18.4+焦耳定律+教學(xué)設(shè)計(jì)-+2024-2025學(xué)年人教版物理九年級全一冊+

精品試卷·第2頁（共2頁）【大單元整體教學(xué)】物理學(xué)科人教版九年級全一冊第十八章分課時(shí)設(shè)計(jì)課題焦耳定律課型新授課√復(fù)習(xí)課試卷講評課其他課1.教學(xué)內(nèi)容分析焦耳定律是初中物理學(xué)習(xí)的重要定律之一，是能量守恒定律在電能和內(nèi)能之間轉(zhuǎn)化的具體體現(xiàn)，是物理學(xué)的基礎(chǔ)知識，也是初中物理的重難點(diǎn)之一。焦耳定律是歐姆定律的引申和發(fā)展，教材在電功、電功率之后安排焦耳定律，是對電功、電能理解的提升，符合學(xué)生的認(rèn)知規(guī)律。從本章的結(jié)構(gòu)來看，電與熱是對電能、電功率的應(yīng)用總結(jié)，也是從電熱角度認(rèn)識安全用電的理論基礎(chǔ)，起著承上啟下的作用。通過學(xué)習(xí)，學(xué)生能夠提高綜合分析、解決問題的能力，在學(xué)習(xí)過程中也將會(huì)深化和鞏固學(xué)生已經(jīng)學(xué)過的電學(xué)基本知識。本節(jié)由“電流的熱效應(yīng)”“焦耳定律”“電熱的利用與防止”三大部分組成，在教學(xué)中，分成了六小點(diǎn)來介紹，最后深化拓展綜合計(jì)算的問題，內(nèi)容與實(shí)際生活聯(lián)系十分緊密，具有較強(qiáng)的綜合性與實(shí)用性。學(xué)生通過實(shí)例認(rèn)識電流的熱效應(yīng)，結(jié)合實(shí)例對電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與哪些因素有關(guān)提出猜想，然后通過實(shí)驗(yàn)來驗(yàn)證自己的猜想，通過實(shí)驗(yàn)得出電熱的大小與電流、電阻和通電時(shí)間有關(guān)，得出它們的定性的關(guān)系，具體的定量關(guān)系就是焦耳定律。焦耳定律的理解及應(yīng)用既是教學(xué)重點(diǎn)又是教學(xué)難點(diǎn)。學(xué)生用焦耳定律解釋一些生活中與電熱有關(guān)的問題，理解電熱的利用和防止的內(nèi)容。這部分內(nèi)容很貼近學(xué)生生活，充分體現(xiàn)了“從生活走向物理，從物理走向社會(huì)”的教育理念。最后深化拓展電功、電功率、熱量的綜合計(jì)算問題，總結(jié)章節(jié)知識框架，通過例題講解和練習(xí)，讓學(xué)生能夠掌握綜合計(jì)算題的解題思路。2.學(xué)習(xí)者分析電流的熱效應(yīng)現(xiàn)象是學(xué)生在日常生活中經(jīng)常感受到的，學(xué)生對用電器發(fā)熱現(xiàn)象有較為直觀的認(rèn)識，是研究學(xué)習(xí)本節(jié)課的重要資源。在本節(jié)課的學(xué)習(xí)過程中，通過演示實(shí)驗(yàn)創(chuàng)設(shè)情境，學(xué)生會(huì)被物理現(xiàn)象所吸引，但有部分學(xué)生并未產(chǎn)生探索這些物理現(xiàn)象內(nèi)在原因的欲望，因而教師要注重引導(dǎo)學(xué)生探究物理現(xiàn)象背后的物理規(guī)律。在這個(gè)階段，大部分學(xué)生實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力及觀察能力有待提高，在教學(xué)過程中教師要結(jié)合生活實(shí)際及時(shí)引導(dǎo)學(xué)生進(jìn)行猜想、探究，在教師的引導(dǎo)下，學(xué)生設(shè)計(jì)出探究實(shí)驗(yàn)方案，觀察得出實(shí)驗(yàn)結(jié)論。通過長期訓(xùn)練，能大大提高學(xué)生的科學(xué)探究能力。通過前面的學(xué)習(xí)，學(xué)生已了解歐姆定律、電能、電功率知識，同時(shí)也具備了一定的科學(xué)思維能力和實(shí)驗(yàn)操作能力，掌握了基本的物理研究方法。這些都為本節(jié)課的學(xué)習(xí)提供了基礎(chǔ)。3.學(xué)習(xí)目標(biāo)確定與教學(xué)重難點(diǎn)（1）能通過生活實(shí)例，認(rèn)識電流的熱效應(yīng)；（2）能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引出焦耳定律，會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算；（3）通過學(xué)習(xí)電熱的利用和防止，學(xué)會(huì)辯證地看待問題。本節(jié)教學(xué)的重點(diǎn)是對焦耳定律的理解、電功和電熱的關(guān)系及焦耳定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)是對焦耳定律的理解、電功和電熱的關(guān)系及焦耳定律在實(shí)際生活中的應(yīng)用。4.