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1、专题专题30焦耳定理的实验探究及其应用焦耳定理的实验探究及其应用知识点知识点1：探究焦耳定理实验思路：探究焦耳定理实验思路1.控制变量法在探究电热的多少与电压的关系时，应控制两个阻值丝的电阻相同；在探究电热的多少与阻值的关系时焦耳定律及应用方法，要控制通过两个阻值丝的电压相同，最好的方式其实是采用串联。这儿就应用了控制变量法。当要研究的一个数学量与另外几个数学量都有关系时，为简化和便捷，先研究与其中一个量的关系，而要控制其余几个量不变这些研究问题的方式叫控制变量法。这些技巧在实验数据的表格上的反映为：某两次试验只有一个条件不相同，若两次试验结果不同，则与该条件有关，否则无关。反过来，若要研究
2、的问题是化学量与某一诱因是否有关，则应只使该诱因不同，而其他诱因均应相同。控制变量法是学校数学中最常用的技巧。2.转化法实验中电流形成的热量不能直接观察到，但热量的变化可以用体温的变化来感知。通过体温的变化多少来间接晓得电压形成的热量的多少，这是转化法。化学学中对于一些看不见、摸不着的现象或不易直接检测的数学量，一般用一些特别直观的现象去认识，或用易检测的化学量间接检测，这些研究问题的方式叫转换法。3.注意的问题因为实验中电流形成的热量较少，液体气温下降的也较小，所以用体温计不易直接检测比较。为了使现象显著，实验采用了两种方式：不用体温计，但采用了放大的“温度计”。整个烧
3、瓶相当于一个气温计的玻璃泡。因为烧杯里的液体较多，使升温膨胀疗效更显著。采用煤油取代常见的水，用玻璃管插入密封烧杯里的煤油中取代体温计。用煤油取代水，是由于煤油比水的比热容小，在吸收相等的热量时气温上升的多，这样现象更显著。其实还有一个重要诱因，那就是煤油不导电。可以构想因为水导电，若用水由水形成的内阻就难以控制电路中的内阻情况。知识点知识点2：焦耳定理及其应用：焦耳定理及其应用1.电压通过导体形成的热量求解公式(1)焦耳定理：QI2Rt(2)纯内阻电路中，QW=Pt=U2t/R=UIt=I2Rt2.在借助焦耳定理求解估算题注意(1)涉及的四个化学量要一一对应，简单来说就是
4、导体的内阻为R，通过这个导体的电压为I，通电时间为t，则电压通过导体形成的热量为QI2Rt(2)公式中各个数学量的单位必须都得是国际单位，即电压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)3.当发电厂电功率一定，送电电流与送电电压成正比，输电时电流越高，电压就越小。此时由于输电缆线路上有内阻，按照P=I2R可知，电压越小时，在电缆线上消耗的电能才会越少。所以电站在输电时减小送电电流，降低电能在输电缆线路上的损失。4.应用和避免电热的实例借助电热的事例：冷水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。避免电热的事例：电
5、视机机壳的散热窗；计算机内的散热吊扇、电动机机壳的散热片等。【例题【例题1】(2020重庆涪陵重庆涪陵)小明将线圈内阻为4.84的电动机接人220V的家庭电路中，关掉其它用家电，只让电动机工作时，观察到他家标有/(kW.h)的电能表3min内闪动了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为_kW.h，电动机线圈形成_J的热量。【答案】(1)0.05(2)41.810【解析】(1)电动机在这段时间内消耗的电能为0100kWh=kWh0.05kWh2000nWn(2)依据公式WUIt可以求出电动机线圈的电压为60.
6、053.610J100A220V360s22WIUt电动机线圈形成热量为224100(A)4.84180s==1.810J22QIRt【对点练习】【对点练习】一只标有”8V0.4A”的小灯泡，接在电源电流为12V的电路中，为使其正常发光，应串联一个的阻值；该内阻通电10s所形成的热量是J。【答案】10；16。【解析】根据串联电路中总电流等于各分电流之和，则串联内阻R两端电流：UR=UUL=12V8V=4V，因串联电路中各处的电压相等焦耳定律及应用方法，所以灯泡正常工作时电路中的电压：I=0.4A，由I=U/R可得，串联内阻R的电阻：R=UR/I=10；此时该内阻通电10s形成的热量为：QR=I2Rt=(0.4A)=16J。【例题【例题2】(2020扬州模拟三门峡模拟)已知电压通过导体形成的热量跟电压、电阻和通电时间有关在探究“电流通过导体形成的热