九年級物理全冊第十八章第4節(jié)焦耳定律習題課件(新版)新人教版-

第4節(jié)

焦耳定律

第4節(jié)【新課導思】我們在使用電暖氣時,導線和電暖氣中通過的電流相同,電暖氣很熱,而導線卻幾乎不怎么熱,這是為什么?【新課導思】【目標導學】1.知道電流的熱效應。2.通過探究,知道電流的熱效應與電流、電阻和通電時間有關。3.知道焦耳定律,并會應用焦耳定律進行計算。4.知道電熱的利用和防止。

【目標導學】【自主預習】1.電流的熱效應:定義:電流通過導體時_____轉(zhuǎn)化成_____的現(xiàn)象。2.探究電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關:(1)探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量與電阻的關系。①實驗思路:控制_____、_________不變,改變_____。②實驗結論:電流、通電時間相同時,_____越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。電能內(nèi)能電流通電時間電阻電阻【自主預習】電能內(nèi)能電流通電時間電阻電阻(2)探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量與電流的關系。①實驗思路:控制_____、_________不變,改變_____。②實驗結論:電阻、通電時間相同時,_______________越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。電阻通電時間電流通過電阻的電流(2)探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量與電流的關系。電阻通電時間電3.焦耳定律:(1)確定:英國物理學家_____最先精確地確定電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。(2)內(nèi)容:電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟_____________成正比,跟導體的_____成正比,跟_________成正比。(3)公式:______。焦耳電流的二次方電阻通電時間Q=I2Rt3.焦耳定律:焦耳電流的二次方電阻通電時間Q=I2Rt(4)電流通過導體時,如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,電流產(chǎn)生的熱量Q_____消耗的電能W,即________。等于Q=W=UIt(4)電流通過導體時,如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,沒有等于Q=W4.電熱的利用和防止:(1)電熱的利用:_________、_______、_______、養(yǎng)雞場的電熱孵化器等。(2)電熱的防止:_______、散熱片、散熱扇等。

電熱水器電飯鍋電熨斗散熱孔4.電熱的利用和防止:電熱水器電飯鍋電熨斗散熱孔知識點一電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關1.提出問題:電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關?2.猜想與假設:電流產(chǎn)生的熱量可能與______________有關。參考答案:電流、電阻、通電時間知識點一電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關3.實驗方法:(1)由于電流產(chǎn)生的熱量可能與多個因素有關,故需要利用__________________法。(2)實驗中,電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少無法直接顯示,通過________________________顯示產(chǎn)生熱量的多少,這種方法為______________。3.實驗方法:參考答案:(1)控制變量(2)U形管中液面的高度差轉(zhuǎn)換法參考答案:(1)控制變量4.進行實驗:(1)探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系。①實驗裝置:如圖所示,兩個透明容器中密封等量的空氣,兩個容器中都有一段電阻絲,兩電阻絲串聯(lián),且右邊容器中的電阻比較大。4.進行實驗:②實驗現(xiàn)象:通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)與右邊容器相通的U形管液面高度差較大。③實驗結論:__________________________。②實驗現(xiàn)象:通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)與右邊容器相通的U形管液面高參考答案:在電流相同、通電時間相同的情況下,電阻越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多參考答案:在電流相同、通電時間相同的情況下,電阻越大,電阻產(chǎn)(2)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系。①實驗裝置:如圖所示,兩個密閉容器中的電阻一樣大,在右邊容器的外部,將一個電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)。(2)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系。②實驗現(xiàn)象:通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)與左邊容器相通的U形管液面高度差較大。③實驗結論:____________________。②實驗現(xiàn)象:通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)與左邊容器相通的U形管液面高參考答案:在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過電阻的電流越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。參考答案:在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過電阻的電流越5.【交流與討論】:實驗中,加熱空氣與加熱液體相比有什么優(yōu)點?參考答案:一是安全,如果容器內(nèi)是液體,則液體與電接觸,加熱空氣不會出現(xiàn)漏電的危險。二是省電,由于加熱的是空氣,因此耗電量非常小。三是空氣膨脹大,實驗效果更好。5.【交流與討論】:實驗中,加熱空氣與加熱液體相比有什么優(yōu)點【示范題1】(2016·宜昌中考改編)采用如圖所示的裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關”,接通電源,瓶內(nèi)的空氣被加熱后膨脹,使U形管中的液面發(fā)生變化,通過觀察U形管的液面變化情況比較出瓶內(nèi)電阻絲的發(fā)熱多少?！臼痉额}1】(2016·宜昌中考改編)采用如圖所示的裝置探究(1)如圖所示的是探究電流產(chǎn)生的熱量跟__________的關系,通電一段時間__________(選填“左瓶”或“右瓶”)內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。(1)如圖所示的是探究電流產(chǎn)生的熱量跟__________的(2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶內(nèi),接通電源比較兩瓶內(nèi)電阻絲發(fā)熱多少。此時該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟__________的關系,一段時間后電阻絲產(chǎn)生的熱量__________(選填“左瓶”“右瓶”或“兩瓶一樣”)多。(3)該實驗中用到了控制變量法和__________法。(2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入【精講精析】(1)裝置中,右邊兩個5Ω的電阻并聯(lián)后與左邊5Ω的電阻再串聯(lián);根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知,右邊兩個電阻的總電流和左邊電阻的電流相等,即I右=I左,兩個5Ω的電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知I右=I內(nèi)+I外,比較可知I左>I內(nèi);兩瓶中電阻相等(均為5Ω),通電時間相等,電流不同,故探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關系;通電一段時間后,由于電阻相同、【精講精析】(1)裝置中,右邊兩個5Ω的電阻并聯(lián)后與通電時間相同、I左>I內(nèi),根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。通電時間相同、I左>I內(nèi),根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶(2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶內(nèi),右瓶中兩根電阻絲對瓶內(nèi)空氣進行加熱;根據(jù)并聯(lián)電路總電阻的計算公式可得,右瓶中兩根5Ω電阻絲的總電阻為2.5Ω,小于5Ω,即R左>R右;兩瓶內(nèi)電阻絲的總電阻不相等,通電時間相等,電流相等,故探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關系;通電一段時間后,由于電流相同(即I右=I左)、通電時間相同、R左>R右,(2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。(3)瓶內(nèi)的空氣被加熱后膨脹,使U形管中的液面發(fā)生變化,通過觀察U形管的液面變化情況比較出瓶內(nèi)電阻絲的發(fā)熱多少。故該實驗還用到了轉(zhuǎn)換法。根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。答案:(1)電流左瓶(2)電阻左瓶(3)轉(zhuǎn)換答案:(1)電流左瓶(2)電阻左瓶【微點撥】(1)實驗中利用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法。(2)在實驗中要使兩容器密閉,不能漏氣。(3)實驗結束時,要及時斷電,防止U形管里的水溢出?！疚Ⅻc撥】知識點二焦耳定律1.公式的應用:應用公式電熱(焦耳定律)適用范圍基本公式Q=I2Rt普遍適用導出公式Q=