評價(jià)量表《焦耳定律》的評價(jià)量表任務(wù)列表任務(wù)要求（滿分：10分）學(xué)生自評同學(xué)互評教師評價(jià)任務(wù)一：探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)通過實(shí)驗(yàn)，得出電熱與電阻、電流和通電時(shí)間的關(guān)系（5分）任務(wù)二：焦耳定律熟悉焦耳定律的內(nèi)容及公式，能運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算（5分）5.學(xué)習(xí)活動(dòng)設(shè)計(jì)教師活動(dòng)學(xué)生活動(dòng)設(shè)計(jì)意圖/學(xué)習(xí)評價(jià)任務(wù)一：引入新課周六，我們班小明同學(xué)的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒打開，很高興?？墒怯檬忠幻娨暀C(jī)后蓋后就發(fā)現(xiàn)，小明剛看過電視。你知道小明的父親是根據(jù)什么道理來判斷的嗎？學(xué)生觀察、思考、討論。任務(wù)二：電流的熱效應(yīng)一、電流的熱效應(yīng)像電暖氣等生活中很多用電器，通電以后會(huì)產(chǎn)生熱量。你還知道哪些電加熱的設(shè)備嗎？電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能要轉(zhuǎn)化成熱能，我們把這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。二、探究影響電流熱效應(yīng)的因素【提出問題】電爐絲發(fā)熱，電爐絲和導(dǎo)線相連，通過它們的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不熱呢？換句話說，電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟哪些因素有關(guān)？請同學(xué)們作出合理猜想?！驹O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】1電流產(chǎn)生熱量有多有少，你能從提供的器材中，比較出熱量的多少嗎？電阻絲、密封容器（帶有小孔）、U形管（裝有顏色的液體）、橡膠管、燒瓶、煤油、溫度計(jì)2.研究方法①控制變量法：在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟電流、電阻、通電時(shí)間的關(guān)系時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)該控制兩個(gè)物理量不變。②轉(zhuǎn)換法：實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管液面的高度差來比較電流產(chǎn)生熱量的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法?！編熒餐偨Y(jié)】當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，電流越大、電阻越大、通電時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量越多。學(xué)生猜想：1.與電流的大小2.與電阻的大小3.與通電時(shí)間的長短4.……實(shí)驗(yàn)一：探究產(chǎn)生熱量Q與電阻R的關(guān)系如圖所示，將兩根阻值不等的電阻絲串聯(lián)接入電路。閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，觀察U形管液面高度差的變化。實(shí)驗(yàn)二：探究產(chǎn)生熱量Q與電流I的關(guān)系在右方密封盒外并聯(lián)一個(gè)5Ω的電阻R3，目的是改變通過盒內(nèi)電阻的電流大小，由于R3的分流作用，因此通過兩個(gè)容器中電阻的電流不同：I1=2I2。從而研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系。閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，觀察U形管液面高度差的變化。實(shí)驗(yàn)三：探究產(chǎn)生熱量Q與通電時(shí)間t的關(guān)系第一次通電5s，第二次通電10s。觀察U形管液面高度差的變化?！驹u價(jià)標(biāo)準(zhǔn)】通過實(shí)驗(yàn)，得出電熱與電阻、電流和通電時(shí)間的關(guān)系（5分）不能獨(dú)立通過實(shí)驗(yàn)，得出電熱與電阻、電流和通電時(shí)間的關(guān)系（3分）任務(wù)三：焦耳定律焦耳定律內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫焦耳定律。公式：Q=I2Rt推導(dǎo)焦耳定律

若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，即Q=W

因?yàn)殡姽=Uit，

