第九课 焦耳定律

1、星火教育一对一辅导教案学生姓名吴欣桐性别女年级初三学科物理授课教师赖老师上课时间2014年11月30日第（5）次课共（ ）次课课时：2课时教学课题 伏安法测小灯泡电功率和焦耳定律的应用教学目标知识与技能：1.理解并掌握伏安法测小灯泡的原理和实验过程 2.掌握几种测电阻的方法 3.理解焦耳定律，知道电热器的原理 4.熟练运用公式定理解决有关电功、电功率的计算问题过程与方法：知识重难点区分和概括总结，典型例题分析，巩固训练强化解题技巧，课后习题锻 炼独立解题能力。情感态度与价值观：关注学生内心感受，培养学生学习的主动性，引发物理学习兴趣。教学重点与难点重点：伏安法测小灯泡电功率，焦耳定律，电功，电

2、功率难点：伏安法测小灯泡电功率，焦耳定律，电功率教学过程RVA R伏安法测灯泡的额定功率原理：P=UI 电路图：选择和连接实物时须注意：电源：其电压高于灯泡的额定电压滑动变阻器：接入电路时要变阻，且调到最大值。根据能否调到灯泡的 额定电压选择滑动变阻器。电压表 并联在灯泡的两端“+”接线柱流入，“”接线柱流出。 根据额定电压选择电压表量程。电流表 串联在电路里“+”接线柱流入，“”接线柱流出。 根据I额=P额/U额 或I额=U额/R 选择量程。讨论：1、试验中滑动变阻器的作用是 。2、灯泡的实际电压低于额定电压是，亮度比较 ；等于额定电压时，亮度 ；略高于额定电压时，亮度 （选填“比较暗”“正

3、常”“很亮”） 3、实验证明：灯泡的亮度决定于 。 ，灯泡越亮， ，灯泡越暗。 4、小灯泡的额定电压 （选填“能”或“不能”）求几次功率的平均值。 5、实际上，灯泡的电阻会随着温度的升高而 。例1. 在一次测定小灯泡额定功率的实验中，老师给出了下列器材：额定电压为的小灯泡、电源（电压未知）、一个阻值为R的电阻、一个滑动变阻器、一只电流表、一个单刀双掷开关和若干导线。实验时不能忽略灯丝的电阻随温度而发生的变化。（1）小张同学设计的实验电路图如下，请你根据电路图用笔画线连接未完成的实物连线。图9（2）实验中所需要的物理量_。（3）本实验中，小灯泡额定功率的表达式_。（4）若在给出的器材中只将其中的

4、一只电流表改为一只电压表，请你重新设计一个实验电路图，测量小灯泡的额定功率（将实验电路图画在下面的方框内，不需要说明实验步骤）。测电阻的几种特殊方法1只用电压表，不用电流表方法一：如果只用一只电压表，用图3所示的电路可以测出未知的阻值。具体的作法是先用电压表测出x两端的电压为x；再用这只电压表测出定值电阻0两端的电压为0。根据测得的电压值x、0和定值电阻的阻值0，可计算出的值为：用这种方法测电阻时一只电压表要连接两次。方法二：如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图4所示的电路可以测出未知的阻值。具体的作法是先闭合1，读出电压表的示数为1，再同时闭合1和2，读出这时电压表的示数为。根

5、据测得的电压值1、2和定值电阻的阻值0。根据分压公式可计算出的值：方法三：如果只用一个电压表，并且要求只能连接一次电路，用图5所示的电路可以测出未知的阻值。具体的作法是先把滑动变阻器的滑片P调至B端，闭合开关，记下电压表示数1；把滑动变阻器的滑片P调至A端，记下电压表示数2。根据测得的电压值1、2和定值电阻的阻值0，可计算出的值：以上方法，需要测量两次电压，所以也叫“伏伏法”；根据所给器材有电压表和一个已知阻值的电阻0，所以又叫“伏阻法”。2只用电流表，不用电压表方法一：如果只用一只电流表，用图6所示的电路可以测出未知的阻值。先后用电流表测出通过0和的电流分别为0、x，根据测得的电流值0、x和