t=UIt僅適用于純電阻電路,W=Q備注:計算時,公式中的各物理量要對應于同一導體或同一段電路。知識點二焦耳定律應用公式電熱(焦耳定律)適用范圍基本公式Q2.串、并聯(lián)電路中電熱與電阻的關系:(1)串聯(lián)電路:電熱與電阻成正比,即Q1∶Q2=R1∶R2。(2)并聯(lián)電路:通電時間相同時,電熱與電阻成反比,即Q1∶Q2=R2∶R1。2.串、并聯(lián)電路中電熱與電阻的關系:【示范題2】(2015·杭州中考)某同學根據(jù)如圖所示電路進行實驗,先用夾子夾住電動機轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動,閉合開關S,移動滑動變阻器滑片,記下電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù);然后松開夾子,使電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,移動滑動變阻器滑片,記下電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù)。數(shù)據(jù)記錄如表:

【示范題2】(2015·杭州中考)某同學根據(jù)如圖所示電路進行U/VI/AW/JQ/J不轉(zhuǎn)動0.20.2W1Q1轉(zhuǎn)動3.01.2W2Q2U/VI/AW/JQ/J不轉(zhuǎn)動0.20.2W1Q1轉(zhuǎn)動3.0利用如表數(shù)據(jù)計算和分析:(1)電動機不轉(zhuǎn)動時,通電10s,電動機所做的電功W1和所產(chǎn)生的熱量Q1。(2)電動機轉(zhuǎn)動時,通電10s,電動機所做的電功W2和所產(chǎn)生的熱量Q2。(3)試比較W1和Q1的大小關系以及W2和Q2的大小關系,并分析其原因。利用如表數(shù)據(jù)計算和分析:【精講精析】本題考查電功與熱量的計算。(1)電動機不轉(zhuǎn)動時,電動機所做的電功:W1=U1I1t=0.2V×0.2A×10s=0.4J;因為I=

