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1、專題專題30焦耳定理的實驗探究及其應用焦耳定理的實驗探究及其應用知識點知識點1：探究焦耳定理實驗思路：探究焦耳定理實驗思路1.控制變量法在探究電熱的多少與電壓的關系時，應控制兩個阻值絲的電阻相同；在探究電熱的多少與阻值的關系時焦耳定律及應用方法，要控制通過兩個阻值絲的電壓相同，最好的方式其實是采用串聯。這兒就應用了控制變量法。當要研究的一個數學量與另外幾個數學量都有關系時，為簡化和便捷，先研究與其中一個量的關系，而要控制其余幾個量不變這些研究問題的方式叫控制變量法。這些技巧在實驗數據的表格上的反映為：某兩次試驗只有一個條件不相同，若兩次試驗結果不同，則與該條件有關，否則無關。反過來，若要研究
2、的問題是化學量與某一誘因是否有關，則應只使該誘因不同，而其他誘因均應相同?？刂谱兞糠ㄊ菍W校數學中最常用的技巧。2.轉化法實驗中電流形成的熱量不能直接觀察到，但熱量的變化可以用體溫的變化來感知。通過體溫的變化多少來間接曉得電壓形成的熱量的多少，這是轉化法?；瘜W學中對于一些看不見、摸不著的現象或不易直接檢測的數學量，一般用一些特別直觀的現象去認識，或用易檢測的化學量間接檢測，這些研究問題的方式叫轉換法。3.注意的問題因為實驗中電流形成的熱量較少，液體氣溫下降的也較小，所以用體溫計不易直接檢測比較。為了使現象顯著，實驗采用了兩種方式：不用體溫計，但采用了放大的“溫度計”。整個燒
3、瓶相當于一個氣溫計的玻璃泡。因為燒杯里的液體較多，使升溫膨脹療效更顯著。采用煤油取代常見的水，用玻璃管插入密封燒杯里的煤油中取代體溫計。用煤油取代水，是由于煤油比水的比熱容小，在吸收相等的熱量時氣溫上升的多，這樣現象更顯著。其實還有一個重要誘因，那就是煤油不導電。可以構想因為水導電，若用水由水形成的內阻就難以控制電路中的內阻情況。知識點知識點2：焦耳定理及其應用：焦耳定理及其應用1.電壓通過導體形成的熱量求解公式(1)焦耳定理：QI2Rt(2)純內阻電路中，QW=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt2.在借助焦耳定理求解估算題注意(1)涉及的四個化學量要一一對應，簡單來說就是
4、導體的內阻為R，通過這個導體的電壓為I，通電時間為t，則電壓通過導體形成的熱量為QI2Rt(2)公式中各個數學量的單位必須都得是國際單位，即電壓I的單位是安培(A)、電阻R的單位是歐姆()、時間t的單位是秒(s)，則熱量的單位是焦耳(J)3.當發電廠電功率一定，送電電流與送電電壓成正比，輸電時電流越高，電壓就越小。此時由于輸電纜線路上有內阻，按照P=I2R可知，電壓越小時，在電纜線上消耗的電能才會越少。所以電站在輸電時減小送電電流，降低電能在輸電纜線路上的損失。4.應用和避免電熱的實例借助電熱的事例：冷水器、電飯鍋、電熨斗、電熱孵化器等。避免電熱的事例：電
5、視機機殼的散熱窗；計算機內的散熱吊扇、電動機機殼的散熱片等?！纠}【例題1】(2020重慶涪陵重慶涪陵)小明將線圈內阻為4.84的電動機接人220V的家庭電路中，關掉其它用家電，只讓電動機工作時，觀察到他家標有/(kW.h)的電能表3min內閃動了100次，則電動機在這段時間內消耗的電能為_kW.h，電動機線圈形成_J的熱量?！敬鸢浮?1)0.05(2)41.810【解析】(1)電動機在這段時間內消耗的電能為0100kWh=kWh0.05kWh2000nWn(2)依據公式WUIt可以求出電動機線圈的電壓為60.
6、053.610J100A220V360s22WIUt電動機線圈形成熱量為224100(A)4.84180s==1.810J22QIRt【對點練習】【對點練習】一只標有”8V0.4A”的小燈泡，接在電源電流為12V的電路中，為使其正常發光，應串聯一個的阻值；該內阻通電10s所形成的熱量是J?！敬鸢浮?0；16?！窘馕觥扛鶕撾娐分锌傠娏鞯扔诟鞣蛛娏髦?，則串聯內阻R兩端電流：UR=UUL=12V8V=4V，因串聯電路中各處的電壓相等焦耳定律及應用方法，所以燈泡正常工作時電路中的電壓：I=0.4A，由I=U/R可得，串聯內阻R的電阻：R=UR/I=10；此時該內阻通電10s形成的熱量為：QR=I2Rt=(0.4A)=16J?！纠}【例題2】(2020揚州模擬三門峽模擬)已知電壓通過導體形成的熱量跟電壓、電阻和通電時間有關在探究“電流通過導體形成的熱