6、定值电阻的阻值0，根据分流公式可计算出的值为方法二：用图7所示的实验电路也可以测出未知的阻值。先闭合开关，读出电流表的示数为I1，再断开闭合，读出这时电流表的示数为I2。根据测得的电流值I1、I2和定值电阻的阻值0。根据分流公式可计算出的值：方法三：如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图8所示的电路也可以测出未知x的阻值。具体的作法：是先闭合开关S1，读出电流表的示数为I，再同时闭合S1、S2，读出这时电流表的示数为I2。根据测得的电流值I、I2和定值电阻的阻值0。计算过程如下：设电源电压为，当只闭合S1时，根据欧姆定律的变形公式(x+),可得I（x0）；当再同时闭合S1、S2，0

7、被短路，这时有：I2x。联立解方程组得方法四：如果只用一个电流表，并且要求只能连接一次电路，用图9所示的电路也可以测出未知的阻值。具体的作法：把滑动变阻器的滑片 P 调至A端，读出电流表的示数为IA，再把滑动变阻器的滑片P调至B端，读出这时电流表的示数为 IB。根据测得的电流值IA、IB和定值电阻的阻值AB。同样可计算出的值：以上方法，需要测量两次电流，所以也叫“安安法”；根据所给器材有电流表和一个已知阻值的电阻0，所以又叫“安阻法”。总之，用伏安法测电阻的基本原理是测定电阻两端的电压和流过电阻的电流。在缺少器材（电流表或电压表）的情况下，我们可用间接的方法得到电压值或电流值，仍然可以测量电阻

8、的阻值。因此，在进行实验复习时要特别重视原理的理解，这是实验设计的基础。电热 1、实验目的：研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关。 原理：根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。 实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快，是绝缘体 。 2、焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 3、计算公式：Q=I2Rt (适用于所有电路)对于纯电阻电路可推导出：Q =UIt= U2t/R=W=Pt推论：串联电路中常用公式：Q= I2Rt Q1:Q2:Q3:Qn=R1:R2:R3:Rn 并联电路中常用公

9、式：Q= U2t/R Q1:Q2= R2:R1无论用电器串联或并联，计算在一定时间所产生的总热量 常用公式Q= Q1+Q2+Qn分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用：Q= U2t/R=Pt 4、应用电热器：定义：利用电流的热效应而制成的发热设备。原理：焦耳定律组成：电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的合金制成。优点：清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。例2. 标有“6V 6W”和“6V 3W”的灯泡L1和L2串联接在某电源上，设灯丝电阻不变，则（ ）A. 通过灯L1、L2的电流之比为2：1B. 灯L1、L2的实际功率之比为1：2C. 电源电压为12V时，L1、

10、L2均正常发光D. 电源电压为9V时，L2正常发光例3. 如图所示，已知电源电压保持4.5V不变，电压表的量程为03V，滑动变阻器R的最大阻值是20，小灯泡L标有“2.5V 1.25W”的字样，闭合开关后，当小灯泡下正常发光时，它的阻值为_，滑动变阻器接入电路的阻值为_。若小灯泡的电阻不变，在此电路中小灯泡工作时的最小功率为_W。例4. 如图3所示是一个电热毯的示意电路图，是电热毯中的电阻丝，R是与电热毯电阻丝串联的电阻，电热毯上标有“220V 100W”字样，S是控制电热毯处于加热状态或保温状态的开关。（1）用学过的公式推理说明开关S断开时，电热毯是处于加热状态还是保温状态？（2）若要求在保