根據(jù)歐姆定律U=IR所以Q=W=UIt=I2Rt電功與電熱的聯(lián)系①純電阻電路（如電爐、電熱器、電熨斗等電路）該類電路中，電流通過用電器時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電流產(chǎn)生的熱量就等于電流做的功（消耗的電能），即Q=WQ放=W總=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt上述公式適用于純電阻電路。②非純電阻電路在該類電路中，當(dāng)電流通過用電器時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。此時(shí)Q<W例如，當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能，有少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能發(fā)熱。W總＝UIt=W機(jī)械能＋Q熱量【自學(xué)指導(dǎo)】英國物理學(xué)家焦耳首先對此作出了卓越的探究，請大家閱讀課本100頁第二部分以及圖18.4-4《焦耳簡介》，回答以下問題：1、焦耳定律的內(nèi)容是什么？2、公式如何表示？3、每個(gè)物理量的單位分別是什么？培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力?！驹u價(jià)標(biāo)準(zhǔn)】熟悉焦耳定律的內(nèi)容及公式，能運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算（5分）熟悉焦耳定律的內(nèi)容及公式，不能熟練運(yùn)用公式進(jìn)行計(jì)算（3分）任務(wù)四：電熱的利用和防止電熱的利用電流通過導(dǎo)體時(shí)，使導(dǎo)體只發(fā)熱的用電器是利用了電流的熱效應(yīng)，這類用電器稱為電熱器，而電熱器的主要部分是發(fā)熱體。電熱器的優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。電熱的防止電流的熱量有時(shí)是有害的，應(yīng)該及時(shí)解決。（1）例如我們的電腦在工作時(shí)，電路元件發(fā)熱，溫度升高，會(huì)影響到電腦的穩(wěn)定性，甚至燒壞電腦CPU。人們常常采用安裝散熱窗、使用微型風(fēng)扇等方法及時(shí)散熱。（2）電視機(jī)散熱方法：在后蓋開有很多孔，為了通風(fēng)散熱?！咀詫W(xué)指導(dǎo)】閱讀教材P101“電熱的利用和防止”討論回答下列問題：（1）、電熱對我們是有利還是有害的？（2）、生活中我們是如何利用電熱的？（3）、有時(shí)電熱會(huì)給我們造成什么危害？我們又是如何防止的呢？培養(yǎng)學(xué)生的自主學(xué)習(xí)能力。6.板書設(shè)計(jì)18.4焦耳定律一、電流的熱效應(yīng)（1）電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象。（2）電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟電流、電阻、通電時(shí)間有關(guān)。二、焦耳定律（1）內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。（2）公式:Q=I2Rt

I為電流，單位A；R為電阻，單位Ω；t為時(shí)間，單位s；Q為熱量，單位J.（3）推導(dǎo)公式：Q=t=UIt適用于純電阻電路。（4）電功W與電熱Q：純電阻電路中Q=W，非純電阻電路中Q＜W三、電熱的利用和防止（1）應(yīng)用：電熱器。（2）防止：散熱器等。7.作業(yè)與拓展學(xué)習(xí)設(shè)計(jì)1．科學(xué)家有著強(qiáng)烈的好奇心和執(zhí)著的探究精神，英國物理學(xué)家做了大量實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。為了紀(jì)念他做出的貢獻(xiàn)，人們將他的名字命名為的單位?！敬鸢浮拷苟芰俊驹斀狻縖1][2]英國物理學(xué)家焦耳做了大量實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即焦耳定律。為了紀(jì)念他做出的貢獻(xiàn)，人們將他的名字命名為能量和功的國際單位。2．如圖是燈L和定值電阻R的I-U圖像，則R的阻值為Ω．當(dāng)燈L和定值電阻R串聯(lián)在一電源上時(shí)L消耗的功率為0.3W，電源電壓為V，定值電阻R在該電路工作1min產(chǎn)生的熱量為J。【答案】10454【詳解】[1]定值電阻的阻值[2]因小燈泡L消耗的功率為0.3W，由圖可知通過小燈泡的電流為0.3A，小燈兩端的電壓為1V。因燈L和定值電阻R串聯(lián)在一電源上，由串聯(lián)電路的電壓規(guī)律得電源電壓[3]定值電阻R在該電路工作1min產(chǎn)生的熱量3．隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，越來越多的用電器進(jìn)入了我們的家庭。下列用電器主要利用電流熱效應(yīng)工作的是（）A．油煙機(jī) B．電熨斗C．平板電腦 D．CPU上的散熱風(fēng)扇【答案】B【詳解】電熱器是利用電流熱效應(yīng)工作的，將電能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，油煙機(jī)、CPU上的散熱風(fēng)扇主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電熨斗將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能；平板電腦主要將電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，故B符合題意，ACD不符合題意。