1、焦耳定律解析一、知识梳理焦耳定律 电流的热效应 定义：电流通过导体时电能转化为内能。影响因素导体电阻通过导体的电流通电时间内容 Q=I2Rt 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比跟导体的电阻成正比跟通电时间成正比应用利用 防止 二、实验 A B在右侧电阻并联一个相同阻值电阻 分流 左侧的液面差较大 串联：电流相同，通电时间相同观察U型管液面高度差 电阻大的液面高度差大 三、档位问题S闭合、S1断开， 低温 档（ 低 功率）：S、S1闭合， 高温 档（ 高 功率）：1.串联电路多档位2.并联电路多档位S闭合、S1断开， 低温 档（ 低 功率）：S、S1闭合， 高温 档（ 高 功率）： 3.
2、多档位开关开关S2和b相接，S1断开， 低温 档：开关S2和b相接，S1闭合， 中温 档：开关S2和a相接，S1闭合， 高温 档：提示：辨别档位，实际为“Q”的值；例如电炉、电热毯等纯电阻类，由电能内能，实际为“W=Q”问题；在相同电路中，通电时间相同时，实际比较“”中的“P”值公式选用： 四、针对训练1.如图所示，是某种电热饮水机的简化电路示意图。它有加热和保温两种工作状态（由机内温控开关S0自动控制），阅读该饮水机说明书可知：热水箱容积2L，额定电压220V，加热时的功率400W，保温时的功率40W。试问：（1）饮水机处于保温状态时温控开关S0应处于什么状态?（2）R1和R2的电阻值各是多
3、大?（3）在用电高峰期，该饮水机的实际工作电压只有200V，加热效率为80%，若将装满水箱的水从20加热至100，需要多长时间?c水=4.2103J/ （kg），水= 1.0103kg/m3，忽略温度对电阻的影响解析：（1）保温状态时由P=UI得，当R总有最大值，则P有最小值则，则S0断开（2）当S0闭合时，电路中接入R1，电路为高温档由得：当保温时，R总=R1+R2由得：则R2=R总R1=1210121=1089（3）V水=2L=210-3m3由得：m=V=1.0103kg/m3210-3m3=2kg由Q=cmt得：Q=cmt=4.2103J/ （kg）2kg（10020）=6.72105J
4、由得：由得：2.某型号电饭煲有保温和加热功能，如图甲所示为其内部电路原理图，图乙是该电饭煲在一次工作中电功率与时间的关系图象。（1）当开关S接触点2时，电饭煲处于 保温 （选填“保温”或“加热”状态，此时电饭煲的电功率为 0.2 kW。（2）计算电路中R1的电阻是多少?（3）电饭煲在这一次工作中一共消耗了多少J电能?解析：（2）当电饭煲为高温档时，电路中仅接入电阻R1，P高=800W由得：（3）W=W1+W2=P高t1+P保t2=800W1260s+200W（2112）60s=5.76105J+1.08105J=6.84105J3.有一台热水器，内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝。R1
5、=88，R2=22。求：（1）高温挡正常工作10min，电热水器消耗的电能；（2）低温挡正常工作时热水器的功率；（3）中温挡正常工作l0min电热丝产生的热量。解析：（1）根据得：当S2与a相接时，有：W=Pt=2750W1060s=1.65106J（2）低温档时，S2与b相接，S1断开，则R总=R1+R2由得：（3）中温档S2与b相接时，S1闭合，仅R1接入由得：W=P中t=550W1060s=3.3105J4.如图甲所示的九阳豆浆机，由打浆和电热两部分装置构成。中间部位的打浆装置是电动机工作带动打浆刀头，将原料进行粉碎打浆；外部是一个金属圆环形状的电热装置，电热装置的简化电路图如图乙所示，
6、开关S可切换加热和保温两种状态，R1、R2是发热电阻，豆浆机的主要参数如表。请解答下列问题：（1）某次向豆浆机中加入黄豆和清水1.0kg，打浆完成后浆的初温40，加热该浆使其温度升高到100，需要吸收多少热量？设该浆的比热容4.0103J/（kg）（2）电阻R1和R2的阻值分别为多大？（3）该九阳豆浆同时处于打浆和加热时，正常工作1min所消耗电能为多大？型号额定电压打浆装置电热装置JYP-P11S220V电机功率加热功率保温功率180W1000W242W解析：（1）由Q吸=cmt=4.2103J/（kg）1kg（10040）=2.4105J（2）当电路为保温档时，P保=242W，电路中接入R
7、1以及R2根据得：当电路为高温档时，P高=1000W，电路中接入R1根据得：由R总=R1+R2得：R1=R总R2=20048.4=151.6（3）同时打浆以及加热：P总=P电机+P加热=180W+1000W=1180WW=Pt=1180W60s=7.08104J5.图甲是最大功率为1000W的电煎锅，它分为高、中、 低三挡。图乙是其简化电路图，S为总开关，S0为调挡开关，转动S0可将开关调至1、2、3位置。R1、R2、R3为发热电阻且阻值相等。求：（1）电煎锅的中挡电功率；（2）将电煎锅调至中挡煎制食物时，3分钟可将50g食物从4加热至139，电煎锅加热食物的效率。食物的比热容取4.0103J/（kg）解析：根据题意得：Pmax=1000W，且R1=R2=R3则S0调至1档时，为低温档，R1、R2、R3串联S0调至2档时，接入R2、R3串联S0调至3档时，接入R3由得：（2）Q=cmt=4.0103J/ （kg）5010-3kg（1394）=2.7104JW=P中t=500W360s=9104J