11、温时电流通过电阻丝每分钟有60J的电能转化为内能，电阻R的阻值是多大？例5. 图7是SD600全自动豆浆机的结构示意图，下表是铭牌。额定电压220V电机功率260W额定频率50Hz干豆容量60±5g电热功率600W外形尺寸215×190×347 mm制浆过程：先将90g泡好的黄豆装入滤杯内，再往制浆杯内加入1000 mL的水。第一步：加热，接通电源，加热管开始加热，加热6 min杯内水温升至80；第二步：打浆，加热停止，电机开始打浆，按工作10s、停8s方式循环，经1.2min停止；第三步：再加热，打浆结束后，加热管继续加热，加热3min豆浆由80升温至100。根

12、据以上信息计算：（1）在“第三步，再加热”的过程中，豆浆吸收的热量（设豆浆与水的比热容相等）； （2）豆浆机在“加热打浆再加热”的全过程中，共消耗的电能。【巩固训练】1. 把标有“220V，40W”和“220V，15W”的甲、乙两盏灯串联接在220V电压下，则下面分析正确的是（ ） A. 两盏灯的总功率等于55W B. 两盏灯的总功率小于15WC. 甲灯的实际功率大于乙灯的实际功率 D. 乙灯的实际功率大于甲灯的实际功率 2. 甲、乙两电炉并联在同一电源上，各有开关控制，甲炉电阻是乙炉的4倍，要两电炉产生同样多的热量则应（ ） A. 甲通电时间是乙的4倍B. 乙通电时间是甲的4倍C. 甲、乙通

13、电时间一样长D. 不知道额定电压无法比较 3. 一个电热器电阻为R，当它两端电压为U，通过时间t消耗电能为W，若使它消耗的电能为4W，下列方法正确的是（ ）A. 电阻R不变，电压U不变，通电时间t变为原来的2倍B. 电阻R减半，电压U增大1倍，通电时间t不变C. 电阻R不变，电压U增大1倍，通过时间t不变D. 电阻R减半，电压U不变，通电时间t不变 4. 有两个灯泡，标有“6V，3W”的字样，没有标记测得电阻为，把它们串联在电路中，两灯均正常发光，那么该电路两端电压和的电功率分别是（ ） A. 12V，3WB. 12V，1.5WC. 9V，3WD. 9V，1.5W 5. 小红家的电表允许通过的

14、最大电流是10A，她家有4个标有“220V，60W”的灯泡，1个标“220V，1000W”的热水器1台，制冷时耗电140W的电冰箱和一台耗电80W的电视机，则（ ）A. 所有用电器可以同时使用 B. 除热水器外其他用电器可以同时使用C. 关闭电视机后其他用电器可以同时使用 D. 电冰箱制冷时，其他用电器不能同时使用 6. 下列情况中，能判定电路两端电压为220V的是（ ）A. 每通过1C的电量，电流做功220J B. 通电时间为1s时，通过电量220CC. 通电时间为1s时，电流做功为220J D. 每通过220C电量，电流做功为1J 7. 把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在同一电源上

15、若要产生相等的热量，则两种方法所需的时间之比为 （ ） A. B. C. D. 8. 两根阻值比为的电阻丝通过的电流之比，在相同的时间内，它们所放出的热量之比为（ ） A. B. C. D. 9. 两只灯泡串联在电路中，其中一只亮，另一只不亮，这原因可能是（ ）A. 不亮的灯泡灯丝断了或接触不良B. 两灯相比，不亮的灯泡其电阻太小C. 两灯相比，不亮的灯泡其电阻太大D. 两灯相比，通过不亮灯泡的电流较小 10. 如图所示，电压U保持不变，当开关断开时，消耗的电功率为，当开关闭合时消耗的电功率，则（ ）A. B. C. D. 无法比较 11. 如图所示的电路，当变阻器的滑片P向b移动过程中（ ）

