《焦耳定律》综合型精品学案

1、焦耳定律【学习目标】1. 通过生活实例，认识电流的热效应2 理解焦耳定律的内容、公式、单位并且会运用公式进行简单的计算。3. 会探究电流的热效应与哪些因素有关。4. 知道利用和防止电热的场合和方法。【学习重、难点】1会识别哪些生活电器是利用电流的热效应。2. 能通过实验理解焦耳定律，并会应用计算。3实验原理的理解及设计与操作。【课前准备】回忆电功、电功率的概念及计算方法。【课堂活动】一知识内容答复老师所提的问题：灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机局部有什么感觉？这是为什么呢？电流的热效应电流热效应的概念：探究影响电热的因素1提出猜测与假设现象猜测

2、对于正在运行的笔记本，笔记本比导线热导体的电阻可能会影响到电热对于阻值相同的导体，通过导体的电流不 同，产生的热量的多少也不同通过导体的电流可能会影响到电热通电时间越长，导体越热导体的通电时间可能会影响到电热2设计实验所猜测的影响电热的因素有 3个，如何探究某个因素对电热的具体影响?探究电阻对电热影响的电路图探究电流对电热的影响的电路图/? = 51111*2朴fl11/1«3 进行实验与搜集证据(1) 探究导体的电阻对电热的影响根据电路图连接实物图。观察到的现象:可得出的结论:(2) 探究通过导体的电流对电热的影响 根据电路图连接实物图。观察到的现象:可得出的结论:(3) 探究通电

3、时间对电热的影响观察到的现象：可得出的结论:焦耳定律1. 表述：2 数学式3. 电功与电热(1)纯电阻电路电流所做的功全部转变为电热，于是有Q=W=Ult2Q=I Rt U=IR(2)非纯电阻电路当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能。电能t机械能+内能W>Q电热的利用和防止电热的利用电热的防止二典型例题例1 如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，以下分析正确的选项是乙B 甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系D 乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小【答案】AD【分析】由焦耳定律Q=l2

4、Rt可知，Q与I、R及t有关，故应采用控制变量法进行分析。【解析】A选项，甲、乙两次实验中用到的研究物理问题的方法是控制变量法和转换法，故A正确。B选项，甲实验两电阻丝串联，那么通过电阻丝的电流和通电时间相同，右侧电阻阻值大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，右侧电阻产生热量多；那么右侧容器内空气吸收的热量多，故B错误。C选项，乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，但通过电阻的电流不同，所以研究电流产生的热量与电流的关系，故C错误。D选项，乙实验，右侧电阻丝与另一电阻丝并联，故左右空气盒中电阻丝的电阻和通电时间相同，由焦耳定律 Q=I2Rt可知，左侧电阻产生热

5、量多；那么左侧容器内空气吸收的热量 多，气体压强大，即左侧 U形管中液面的高度差比右侧的大，故D正确。例2 将两根电阻丝 Ri、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中，串联接入电路，Ri：R2=2 : 3。通电一段时间后，Ri、R2产生的热量之比为A 3 : 2 B 2 : 3C. 4 : 9 D 9 : 4【答案】B【分析】禾U用串联电路中电流相等，并两电阻的加热时间也相同，将条件代入公式2Q=I Rt便可得出结论。【解析】由图知，两电阻丝串联，所以通过两电阻丝的电流和通电时间相等，根据公式Q=I2Rt，那么产生的热量之比等于电阻之比2 : 3。【课堂小结】电流的热效应焦耳定律伕耳定律曳汽热孜应

6、的槻盒猜测通过导休的电流实验设通电吋间计:控制变倩法实验结论导体的启阻冷宛影响申沆 热效应的冥验表述:电流通过导休产生的热量跺电沆前二次方 '成正比山艮导体的电沮成正比，跟通电时间成;正比. 'I数学式；【课堂检测】1.把一台电动机接入电压为220 V的电路中，通过电动机的电流为5 A，电动机线圈的电阻为2 Q, 1 min通过线圈的电流产生的热量为A . 1 452 000 JB . 3 000 JC. 66 000 J D . 50 J2当一个电阻的阻值为 R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为 Q。如果要使它产生的热量为 2Q,以下方法中可行的是)A .将电压变为

7、原来的2倍，通电时间变为原来的1/2B .将电阻变为原来的2倍，通电时间变为原来的1/2C .将电阻变为原来的1/2，通电时间变为原来的2倍D .将电压变为原来的1/2，电阻变为原来的2倍3.电动机工作时两端电压为U，电流为I，电动机线圈的电阻为R,那么该电动机工作时输出的最大机械功率为2 2 2A. UI B. I R C. UI-I R D . UI+I R4如下图电路中， Ri> R2,闭合开关S后A 电流通过Ri、R2产生的热量Qi< Q2B. 通过Ri、R2的电流li>I2C. Ri、R2两端的电压Ui>U2D . Ri、R2消耗的电功率 Pi> P25

8、. 小明家的电饭锅，在使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即关闭开关，拔下电源插头，用手摸电源线发现电源线很热，而其它用电器仍正常工作。请你用所学的物理知识帮小明分析产生这一现象的原因是A .电压太高B .导线太细 C.导线太粗D .导线太短6. 只电热水壶有两根电阻丝，其阻值Ri> R2,现在把这只电热水壶接入照明电路中将一壶水加热至沸腾，那么以下说法正确的选项是A .只接入电阻丝 R2，所用时间最短B .将两根电阻丝串联后接入电路中时，所用时间最长C.将两根电阻丝并联后接入电路中时，所用时间最短D .两根电阻丝无论串联和并联，所用时间都相等7. 某电热器有两根电阻丝，在同一电源上，要烧开同一壶水，只用第一根电阻丝时,需要6 min。只用第二根电阻丝时需要 烧开这一壶水，那么需要A . 18 minB. 9 min&甲、乙两段导体通电时间相同，3,那么通过甲、乙两导体的电流之比是A.