,所以電動機不轉(zhuǎn)動時電阻R=電動機所產(chǎn)生的熱量Q1=

Rt=(0.2A)2×1Ω×10s=0.4J。【精講精析】本題考查電功與熱量的計算。(2)電動機轉(zhuǎn)動時所做的電功W2=U2I2t=3.0V×1.2A×10s=36J,電動機轉(zhuǎn)動時電阻R與電動機不轉(zhuǎn)動時的電阻相等,電動機所產(chǎn)生的熱量:Q2=I22Rt=(1.2A)2×1Ω×10s=14.4J。(2)電動機轉(zhuǎn)動時所做的電功(3)通過上述計算可得,W1=Q1,W2>Q2,電動機未轉(zhuǎn)動時,電流流經(jīng)線圈時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此W1=Q1;電動機轉(zhuǎn)動時,電流流經(jīng)線圈時電能一部分轉(zhuǎn)化為機械能,另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此W2>Q2。(3)通過上述計算可得,W1=Q1,W2>Q2,電動機未轉(zhuǎn)動答案:(1)0.4J

0.4J(2)36J

14.4J(3)W1=Q1,W2>Q2,電動機未轉(zhuǎn)動時,電流流經(jīng)線圈時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此W1=Q1;電動機轉(zhuǎn)動時,電流流經(jīng)線圈時電能一部分轉(zhuǎn)化為機械能,另一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,因此W2>Q2。答案:(1)0.4J0.4J第4節(jié)

焦耳定律

第4節(jié)【新課導思】我們在使用電暖氣時,導線和電暖氣中通過的電流相同,電暖氣很熱,而導線卻幾乎不怎么熱,這是為什么?【新課導思】【目標導學】1.知道電流的熱效應。2.通過探究,知道電流的熱效應與電流、電阻和通電時間有關。3.知道焦耳定律,并會應用焦耳定律進行計算。4.知道電熱的利用和防止。

【目標導學】【自主預習】1.電流的熱效應:定義:電流通過導體時_____轉(zhuǎn)化成_____的現(xiàn)象。2.探究電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關:(1)探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量與電阻的關系。①實驗思路:控制_____、_________不變,改變_____。②實驗結論:電流、通電時間相同時,_____越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。電能內(nèi)能電流通電時間電阻電阻【自主預習】電能內(nèi)能電流通電時間電阻電阻(2)探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量與電流的關系。①實驗思路:控制_____、_________不變,改變_____。②實驗結論:電阻、通電時間相同時,_______________越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。電阻通電時間電流通過電阻的電流(2)探究電流通過導體時產(chǎn)生熱量與電流的關系。電阻通電時間電3.焦耳定律:(1)確定:英國物理學家_____最先精確地確定電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。(2)內(nèi)容:電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟_____________成正比,跟導體的_____成正比,跟_________成正比。(3)公式:______。焦耳電流的二次方電阻通電時間Q=I2Rt3.焦耳定律:焦耳電流的二次方電阻通電時間Q=I2Rt(4)電流通過導體時,如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,電流產(chǎn)生的熱量Q_____消耗的電能W,即________。等于Q=W=UIt(4)電流通過導體時,如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,沒有等于Q=W4.電熱的利用和防止:(1)電熱的利用:_________、_______、_______、養(yǎng)雞場的電熱孵化器等。(2)電熱的防止:_______、散熱片、散熱扇等。

