1、微专题26 电热器与焦耳定律 例1 已知电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关。在探究“电流通过导体产生的热量跟电流的关系”时，可供选择的器材有：8 V稳压电源一个；20 和50 的滑动变阻器各一个；停表和开关各一个；塑料盒与U形管相连的实验装置一个，盒内密封着空气，盒内电阻丝的阻值为20；导线若干。题型一 探究焦耳定律实验(1)该实验选用_的滑动变阻器更好。(2)连接好的实验图如图所示。每次实验(即获得一组数据)后，都要断开开关，打开盒盖上的通气孔，U形管内两液面迅速回到原位，等片刻后，关闭通气孔，再进行下一次实验。请画出实验用的表格，表中要有必要的信息。50解：记录的实验数据如下
2、表(3)某同学对实验方案进行了重新设计：第一次实验记录高度差后，立即移动滑片增大电流做第二次实验，每次实验加热时间相同，记录的U形管内两液面高度差依次为h1、h2在处理数据时，该同学想用h2来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量，他这样处理数据是否正确？_。理由是_。不正确h2间接反映了第一次和第二次实验电流通过导体产生的热量的和。不是第二次实验电流通过导体产生的热量由于实验中电流产生的热量较少，液体温度升高的也较小，所以用温度计不易直接测量比较。为了使现象明显，实验采用了两种方法：不用温度计，但采用了放大的“温度计”。整个烧瓶相当于一个温度计的玻璃泡。由于烧瓶里的液体较多，使升温膨胀效果
3、更明显。采用煤油代替常见的水，用玻璃管插入密封烧瓶里的煤油中代替温度计。用煤油代替水，是因为煤油比水的比热容小，在吸收相等的热量时温度上升的多，这样现象更明显。当然还有一个重要原因，那就是煤油不导电。可以设想由于水导电，若用水由水产生的电阻就无法控制电路中的电阻情况。跟踪训练1 小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。(1)实验中煤油吸热的多少是通过_(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_
4、(选填“大于”或“小于”)水的比热容。温度计示数小于(3)通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是_。(4)该实验中用到的研究物理问题的法是_。(填对一种即可)在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多控制变量法(或转换法)题型二 焦耳定律及其应用 例2 小彬用图所示的实验装置探究“电流的热效应跟电阻大小的关系”，电源电压为3 V，电阻丝R110，R220，两气球相同。闭合开关后，密闭烧瓶内的空气被加热，他观察到_气球先鼓起来。甲气球乙气球通电1 min，R2产生的热量为_J。乙121电流通过导体产生的热量求解公式(1)焦耳定律：QI2Rt(2)纯电阻电路中，Q
5、WPtU2tRUItI2Rt2在利用焦耳定律求解计算题注意(1)涉及的四个物理量要一一对应，简单来说就是导体的电阻为R，通过这个导体的电流为 I，通电时间为 t，则电流通过导体产生的热量为 QI2Rt。(2)公式中各个物理量的单位必须都得是国际单位，即电流 I 的单位是安培(A)、电阻 R 的单位是欧姆()、时间 t 的单位是秒(s)，则热量的单位是焦耳(J)。跟踪训练21 图甲是小灯泡的电压电流图像。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5 V的电路中(如图乙)，闭合开关，移动滑片P，当小灯泡的功率为0.75 W时，()A电流表的示数为0.2 AB滑动变阻器R接入电路中的电阻为15 C电路
6、消耗的总功率为1.35 WD10 s内滑动变阻器R产生的热量为13.5 JC跟踪训练22 甲、乙两个相同的烧瓶里分别装有等质量的水和煤油，在水和煤油中放入完全相同的电阻丝，现把两个电阻丝串联起来，组成如图所示的电路，闭合开关一段时间，通过温度计观察水和煤油的温度上升。(1)水上升的温度(t水)与煤油上升的温度(t油)的大小关系是t水_t油(选填“大于”“等于”或“小于”)。(2)移动滑动变阻器滑片，继续观察，发现水和煤油的温度升高得更快，那么滑动变阻器滑片在向_(选填“A”或“B”)移动。小于A跟踪训练23 图甲为某款新型电饭煲，额定电压为220 V，它采用了“聪明火”技术，智能化地控制不同时
7、间段的烹饪温度，以得到食物最佳的营养和口感。图乙为其电路原理图，R1和R2为电阻不变的电热丝，S、S1是自动控制开关。将电饭煲接入220 V电路中，在电饭煲工作的30 min内，它消耗的电功率随时间的变化如图丙所示。求：(1)只闭合S时，电饭煲的功率为多少W；R1的阻值是多少？解：(1)由乙知只闭合 S 时，只有 R1 工作，电阻较大，根据 PU2R知功率小，由图丙知此时的功率为 440 W；同时闭合 S、S1，功率大，由图丙知。根据 PU2R 知 R1 的阻值为：R1U2P1（220 V）2440 W110；答：只闭合 S 时，电饭煲的功率为 440 W；R1 的阻值是 110；(2)同时闭
8、合S、S1时，1520 min，R1和R2的额定功率分别为多少W?(2)同时闭合 S、S1 时两电阻并联，电阻较小，根据 PU2R 知功率大，由图丙知此时的功率为 660 W，1520 min R1 和 R2 的总功率为 660 W，R1 的额定功率仍然为 440 W，R2 的额定功率为：P2PP1660 W440 W220 W；答：同时闭合 S、S1 时，1520 min，R1 和 R2 的额定功率分别为440 W 和 220 W；(3)1015 min，电饭煲产生的热量是多少J?(3)由图丙知 1015 min 功率为 440 W，此时间内电饭煲产生的热量为：QWPt440 W560 s132000 J。答：1015 min，电饭煲产生的热量是 132000 J。
