人教版物理九年级第18章第4节《焦耳定律》第4节焦耳定律学案

1、焦耳定律学习目标：1了解电流的热效应及电能与热能的转化；2理解焦耳定律内容及表达式，并利用其解决相关简单计算；3了解电流热效应的应用与危害防控。学案导学知识点一：电流的热效应任何导体中有电流通过时，导体都要发热，如电放锅、电热器、电熨斗等利用电能来加热的设备； 日常生活中， 我们不需要发热的电器：如电风扇、 电脑等通电时也会产生热量，所以电流通过导体时都会有电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。那么，电流通过导体时产生的热量与什么因素有关呢？实验探究：影响电热的因素设计实验： 两个透明容器中封闭着等量的空气，u 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而可以间接比较电阻丝放热的多少转

2、换法1. 研究电热与电阻的关系：如下图所示，将两个阻值不同的电阻串联，以保证电流和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。实验结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。2. 研究电热与电流关系如下图所示，将三个阻值相同的电阻混联，以保证电阻和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。第 1 页共 5 页实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。生活经验告诉我们，通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。【典型例题】将规格都是“ 220v 100w ”的一台电风扇、 一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，

3、下列有关说法中，错误的是：a三个电器消耗的电能一样多b电流通过三个电器做功一样多c三个电器产生的热量一样多d电烙铁产生的热量最多【答案】 c【解析】试题分析：三者的实际功率相同，通电时间相同，根据公式w pt 得，三个电器消耗的电能一样多， a 对；电流所做的功等于用电器消耗的电能，所以电流通过三个电器做功一样多，b 对；三个用电器中，只有电烙铁把电能全部转化成内能，所以电烙铁产生的热量最多，c错 d 对。【针对训练】 1911年，荷兰物理学家昂内斯发现，当水银的温度下降到负269 时，其电阻就会完全消失， 这种现象叫做“超导现象”，人们把具有这种现象的物体叫做超导体。在超 导 状 态 下 ，

4、 导 体 的 电 阻 r= ， 利 用 超 导 材 料 可 以 制成。（选填“输电线”或“电阻丝”）【答案】 0 输电线【解析】试题分析：超导状态下电阻完全消失，r=0 ，如果利用超导材料制成输电线，有q=i2rt 可知，输电线不会消耗电能，利用超导材料可以制成输电线。知识点二：焦耳定律1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟第 2 页共 5 页通电时间成正比。22公式： q = irt3单位：焦耳（j）4. 电热与电能的关系：（ 1）当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量q 就等于消耗的电能w，即q=w=

5、 uit =i 2rt如：电暖器，电饭锅，电炉子等纯电阻电路（ 2）当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，还有一小部分转化成内能非纯电阻电路w q热【典型例题】一个电动机，当把它接入0.2v 电压的电路时，电动机不转，测得流过电动机的电流是0.4a ；若把它接入2v 电压的电路中，电动机正常工作，测得此时流过电动机的电流是1a。那么该电动机线圈的电阻是_ ，电动机正常工作1min 时的机械能是_j 。【答案】 0.5 ； 90【解析】试题分析：电动机线圈的电阻为：电动机工作1min 消耗的电能为：u0.2v；r0.5i0.4 aw uit2v 1a 60s120j线圈产生的热量为：q

6、i 2 rt1a260s 30 j0.5转化成的机械能为：w机wq =120j 30 j 90 j【针对训练】如图所示的电路中，电源电压保持6v 不变，电阻r1=10 ，r2=20 ，闭合开关 s，则 r1 消耗的电功率为w；若通电30s，电阻 r2 产生的热量为j。【答案】 0.424【解析】第 3 页共 5 页试题分析：由电路图可见，电阻r1 与 r2 串联，电路总电阻为r= r1+ r 2=10+20 =30 ，u6v,r 1 消 耗 的 电 功 率 为由 欧 姆 定 律 可 得 电 路 中 电 流 为 i0 . a2r30p1 i 2 r120.4w0.2 a 10, 由 焦 耳 定

7、律 可 得 电 阻 r2产 生 的 热 量 为q2 =i 2 r2 t230s24 j 。0.2 a20知识点三：电热的利用和防止1. 电热的利用：如电热水器、电放锅、电热毯、电熨斗、电热孵化器等是利用电能来发热的设备，是利用电热的例子。2. 防止电热的危害：我们使用电视机、电脑等用电器，不是为了让它发热，相反，产生的热量过多，还会烧坏用电器， 所以要防止热量过多。电视机的后盖上有通风窗、电脑里有散热的微型风扇等，这些措施都是为了防止电热的危害。【典型例题】在家庭电路中，电线相互连接处，因为接触不良，容易造成变大，根据焦耳定律可知， 在通电时间和相同时， 该处比别处更容易发热，加速导线老化，

8、甚至引起火灾【答案】电阻；电流【解析】试题分析： 解答本题的关键是理解接头处被烧焦的原因是温度过高造成的，而温度过高是因为热量多，根据焦耳定律，影响电热的因素有电流、电阻、通电时间，结合题中实际分析，这三个因素什么一定，什么变化解：导线相互连接处往往接触不良，根据焦耳定律的公式q=i2rt 知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，温度越高，因此接头处烧焦就是因为电阻过大造成的【针对训练】 在电路中， 如果电流不流经，而是电源两极直接相连，就说电源短路了。家庭电路中发生短路时，电路中的很大，根据焦耳定律（填公式）可知：电路中会产生很大的热量使电线的绝缘层烧坏甚至引起火灾。2【解析】试题分析：（1