的工作原理是电流的热效应，故C正确；电热水器正常工作t＝20 min＝1 200 s，电流做功W＝Pt＝1 000 W×1 200 s＝1.2×106 J，故D正确。故选A。
10．某电熨斗有“低温”“高温”两个挡位，其简化电路如图所示，R1、R2是电热丝，R1＝48.4 Ω，R2＝96.8 Ω，S为旋转式开关。当旋转触片接触到触点1和2时，电熨斗为________挡位。当电熨斗处于高温挡位时，通电1 min，电熨斗产生的热量为________ J。
11．[2025南通校级一模]空气炸锅利用热空气流加热食物，其优点是可以用很少的油或者不用油烹饪食物。电路原理如图所示，其中加热管的电阻R＝48.4 Ω，电风扇的功率为100 W，通过温控开关控制加热管的间断工作加热，保证箱内温度维持为预设温度。
(1)空气炸锅通过电流的________效应加热食物；在制作蛋挞时，若加热管工作时放出热量的90%被蛋挞液吸收，则加热管正常工作1 min，可使0.5 kg蛋挞液的温度升高________℃[c蛋挞液取3×103 J/(kg·℃)]。
(2)若家中让空气炸锅单独工作10 min，使标有1200 imp/(kW·h)的电能表指示灯闪烁180次，则空气炸锅消耗_______J的电能，加热管工作时间为_______min。
12. 课外实践小组设计了一个电热孵蛋箱，其电路如图所示。已知电源电压恒为220 V，R0是阻值为55 Ω的电热丝，温度对电热丝阻值的影响忽略不计。
(1)闭合开关S后，求电路中的电流；
(2)求通电100 s后电热丝R0产生的热量；
【解】通电100 s后电热丝R0产生的热量Q＝I2R0t＝(4 A)2×55 Ω×100 s＝8.8×104 J；
(3)老师提醒，电热箱内温度太高，无法孵化鸡蛋，应使电热箱内的电功率降至P0，小组成员想出了两种方法改进电路：方法一：在图中A点处串联接入一根电热丝RA；方法二：在图中B点处串联接入一根电热丝RB。
老师发现这两种改进方法中电热箱内的电功率都为P0，小组成员在这两种改进电路中，用电压表测量新接入的电热丝两端的电压，测量结果为U1和U2，U1＞U2，U2＝165 V，但由于粗心没有记录U1和U2分别对应哪种方法。请根据上述信息判断哪种方法更节能，并计算这种方法中新接入的电热丝的阻值。
方法一更节能。两种方法的电路简图如下：
在方法一中的电热箱的功率PA箱＝P0＝IA2(R0＋RA)；在方法二中的电热箱的功率PB箱＝P0＝IB2R0，因为两次电热箱内的电功率相等，即IA2(R0＋RA)＝IB2R0，得出IA＜IB，由W＝UIt可得，方法一更节能。