16、A. 灯L功率变大，电表的示数都变小B. 灯L功率变大，电表的示数变小的示数变大C. 灯L功率变小，电表示数都变大D. 灯L功率变小，电表的示数变小，示数变大 12. 有一个额定电压为220伏的电炉，想把它接在110伏的电路上，而不改变电炉的功率，办法是（ ）A. 把电炉的电阻丝截去一半 B. 把电炉的电阻丝截成相等的两段，再并联起来C. 用另一根和它相同的电阻丝串联 D. 用另一根和它相同的电阻丝并联 13小明同学在一次实验中，将灯泡两端的电压从12 V增加到14 V，他观察到和灯泡串联的电流表的示数变化了02 A，下面的说法中正确的是（灯丝电阻不变） （ ）A该灯泡消耗的电功率变化了04

17、WB该灯泡消耗的电功率变化了28 WC该灯泡消耗的电功率变化了24 WD该灯泡消耗的电功率变化了52 W 14某同学连接的电路如图85所示，闭合开关后，发现电流表甲的示数为02 A，电流表乙的示数为08 A，下面的说法中正确的是 （ ）A电阻R1与电阻R2消耗的电功率之比是13 B电阻R1与电阻R2消耗的电功率之比是19C电阻R1与电阻R2消耗的电功率之比是31 D电阻R1与电阻R2消耗的电功率之比是9115. 两个电阻串联后接在电源上，它们消耗电功率之比 ，若将它们并联起来，接到电源上，消耗的电功率之比 ，若保持电源电压不变，则串联与并联消耗的总功率之比 。16. 额定功率不同，额定电压相同

18、的两只炽灯， 联在电路中，额定功率大的灯泡亮， 联在电路中，额定功率小的灯泡亮。17. 一只电度表的表盘标有3000R / KWh，其表示的意义是 ，如果一盏灯单独使用，表盘转动30转，用时3分钟，电灯的功率是 瓦。18. 一段粗细均匀的电热丝接入220伏的电路，消耗的电功率为P，若把它分成两等分后并联接入110伏的电路中，消耗的总功率是 ，若把它分成三等分后并联接入220伏的电路中，消耗的总功率是 。19陈红同学家中有40 W的日光灯5盏，平均每天开灯3 h；100 W的电视机一台，平均每天看电视3 h；200 W的洗衣机一台，每月使用10 h；1800 W的电磁炉一个，平均每天使用1 h

19、（1）他家的保险丝应选用哪种规格的？（2）陈红同学家一个月（按30天）用电多少度？（3）如果他家每天少开灯30 min，少看电视20 min，电磁炉少用10 min，每月可省电多少度？20赵阳同学有一只电热器，他不知道这个电热器的功率，他想利用家中的电能表进行测量，他把家中其他电器都关闭，只让电热器工作，经过3 min他观察到电能表转了12转，他家的电能表上标有“220 V 5 A 300 r/kWh”的字样请你帮他算出这个电热器的功率是多少？ 21. 如图所示的电路中，电源电压保持不变，当S断开时，电流表的示数为2安，这时电阻消耗的电功率为12瓦，当S闭合后，电流表的示数为3安，问： （1）

20、电阻、的阻值是多少？ （2）当开关S闭合后，电阻在5分钟内产生的热量是多少？ 课后作业1有几位同学将两只灯泡接入电路中，让它们同时工作，下面是它们的几种说法，其中正确的是（ ）A较亮的灯泡中通过的电流一定大B较亮的灯泡两端的电压一定大C较亮的灯泡额定功率一定大D较亮的灯泡消耗的电能一定多2某实验小组的同学在一次实验中，将一个标有“12 V 24 W”的灯泡和一个电阻R串联起来接在电路中，如图84所示，闭合开关灯泡恰能正常发光；如果它们将灯泡换成一个标有“12 V 36 W”字样的，下面的说法中正确的是（电源电压不变）（ ）图84A“12 V 36 W”灯泡消耗的实际功率比36 W小B“12 V 36 W”灯泡消耗的实际功率比36 W大C“12 V 36 W”灯泡消耗的实际功率等于36 WD无法判断“12 V 36 W”灯泡消耗的实际功率的大小3有两个电阻R1、R2（已知R1R2），如果将它们