故選B。4．如圖所示，當(dāng)開關(guān)閉合時(shí)，電壓表V1、V2的示數(shù)分別為10V和4V，已知電動(dòng)機(jī)M的線圈電阻為1Ω，R是阻值為4Ω的定值電阻，下列說法正確的是（）A．R兩端的電壓為6VB．通過電動(dòng)機(jī)的電流為4AC．1s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能為5JD．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為1W【答案】C【詳解】由電路圖可知，電阻R和電動(dòng)機(jī)串聯(lián)，電壓表V1測電源的電壓，V2測電阻R兩端的電壓；A．由于電壓表V1測電源的電壓，則電源電壓為U=10V；由于電壓表V2測電阻R兩端的電壓，所以電阻R兩端的電壓為UR=4V，故A錯(cuò)誤；B．根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律可知，電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為UM＝U﹣UR＝10V﹣4V＝6V電路中的電流為故B錯(cuò)誤；C．1s內(nèi)電動(dòng)機(jī)消耗的電能為W＝UMIMt＝6V×1A×1s＝6J電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量為Q＝I2RMt＝(1A)2×1Ω×1s＝1J1s內(nèi)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的機(jī)械能為E＝W﹣Q＝6J﹣1J＝5J故C正確；D．電動(dòng)機(jī)消耗的電功率為PM＝UMIM＝6V×1A＝6W故D錯(cuò)誤。故選C。5．將規(guī)格都是“220V100W”的一臺(tái)電風(fēng)扇和一床電熱毯，接入家庭電路中，通電時(shí)間相同，下列說法正確的是（）A．電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量多 B．電熱毯產(chǎn)生的熱量多C．二者產(chǎn)生的熱量一樣多 D．無法比較二者產(chǎn)生的熱量【答案】B【詳解】由題意知，兩種用電器的額定電壓都是220V，額定功率都是100W；而家庭電路電壓是220V，把這兩個(gè)用電器接入家庭電路，用電器都正常工作，則其實(shí)際功率相同都等于額定功率，即P實(shí)=P額=100W由W=Pt可知，兩個(gè)用電器工作時(shí)間t相等，則兩個(gè)用電器消耗的電能相同。由于電風(fēng)扇工作時(shí)，主要把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，產(chǎn)生的熱量很?。浑姛崽汗ぷ鲿r(shí)電熱絲幾乎把電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以產(chǎn)生熱量最多的是電熱毯。故選B。6．如圖是探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置，將四段電阻絲a、b、c、d分別密封在完全相同的盒內(nèi)，盒內(nèi)封閉一定量的空氣，其中圖乙中另取5Ω的電阻在盒外與盒內(nèi)電阻并聯(lián)。(1)在實(shí)驗(yàn)中電流通過電阻產(chǎn)生熱量的多少是通過觀察U形管液面來比較的；(2)裝置中的U形管（選填“是”或“不是”）連通器；(3)圖甲中電流通過電阻R1與R2產(chǎn)生的熱量之比為。圖乙可探究電流產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系；(4)物理研究方法有很多，本實(shí)驗(yàn)運(yùn)用了兩種方法：一是，二是轉(zhuǎn)換法?！敬鸢浮?1)高度差；(2)不是；(3)1：2電流；(4)控制變量法【詳解】（1）在實(shí)驗(yàn)中電流通過電阻產(chǎn)生的熱量多少是通過觀察U形管內(nèi)左右兩側(cè)液面高度差大小來體現(xiàn)的，這種方法叫轉(zhuǎn)換法。（2）圖中的兩個(gè)U形管上端不都是開口的，所以裝置中的U形管不是連通器。（3）[1]圖甲兩個(gè)電阻串聯(lián)，根據(jù)串聯(lián)電路的電流特點(diǎn)可知，通過左側(cè)電阻的電流等于通過右側(cè)容器中電阻的電流，根據(jù)公式Q=I2Rt可知，通電后，圖中左、右電阻相同時(shí)間產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2=R1∶R2=5Ω∶10Ω=1∶2[2]圖乙中右側(cè)盒外連接的5Ω電阻后，由串并聯(lián)電路電流的規(guī)律可知通過兩個(gè)容器中的電流不同，兩個(gè)容器中電阻相同，探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系。（4）電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、電阻大小、通電時(shí)間有關(guān)，用到控制變量法。