初三物理电功率——热问题知识精讲 人教版.doc

初三物理电功率——热问题知识精讲人教版【本讲教育信息】一.教学内容：电功率——热问题二.重点、难点：焦耳定律的内容、公式、计算及应用。三.知识点分析1.焦耳定律（1）焦耳定律是实验定律它是经过大量实验总结出来的。（2）焦耳定律反映了电流热效应的规律是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。（3）由公式Q=I2Rt可知电流通过导体产生的热量和电流强度I电阻R及通电时间t有关又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比所以电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。（4）运用公式Q=I2Rt解决问题时电流强度I的单位是安电阻R的单位是欧时间t的单位是秒热量Q的单位才是焦耳即各物理量代入公式前应该先统一单位。（5）用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。因为电能还可能同时转化为其他形式所以只有电流所做的功全部用来产生热量才有或成立。所以焦耳定律公式Q=I2Rt是由实验总结出来的凡是有电流通过导体时都可以用它来计算所产生的热量也就是说这个公式是计算焦耳热的普遍公式。公式Q=UIt只适用于纯电阻电路这时电流所做的功全部用来产生热量用它计算出来的结果才是导体产生的热量。若电路中有反电动热（如电动机、日光灯的镇流器、蓄电池充电等情形）这时电流做的功只有一部分转化为热量加在导体两端的电压U不等于I与R的乘积用公式W=UIt计算出来的结果虽然仍是电流的功但却不再等于电流通过导体所产生的热量这时W≠Q了。2.电热的作用（1）电热器的原理是电流的热效应它表现的是电流通过导体都要发热的现象在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。（2）发热体是电热器的主要组成部分它的作用是将电能转变为内能供人类使用。【典型例题】[例1]在电源电压不变时为了使电炉在相等的时间内发热多些可采取的措施是（）A.增大电热丝的电阻B.减小电热丝的电阻C.在电热丝上并联电阻D.在电热丝上串联电阻分析：有同学认为应选（A）根据焦耳定律Q=I2Rt导体上放出的热量与电阻成正比所以要增加热量可增大电阻。这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故。焦耳定律所阐述的导体上放出的热量和某一个量的比例关系是在其他一些量不变的条件下才成立的如放出的热量和电阻成正比是指电流强度和通电时间都不变的条件下热量与电阻成正比按题意通电时间是相同的但由于电源电压是不变的通过电热丝的电流强度将随着电阻的增大而减小若再根据Q=I2Rt将不易得出正确的结论。事实上在电压一定的条件下根据可知减小电热丝的电热丝的电阻就可增大电功率即在相同时间内发热多些。答：B[例2]如图1所示R2=2R1当开关S打开和闭合时在相同的时间内电流通过R1产生的热量之比为（）A.1:3B.1:9C.3:1D.9:1分析：电流通过R1产生的热量可根据公式Q=I2Rt或根据公式Q=W=求解。开关S打开时R1R2串联通过Rl的电流此时上产生的热量（1）开关S闭合时被短路电路中仅有流过的电流此时上产生的热量（2）所以当开关S打开和闭合时在相同的时间内电流通过R1产生的热量之比为答：B[例3]有一种双温电炉其电路图如图2所示由两段阻值相同的电阻丝组成的发热体ABC为三根引出线其中A为低温档B为高温档且高温档每秒产生的热量是低温档每秒产生热量的2倍试在方框内画出两段电阻丝的连接图并说明设计的理由。分析：对纯电阻电路电流通过导体发热.当电压恒定时可选用来考虑。由于t相等电流的发热Q与电阻R成反比。若高温档的发热是低温档的2倍则高温档的电阻值是低温档的二分之一。答：方框内的两段电阻丝应如图3连接。设计合理性证明如下：当S接高温档BC时当S接低温档AC时所以可见设计合理。[例4]如图所示的四个相同容器中盛有质量和温度都相等的水电热丝R1、R2、R3、R4的阻值关系为R1=R4＜R2=R3.设闭合开关一段时间后四个容器中的水温分别为t甲、t乙、t丙和t丁若这时容器中的水均未沸腾且假定电热丝放出的热量全都被水吸收则四个容器中水温的高低关系应为（）A.t甲=t乙=t丙=t丁B.t甲＞t乙＞t丙＞t丁C.t甲＜t乙＜t丙＜t丁D.t甲=t丁＜t乙=t丙分析：比较通电导体的发热量其依据应该是焦耳定律Q=I2Rt但由于初中物理中涉及的导体均为纯电阻性的因此结合欧姆定律I=U/R我们应即可以得到比较通电导体发热量的又一常用依据。由该公式可知：在电压和通电时间都相等的条件下电阻小的导体放出的热量多又由Q=I2Rt可知：①在电流和通电时间都相等的条件下电阻大的导体放出的热量多由和均可知：②在电阻和通电时间都相等的条件下电压或电流大的导体放出的热量多。③因四个容器中水的质量和初温都相等电热丝放出的热量又全都