人教版九级物理全册 第十八章 第4节焦耳定律习题课件 （新）新人教

1、第4节焦耳定律 12021/8/6 星期五【新课导思】我们在使用电暖气时,导线和电暖气中通过的电流相同,电暖气很热,而导线却几乎不怎么热,这是为什么? 22021/8/6 星期五【目标导学】1.知道电流的热效应。2.通过探究,知道电流的热效应与电流、电阻和通电时间有关。3.知道焦耳定律,并会应用焦耳定律进行计算。4.知道电热的利用和防止。 32021/8/6 星期五【自主预习】1.电流的热效应:定义:电流通过导体时_转化成_的现象。2.探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关:(1)探究电流通过导体时产生热量与电阻的关系。实验思路:控制_、_不变,改变_。实验结论:电流、通电时间相同时,_

2、越大,电阻产生的热量越多。电能内能电流通电时间电阻电阻42021/8/6 星期五(2)探究电流通过导体时产生热量与电流的关系。实验思路:控制_、_不变,改变_。实验结论:电阻、通电时间相同时,_越大,电阻产生的热量越多。电阻通电时间电流通过电阻的电流52021/8/6 星期五3.焦耳定律:(1)确定:英国物理学家_最先精确地确定电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。(2)内容:电流通过导体产生的热量跟_成正比,跟导体的_成正比,跟_成正比。(3)公式:_。焦耳电流的二次方电阻通电时间Q=I2Rt62021/8/6 星期五(4)电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,没有同时转化为其他形式

3、的能量,电流产生的热量Q_消耗的电能W,即_。等于Q=W=UIt72021/8/6 星期五4.电热的利用和防止:(1)电热的利用:_、_、_、养鸡场的电热孵化器等。(2)电热的防止:_、散热片、散热扇等。 电热水器电饭锅电熨斗散热孔82021/8/6 星期五知识点一 电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关1.提出问题:电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关?2.猜想与假设:电流产生的热量可能与_有关。参考答案:电流、电阻、通电时间92021/8/6 星期五3.实验方法:(1)由于电流产生的热量可能与多个因素有关,故需要利用_法。(2)实验中,电流通过导体产生热量的多少无法直接显示,通过_显示产

4、生热量的多少,这种方法为_。102021/8/6 星期五参考答案:(1)控制变量(2)U形管中液面的高度差转换法112021/8/6 星期五4.进行实验:(1)探究电流产生的热量与电阻的关系。实验装置:如图所示,两个透明容器中密封等量的空气,两个容器中都有一段电阻丝,两电阻丝串联,且右边容器中的电阻比较大。122021/8/6 星期五实验现象:通电一段时间后,发现与右边容器相通的U形管液面高度差较大。实验结论:_。132021/8/6 星期五参考答案:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,电阻产生的热量越多142021/8/6 星期五(2)探究电流产生的热量与电流的关系。实验装置:如图所

5、示,两个密闭容器中的电阻一样大,在右边容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联。152021/8/6 星期五实验现象:通电一段时间后,发现与左边容器相通的U形管液面高度差较大。实验结论:_。162021/8/6 星期五参考答案:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过电阻的电流越大,电阻产生的热量越多。172021/8/6 星期五5.【交流与讨论】:实验中,加热空气与加热液体相比有什么优点?参考答案:一是安全,如果容器内是液体,则液体与电接触,加热空气不会出现漏电的危险。二是省电,由于加热的是空气,因此耗电量非常小。三是空气膨胀大,实验效果更好。182021/8/6 星期五【示范题1】(20

6、16宜昌中考改编)采用如图所示的装置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”,接通电源,瓶内的空气被加热后膨胀,使U形管中的液面发生变化,通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。192021/8/6 星期五(1)如图所示的是探究电流产生的热量跟_的关系,通电一段时间_(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的热量多。202021/8/6 星期五(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。此时该装置是探究电流产生的热量跟_的关系,一段时间后电阻丝产生的热量_(选填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。(3)该实验中用到了控制变量法