7．如圖所示為“探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)的部分裝置，兩個(gè)相同的透明容器中封閉著等量的空氣。(1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察的變化來反映電阻產(chǎn)生熱量的多少，下列實(shí)驗(yàn)中，也運(yùn)用了這種實(shí)驗(yàn)方法的是（填序號）；①比較不同物質(zhì)的吸熱能力②探究電流與電壓、電阻的關(guān)系(2)閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間，觀察到右側(cè)液面高于左側(cè)液面，如圖甲所示。表明在電流和通電時(shí)間相同的情況下，越大，產(chǎn)生的熱量越多；(3)乙圖中與并聯(lián)，目的是使通過與的不同；(4)某小組在利用乙圖裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)U形管液面上升高度相同，與其他小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都不同，經(jīng)檢查氣密性良好請你分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原因是：?！敬鸢浮?1)U形管液面高度①；(2)電阻；(3)電流；(4)斷路【詳解】（1）[1]電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少不能直接觀察，根據(jù)轉(zhuǎn)換法，實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管液面高度的差來反映電阻產(chǎn)生熱量的多少，液面高度差越大說明容器中產(chǎn)生的熱量越多。[2]①探究物質(zhì)吸放熱規(guī)律時(shí)，用物質(zhì)吸熱或放熱時(shí)的溫度變化來反映，這用到了轉(zhuǎn)換法，故①符合題意；②探究電流大小與電壓、電阻的關(guān)系時(shí)，采用了控制變量法，故②不符合題意。故選①。（2）由圖甲可知，閉合開關(guān)，兩電阻絲串聯(lián)，則通過兩電阻絲的電流相同，通電時(shí)間相同，右側(cè)電阻絲阻值較大，觀察到右側(cè)液面高于左側(cè)液面，說明右側(cè)電阻大產(chǎn)生的熱量多。故表明在電流和通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。（3）由圖乙可知，三個(gè)電阻相等，其中R3與R2并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，經(jīng)過R1的電流，在右側(cè)分兩支，一直經(jīng)過R2，一支經(jīng)過R3，因此通過R1、R2的電流是不同的，故乙圖中，R3與R2并聯(lián)，目的是使通過R1和R2的電流不相等。（4）利用乙圖裝置實(shí)驗(yàn)時(shí)，發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)U形管液面上升高度相同，說明左右兩側(cè)產(chǎn)生的熱量相同，因?yàn)镽1和R2的電阻相等，通電時(shí)間相同，且產(chǎn)生的熱量相同，說明通過兩個(gè)電阻的電流相同，即R3中沒有電流，故可能是電阻R3斷路了。8．如圖所示電路中，燈泡L上標(biāo)有“6V3W”字樣，R為定值電阻。閉合開關(guān)S后，燈泡L恰好正常發(fā)光，電流表的示數(shù)為0.6A。求：(1)燈泡L的額定電流是多少?(2)定值電阻R的阻值是多少?(3)該電路工作5min，定值電阻產(chǎn)生的熱量是多少?【答案】(1)0.5A；(2)60；(3)180J【詳解】（1）解：根據(jù)題意，由P=UI可得，燈泡L的額定電流為（2）因?yàn)闊襞軱正常發(fā)光，所以U燈=U額=6VI燈=I額=0.5A因?yàn)闊襞莺碗娮璨⒙?lián)，所以U阻=U燈=6VI阻=I-I燈=0.6A-0.5A=0.1A定值電阻R的阻值是（3）根據(jù)題意可知t=5min=300s定值電阻產(chǎn)生的熱量是9．3D打印筆是具有立體繪畫功能的畫筆，如圖甲所示，通電后筆內(nèi)電阻絲發(fā)熱使筆內(nèi)繪畫材料熔化，電源電壓恒為5V，打印筆工作有高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)鮾蓚€(gè)擋位，高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)醯墓β时葹?，R1=5Ω，忽略電阻絲阻值隨溫度變化。求：(1)處于低溫?fù)鯐r(shí)，電路中的電流大??；(2)處于高溫?fù)鯐r(shí)，通電1min，R2產(chǎn)生的熱量?！敬鸢浮?1)1A；(2)150J【詳解】（1）由圖可知，只閉合開關(guān)S1時(shí)，電路為R1的簡單電路，電路的電阻較大，根據(jù)可知功率較小，為低溫?fù)?，則處于低溫?fù)鯐r(shí)，電路中的電流大小為（2）低溫?fù)豕β蕿閯t高溫?fù)豕β蕿殚_關(guān)、均閉合時(shí)，、并聯(lián)，此時(shí)總電阻較小，為高溫?fù)?