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[!--downpath--]第十五章电能与电热二、焦耳定理和电压的热效应知识点一：焦耳定理一、焦耳定理：电压通过导体产生的热量与电压的平方成反比，与电压的平方成反比导体的内阻，与通电时间成反比。 2、单位：焦耳，简称焦耳，用J表示。 3、计算公式：（适用于所有电路） 4、推导公式： （1）对于纯内阻电路，可推导：（所有电能为转化为内能） (2) 串联电路常用公式： ； 热量与内阻成反比：； 并联电路常用公式：； 热量与内阻成正比：； (3)不管家用电器是串联还是并联，估算一定时间内形成的总热量，常用公式：； 知识点二：电压的热效应 1、电流的热效应：电压通过导体时，导体会发热。 这些现象称为电压热效应。 2、电加热器：利用电压将电能转化为内能做功的装置，又称电加热器。 如家里的电热水器、电熨斗、电烤箱、电饭煲等，它们在工作时，都将电能全部转化为内能。 (1)原理：焦耳定理 (2)组成：电加热器的主要部件是发热体，它由高电阻、高熔点的合金制成； (3)优点：清洁卫生无污染，热效率高，便于控制和调节体温； 缺点：电压大，容易烧电路。 知识点三：影响电暖器工作效率的激励因素 1、如何研究电暖器产生的热量与电流大小的关系？ （当两个电阻值串联时，可以保证通过它们的电压和时间相同） 2、如何研究电加热器产生的热量与电压的关系？ （当两个内阻并联时，可以保证通过它们的电流和时间相同） 【实验推论】结论1：当两个家用电器串联时，家用电器的内阻越大电器，同一时间段内产生的热量越多。
推论2：当两个家用电器并联时，同时，家用电器的内阻越小焦耳定律及电热综合计算，产生的热量就越多。 （注意电压范围） 推论3：无论串联还是并联，在相同条件下，通电时间越长，家用电器发热越多。 知识点四：焦耳定理的实际应用 1、在任何情况下选择不同的公式进行估算会更容易。 例：在串联电路中，用公式比较实际功率和相关估算比较方便，即内阻越大，功率越大。 在并联电路中用公式比较实际功率大小和相关估算比较方便。 2、对于纯内阻电路，如电灯、电烙铁等电路焦耳定律及电热综合计算，电压功全部转化为内能。 也就是说，此时用公式：来估计结果是一样的。 3、对于非纯内阻电路，如：笔记本电脑、电视机、电动吊扇等，电压所做的功都会转化为内能和其他形式的能量。 在电机工作的电路中，加在电机两端的电流为U，通过的电压为I，电机的线圈也有一定的内阻R，则此时电压做功时间为 ，但电压所做的功并没有完全转化为内能，大部分转化为机械能，但通过线圈内阻R的电压仍然使线圈发热，所以发热由它构成，但此时，对这个电路来说： 【巩固训练】例一：如图A所示，小灯泡L的电压和内阻R随电流变化，将它们连接到按照图B的电路，只闭合开关S，小灯泡的实际功率为1W； 然后合上开关S1，电压表示数变化A，此时电路消耗的总功率为W。
例2：小明和小红想用图中所示的装置来探究“导体产生的热量与内阻的关系”。 两瓶煤油都暴露在一根金属丝上。 烧杯A中的金属丝为内阻较小的铜丝。 烧杯B中的金属丝为钴铬合金丝，内阻较大。 温度计显示煤油的湿度。 (1) 两个烧杯中所装煤油的质量要控制，不仅要控制质量，还要控制化学量； (2)小红问小明，“水好取，何不用水代替煤油”。 对于这个问题，小明和小伙伴们给出了以下四个答案，你认为比较合理的是：() A.因为煤油有颜色，所以很容易看到 B.因为煤油的发热量比较大 C.因为煤油密度D比较小，由于煤油的比热容比较小(3)，请用笔画代替电线帮他完成电路连接：（需要P向右移动，电路中的电流变小),则滑块P在开关闭合(右)前最(左/右)端； (4)电压产生的热量不易直接检测。 小明和小红用观察来说明电压产生了多少热量。 能用直接观测到的量来表示不易直接观测到的量的方法称为“换算法”。 如果是为了这个实验，你有什么创造性的方法来显示电压产生的热量吗？ 如果没有，你可以再列出来 举一个“变换法”在数学探究中的使用的反例： 。 （只答一个） （5）在实验过程中，小明和小红发现烧杯B中的湿度计读数迅速下降。
这表明：在相同的电压和通电时间下，导体的电阻值会产生更多的热量。 例3：朋友在学习“探究电压热效应的成因”时发现，用内阻丝加热煤油时，观察湿度计读数变化的过程需要很长时间。 为了缩短实验时间，他们提出了以下改进构想： 构想一：用水代替煤油进行实验； 构想二：通过加热空气进行实验。 (1) 经过讨论，他们判断构想一是错误的。 您认为他们的判断基于什么：。