7、和_法。212021/8/6 星期五【精讲精析】(1)装置中,右边两个5的电阻并联后与左边5的电阻再串联;根据串联电路的电流特点可知,右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右=I左,两个5的电阻并联,根据并联电路的电流特点可知I右=I内+I外,比较可知I左I内;两瓶中电阻相等(均为5),通电时间相等,电流不同,故探究的是电流产生的热量跟电流的关系;通电一段时间后,由于电阻相同、222021/8/6 星期五通电时间相同、I左I内,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内的电阻丝产生的热量多。232021/8/6 星期五(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内,右瓶中两

8、根电阻丝对瓶内空气进行加热;根据并联电路总电阻的计算公式可得,右瓶中两根5电阻丝的总电阻为2.5,小于5,即R左R右;两瓶内电阻丝的总电阻不相等,通电时间相等,电流相等,故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系;通电一段时间后,由于电流相同(即I右=I左)、通电时间相同、R左R右,242021/8/6 星期五根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内的电阻丝产生的热量多。(3)瓶内的空气被加热后膨胀,使U形管中的液面发生变化,通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少。故该实验还用到了转换法。252021/8/6 星期五答案:(1)电流左瓶(2)电阻左瓶(3)转换262021/8/6 星期五

9、【微点拨】(1)实验中利用了控制变量法和转换法。(2)在实验中要使两容器密闭,不能漏气。(3)实验结束时,要及时断电,防止U形管里的水溢出。272021/8/6 星期五知识点二 焦耳定律1.公式的应用:应用公式电热(焦耳定律)适用范围基本公式Q=I2Rt普遍适用导出公式Q= t=UIt仅适用于纯电阻电路,W=Q备注:计算时,公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路。 282021/8/6 星期五2.串、并联电路中电热与电阻的关系:(1)串联电路:电热与电阻成正比,即Q1Q2=R1R2。(2)并联电路:通电时间相同时,电热与电阻成反比,即Q1Q2=R2R1。292021/8/6 星期五【示范

10、题2】(2015杭州中考)某同学根据如图所示电路进行实验,先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动,闭合开关S,移动滑动变阻器滑片,记下电压表读数和电流表读数;然后松开夹子,使电动机转轴转动,移动滑动变阻器滑片,记下电压表读数和电流表读数。数据记录如表:302021/8/6 星期五U/VI/AW/JQ/J不转动0.20.2W1Q1转动3.01.2W2Q2312021/8/6 星期五利用如表数据计算和分析:(1)电动机不转动时,通电10s,电动机所做的电功W1和所产生的热量Q1。(2)电动机转动时,通电10s,电动机所做的电功W2和所产生的热量Q2。(3)试比较W1和Q1的大小关系以及W2和Q2的大小

11、关系,并分析其原因。322021/8/6 星期五【精讲精析】本题考查电功与热量的计算。(1)电动机不转动时,电动机所做的电功:W1=U1I1t=0.2V0.2A10s=0.4J;因为I= ,所以电动机不转动时电阻R= 电动机所产生的热量Q1= Rt=(0.2A)2110s=0.4J。332021/8/6 星期五(2)电动机转动时所做的电功W2=U2I2t=3.0V1.2A10s=36J,电动机转动时电阻R与电动机不转动时的电阻相等,电动机所产生的热量:Q2=I22Rt=(1.2A)2110s=14.4J。342021/8/6 星期五(3)通过上述计算可得,W1=Q1,W2Q2,电动机未转动时,电流流经线圈时电能全部转化为内能,因此W1=Q1;电动机转动时,电流流经线圈时电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能,因此W2Q2。352021/8/6 星期五答案:(1)0.4J0.4J(2)36J14.4J(3)W1=Q1,W2Q2,电动机未转动时,电流流经线圈时电能全部转化为内能,因此W1=Q1;电动机转动时,电流流经线圈时电能一部分转化为机械能,另一部分转化为内能