，則功率為則處于高溫?fù)鯐r(shí)，通電1min，R2產(chǎn)生的熱量為8.教學(xué)反思與改進(jìn)探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟電流、電阻、通電時(shí)間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)，最好由老師進(jìn)行演示實(shí)驗(yàn)。教學(xué)設(shè)計(jì)中提供的演示實(shí)驗(yàn)裝置（電熱絲對空氣加熱），克服了以往實(shí)驗(yàn)裝置（電熱絲對液體加熱）加熱時(shí)間長，實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不明顯等缺陷，更加有利于學(xué)生的觀察。作業(yè)設(shè)計(jì)18.4焦耳定律課時(shí)作業(yè)（時(shí)間：20min）【基礎(chǔ)訓(xùn)練】知識點(diǎn)1：電流的熱效率1．冬季輸電線結(jié)冰容易造成倒桿斷線，通常給輸電線除冰的方法是：在短時(shí)間內(nèi)讓電路短路，輸電線中的電流，這是利用電流的效應(yīng)使輸電線在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更多的熱量將冰熔化。【答案】變大熱【詳解】[1]在短時(shí)間內(nèi)讓電路短路，電路電阻很小，電流很大，通過輸電線的電流變大，輸電線的電阻不變，當(dāng)通電時(shí)間不變時(shí)，由得，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生更多的熱量。[2]電路中將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2．如圖是電熱驅(qū)蚊器，它是利用電流的工作的。從能量轉(zhuǎn)化的角度分析，電熱驅(qū)蚊器是把電能轉(zhuǎn)化為?！敬鸢浮繜嵝?yīng)內(nèi)能【詳解】[1][2]電熱驅(qū)蚊器工作時(shí)消耗了電能，得到了內(nèi)能，利用電流的熱效應(yīng)工作的，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。知識點(diǎn)2：探究電熱的大小于哪些因素有關(guān)3．實(shí)驗(yàn)小組設(shè)計(jì)了圖所示裝置，兩個(gè)完全相同的空氣盒內(nèi)裝有等量的空氣，通過觀察兩側(cè)U形管中液面的高度差來比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生空氣盒熱量的多少。利用該裝置可以探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系，圖中電阻絲（選填“”或“”）產(chǎn)生的熱量多?！敬鸢浮侩娮琛驹斀狻縖1][2]裝置中，兩電阻串聯(lián)，通過的電流和通電時(shí)間相同，而電阻不同，故該裝置用來探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系；圖中，右側(cè)兩管液面高度差大，由轉(zhuǎn)換法，圖中電阻絲R2產(chǎn)生的熱量多。知識點(diǎn)3：焦耳定律4．如圖，將包裝口香糖的錫箔紙剪成中間較窄的細(xì)條，然后將錫箔細(xì)條的兩端連接電池正負(fù)極，很快發(fā)現(xiàn)細(xì)條中較窄處ab段開始冒煙起火，這是因?yàn)榧?xì)條將電池短路，導(dǎo)致電路中（選填“電壓”“電流”或“電阻”）較大。若ab段長度等于bc段長度，則ab段電阻bc段電阻，ab段電流bc段電流。（后兩空選填“大于”“等于”或“小于”）?！敬鸢浮侩娏鞔笥诘扔凇驹斀狻縖1][2][3]錫箔紙條兩端的鋁面直接接觸電池的正負(fù)極，造成短路，這樣電流會(huì)很大，鋁紙條中間最細(xì)處的橫截面積較小，電阻較大，即ab段電阻大于bc段電阻，串聯(lián)電路中電流處處相同，所以ab段電流等于bc段電流。根據(jù)Q=I2Rt可知，此時(shí)電路中迅速產(chǎn)生大量熱量使溫度達(dá)到錫紙的著火點(diǎn)而使之燃燒。5．如圖所示電路，電源電壓恒定，R1、R2為電熱絲，R1＝10Ω，R2＝10Ω，當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電流表示數(shù)為0.2A，電源電壓為V；當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，電路在100s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量是J?！敬鸢浮?80【詳解】[1]當(dāng)開關(guān)S斷開時(shí)，電路為R1的簡單電路，電流表測通過R1的電流，電流表示數(shù)為0.2A，電源電壓為[2]當(dāng)開關(guān)S閉合時(shí)，R1與R2并聯(lián)，電流表測干路電流，并聯(lián)電路各支路電壓等于電源電壓，則電路在100s內(nèi)產(chǎn)生的總熱量是【能力提升】6．如圖所示是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。兩個(gè)相同的透明容器中密封著等量的空氣，將1、2和3、4導(dǎo)線分別接到電源兩端。下列說法不正確的（