電熱水器電飯鍋電熨斗散熱孔4.電熱的利用和防止:電熱水器電飯鍋電熨斗散熱孔知識點一電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關1.提出問題:電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關?2.猜想與假設:電流產(chǎn)生的熱量可能與______________有關。參考答案:電流、電阻、通電時間知識點一電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關3.實驗方法:(1)由于電流產(chǎn)生的熱量可能與多個因素有關,故需要利用__________________法。(2)實驗中,電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少無法直接顯示,通過________________________顯示產(chǎn)生熱量的多少,這種方法為______________。3.實驗方法:參考答案:(1)控制變量(2)U形管中液面的高度差轉(zhuǎn)換法參考答案:(1)控制變量4.進行實驗:(1)探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關系。①實驗裝置:如圖所示,兩個透明容器中密封等量的空氣,兩個容器中都有一段電阻絲,兩電阻絲串聯(lián),且右邊容器中的電阻比較大。4.進行實驗:②實驗現(xiàn)象:通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)與右邊容器相通的U形管液面高度差較大。③實驗結論:__________________________。②實驗現(xiàn)象:通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)與右邊容器相通的U形管液面高參考答案:在電流相同、通電時間相同的情況下,電阻越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多參考答案:在電流相同、通電時間相同的情況下,電阻越大,電阻產(chǎn)(2)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系。①實驗裝置:如圖所示,兩個密閉容器中的電阻一樣大,在右邊容器的外部,將一個電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)。(2)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關系。②實驗現(xiàn)象:通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)與左邊容器相通的U形管液面高度差較大。③實驗結論:____________________。②實驗現(xiàn)象:通電一段時間后,發(fā)現(xiàn)與左邊容器相通的U形管液面高參考答案:在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過電阻的電流越大,電阻產(chǎn)生的熱量越多。參考答案:在電阻相同、通電時間相同的情況下,通過電阻的電流越5.【交流與討論】:實驗中,加熱空氣與加熱液體相比有什么優(yōu)點?參考答案:一是安全,如果容器內(nèi)是液體,則液體與電接觸,加熱空氣不會出現(xiàn)漏電的危險。二是省電,由于加熱的是空氣,因此耗電量非常小。三是空氣膨脹大,實驗效果更好。5.【交流與討論】:實驗中,加熱空氣與加熱液體相比有什么優(yōu)點【示范題1】(2016·宜昌中考改編)采用如圖所示的裝置探究“電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關”,接通電源,瓶內(nèi)的空氣被加熱后膨脹,使U形管中的液面發(fā)生變化,通過觀察U形管的液面變化情況比較出瓶內(nèi)電阻絲的發(fā)熱多少?！臼痉额}1】(2016·宜昌中考改編)采用如圖所示的裝置探究(1)如圖所示的是探究電流產(chǎn)生的熱量跟__________的關系,通電一段時間__________(選填“左瓶”或“右瓶”)內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。(1)如圖所示的是探究電流產(chǎn)生的熱量跟__________的(2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶內(nèi),接通電源比較兩瓶內(nèi)電阻絲發(fā)熱多少。此時該裝置是探究電流產(chǎn)生的熱量跟__________的關系,一段時間后電阻絲產(chǎn)生的熱量__________(選填“左瓶”“右瓶”或“兩瓶一樣”)多。(3)該實驗中用到了控制變量法和__________法。(2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入【精講精析】(1)裝置中,右邊兩個5Ω的電阻并聯(lián)后與左邊5Ω的電阻再串聯(lián);根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點可知,右邊兩個電阻的總電流和左邊電阻的電流相等,即I右=I左,兩個5Ω的電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電流特點可知I右=I內(nèi)+I外,比較可知I左>I內(nèi);兩瓶中電阻相等(均為5Ω),通電時間相等,電流不同,故探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關系;通電一段時間后,由于電阻相同、【精講精析】(1)裝置中,右邊兩個5Ω的電阻并聯(lián)后與通電時間相同、I左>I內(nèi),根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。通電時間相同、I左>I內(nèi),根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶(2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電阻絲都放入瓶內(nèi),右瓶中兩根電阻絲對瓶內(nèi)空氣進行加熱;根據(jù)并聯(lián)電路總電阻的計算公式可得,右瓶中兩根5Ω電阻絲的總電阻為2.5Ω,小于5Ω,即R左>R右;兩瓶內(nèi)電阻絲的總電阻不相等,通電時間相等,電流相等,故探究的是電流產(chǎn)生的熱量跟電阻的關系;通電一段時間后,由于電流相同(即I右=I左)、通電時間相同、R左>R右,(2)讓實驗裝置冷卻到初始狀態(tài),把右瓶并聯(lián)的兩根電根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。(3)瓶內(nèi)的空氣被加熱后膨脹,使U形管中的液面發(fā)生變化,通過觀察U形管的液面變化情況比較出瓶內(nèi)電阻絲的發(fā)熱多少。故該實驗還用到了轉(zhuǎn)換法。根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶內(nèi)的電阻絲產(chǎn)生的熱量多。答案:(1)電流左瓶(2)電阻左瓶(3)轉(zhuǎn)換答案:(1)電流左瓶(2)電阻左瓶【微點撥】(1)實驗中利用了控制變量法和轉(zhuǎn)換法。(2)在實驗中要使兩容器密閉,不能漏氣。(3)實驗結束時,要及時斷電,防止U形管里的水溢出?！疚Ⅻc撥】知識點二焦耳定律1.公式的應用:應用公式電熱(焦耳定律)適用范圍基本公式Q=I2Rt普遍適用導出公式Q=

t=UIt僅適用于純電阻電路,W=Q備注:計算時,公式中的各物理量要對應于同一導體或同一段電路。知識點二焦耳定律應用公式電熱(焦耳定律)適用范圍基本公式Q2.串、并聯(lián)電路中電熱與電阻的關系:(1)串聯(lián)電路:電熱與電阻成正比,即Q1∶Q2=R1∶R2。(2)并聯(lián)電路:通電時間相同時,電熱與電阻成反比,即Q1∶Q2=R2∶R1。2.串、并聯(lián)電路中電熱與電阻的關系:【示范題2】(2015·杭州中考)某同學根據(jù)如圖所示電路進行實驗,先用夾子夾住電動機轉(zhuǎn)軸使其不能轉(zhuǎn)動,閉合開關S,移動滑動變阻器滑片,記下電壓表讀數(shù)和電流表讀數(shù);然后松開夾子,使電動機轉(zhuǎn)軸轉(zhuǎn)動,移動滑動變阻器滑片