）A．實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管內(nèi)液面的變化反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少B．甲圖所示的裝置用來探究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系C．甲圖通電一段時(shí)間，b容器中電流產(chǎn)生的熱量較多D．觀察乙圖中的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象，可知d容器中電阻絲的阻值大【答案】C【詳解】A．根據(jù)轉(zhuǎn)換法，實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管內(nèi)液面的變化反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，故A正確，不符合題意；B．甲圖所示的裝置中，兩個(gè)相同的透明容器中的電阻絲阻值相同，電流不同，則探究的是電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，故B正確，不符合題意；C．分析電路可知，甲圖所示的裝置中，兩個(gè)相同的透明容器中的電阻絲阻值相同，b容器中通過電阻絲的電流較小，根據(jù)，b容器中電流產(chǎn)生的熱量較少，故C錯(cuò)誤，符合題意；D．乙圖中的兩個(gè)電阻絲串聯(lián)，電流相等，右側(cè)U形管內(nèi)液面的高度差較大，則產(chǎn)生熱量較多，根據(jù)可知d容器中電阻絲的阻值大，故D正確，不符合題意。故選C。7．如圖所示，某同學(xué)將一條粗細(xì)不均的鋁箔紙的兩端分別壓在兩節(jié)電池的兩極，發(fā)現(xiàn)鋁箔紙發(fā)熱并燃燒。關(guān)于該實(shí)驗(yàn)的分析錯(cuò)誤的是（）A．實(shí)驗(yàn)時(shí)兩節(jié)干電池串聯(lián)目的是增大電壓B．用普通紙代替鋁箔紙將不能燃燒C．實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鋁箔紙較細(xì)的部位先燃燒，是因?yàn)樵撎幍碾娏鞔驞．該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明短路帶來的危害【答案】C【詳解】A．兩節(jié)干電池串聯(lián)的電壓等于兩節(jié)干電池電壓之和，故A正確，不符合題意；B．普通紙張不容易導(dǎo)電，用普通紙代替鋁箔紙，普通紙沒有電流經(jīng)過，不會(huì)產(chǎn)生熱量，不能燃燒，故B正確，不符合題意；C．鋁箔紙較細(xì)的部位和較粗的部位是串聯(lián)的，由于串聯(lián)電路中電流處處相等，實(shí)驗(yàn)中發(fā)現(xiàn)鋁箔紙較細(xì)的部位先燃燒，是因?yàn)樵撎庪娮栎^大，由Q=I2Rt知道，鋁箔紙較細(xì)的部位生熱量較多，故C錯(cuò)誤，符合題意。D．短路時(shí)，電路中電阻很小，電流很大，產(chǎn)生熱量較多，電路容易起火，該實(shí)驗(yàn)?zāi)苷f明短路帶來的危害，故D正確，不符合題意。故選C。8．如圖甲所示電路，電源電壓保持不變，閉合開關(guān)S，滑動(dòng)變阻器的滑片P從b端移到a端的過程中，電流表示數(shù)I與電壓表示數(shù)U的關(guān)系如圖乙所示。下列說法中（

）①電源電壓為6V②定值電阻R的阻值為5Ω③滑動(dòng)變阻器的最大阻值為10Ω④滑片P在b端時(shí)，通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量為27JA．只有②③正確 B．只有①③正確 C．只有②③④正確 D．只有①②④正確【答案】C【詳解】①②由圖甲可知，定值電阻R與滑動(dòng)變阻器RP串聯(lián)，電流表測電路中的電流，電壓表測定值電阻R兩端的電壓。當(dāng)滑片P在a端時(shí)，RP連入電路的電阻為0，電路中只有R工作，則電壓表示數(shù)最大且等于電源電壓，由圖乙可知，電源電壓此時(shí)電路中的電流，根據(jù)歐姆定律可得，定值電阻R的阻值故①錯(cuò)誤，②正確；③④當(dāng)滑片P在b端時(shí)，由圖乙可知，R兩端的電壓，此時(shí)電路中的電流，根據(jù)串聯(lián)電路的電壓規(guī)律，RP兩端電壓根據(jù)歐姆定律可得，滑動(dòng)變阻器的最大阻值通電1min電阻R產(chǎn)生的熱量故③④正確。綜上，故C符合題意，ABD不符合題意。故選C。9．已知定值電阻R1=10Ω，R2=20Ω，有關(guān)下列判斷正確的是（）A．把R1、R2串聯(lián)在同一電路中，通過R1、R2的電流比為I1∶I2=1∶2B．把R1、R2串聯(lián)在同一電路中，R1、R2兩端的電壓比為U1∶U2=1∶1C．把R1、R2并聯(lián)在同一電路中，R1、R2的電功率比為P1∶P2=2∶1D．把R1、R2并聯(lián)在同一電路中，電流通過R1、R2做功比為W1∶W2=1∶1【答案】C【詳解】AB．把R1、R2串聯(lián)在同一電路中，由于串聯(lián)電路的電流處處相等，所以通過R1、R2的電流相等，即I1∶I2=1∶1根據(jù)歐姆定律可得：U=IR，由此可知，R1、R2兩端的電壓比為U1∶U2=R1∶R2=10Ω∶20Ω=1∶2故AB錯(cuò)誤；C．把R1、R2并聯(lián)在同一電路中，由于并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，所以R1、R2兩端的電壓相等，根據(jù)知，R1、R2的電功率比為P1∶P2=R2∶R1=20Ω∶10Ω=2∶1故C正確；D．R1、R2并聯(lián)在同一電路中，由于并聯(lián)電路各支路兩端的電壓相等，通電時(shí)間相同，由可得，電流通過R1、R2做功之比為W1∶W2=R2∶R1=20Ω∶10Ω=2∶1故D錯(cuò)誤。故選C。10．如圖，電路中標(biāo)有“3V2W”的燈泡L1和標(biāo)有“3V1W”的燈泡L2燈以及滑動(dòng)變阻器R串聯(lián)，電源電壓恒為6V，不考慮燈絲電阻的變化。下列說法正確的是（）A．閉合開關(guān)S，通過兩燈泡的電流之比是2∶1B．保證兩燈安全的情況下，通電1min電路產(chǎn)生的熱量最多是180JC．保證兩燈安全的情況下，滑動(dòng)變阻器R連入電路的最小值為4.5ΩD．滑片P從最左端向右端移動(dòng)；使其中一盞燈泡剛好正常發(fā)光，則另一盎燈的實(shí)際功率為1W【答案】C【詳解】A．串聯(lián)電路電流處處相等，所以通過兩燈泡的電流之比是1：1，故A錯(cuò)誤；BCD．燈泡L1的額定電流燈泡L2的額定電流燈泡L1的正常發(fā)光時(shí)的電阻燈泡L2的正常發(fā)光時(shí)的電阻由于燈泡L1的額定電流I額1大于燈泡L2的額定電流I額2，所以當(dāng)其中一燈正常發(fā)光時(shí)，正常發(fā)光的燈泡是L2，根據(jù)串聯(lián)電路電流規(guī)律可知，此時(shí)通過燈泡L1的電流燈泡L1兩端的電壓燈泡L1的實(shí)際功率在電路安全情況下，電路中的最大電流為，當(dāng)燈泡是L2正常發(fā)光時(shí)，燈泡L1兩端的電壓此時(shí)滑動(dòng)變阻器兩端的電壓滑動(dòng)變阻器連入電路中的最小阻值保證兩燈安全的情況下，通電1min電路產(chǎn)生的熱量最多故C正確，BD錯(cuò)誤。故選C。11．如圖是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中密封著初溫、質(zhì)量相同的空氣。(1)由于電流產(chǎn)生的熱量不易直接測量，因此在實(shí)驗(yàn)中是通過觀察來顯示容器內(nèi)空氣溫度的變化；(2)圖甲裝置將兩段阻值不同的電阻絲（填電路連接方式），是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與的大小的關(guān)系，通電一段時(shí)間后，（選填“左”或“右”）側(cè)容器產(chǎn)生的熱量更多；(3)圖乙裝置可以探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與的大小的關(guān)系，R1和R2兩根電阻絲在相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為Q1：Q2＝。為了使左右兩個(gè)U形管內(nèi)液面高度差差異更大，R3應(yīng)選用（從2Ω、5Ω和10Ω的定值電阻中選出一個(gè)定值電阻）；(4)圖乙中，若接通電路一段時(shí)間后，右側(cè)U形管的液面高度差逐漸變大，但左側(cè)U形管的液面高度不變，經(jīng)檢查電路也沒有出現(xiàn)故障，則可能的原因是；(5)圖乙中，若接通電路一段時(shí)間后，左側(cè)U形管的液面高度差明顯變大，但右側(cè)U形管液面高度差不變，后發(fā)現(xiàn)是由于電路故障引起的，則原因可能是______。A．R1電阻絲斷路B．R2電阻絲斷路C．R3電阻絲斷路D．R3電阻絲短路【答案】(1)U形管中液面高度變化(2)串聯(lián)電阻右(3)電流4∶12Ω(4)左側(cè)容器漏氣(5)BD【詳解】（1）實(shí)驗(yàn)中，運(yùn)用轉(zhuǎn)換法通過觀察U形管液面的高度差來得到容器內(nèi)空氣溫度的變化，即U形管液面的高度差越大，容器內(nèi)空氣溫度越高。（2）[1]甲圖中，容器內(nèi)兩電阻絲收尾順次相連，是串聯(lián)的。[2][3]根據(jù)串聯(lián)電路中電流的特點(diǎn)可知，兩電阻絲電流相等，通電時(shí)間也相等，所以該實(shí)驗(yàn)是來探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻之間的關(guān)系，由可知，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多，因此右側(cè)容器產(chǎn)生的熱量多。（3）[1]圖乙中，R2與R3并聯(lián)，再與R1串聯(lián)，此時(shí)R1在干路上，R2在支路上，電流的大小不同，電阻及通電時(shí)間相同，所以是探究電流產(chǎn)生的熱量與電流之間的關(guān)系。[2]因?yàn)镽2與R3的阻值相同，并聯(lián)后電流相同，所以通過R1的電流是R2的2倍，根據(jù)可知[3]根據(jù)并聯(lián)電路中電阻的特點(diǎn)可知，總電阻小于最小的分電阻，所以當(dāng)R3阻值越小，經(jīng)過左側(cè)容器的電流越大，左右兩個(gè)U形管內(nèi)液面高度差差異更大，因此選用2Ω