一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．如图所示是“探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪些因素有关"的实验装置。下列关于此实验的一些描述，正确的是 A．在甲图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系 B．在乙图中，探究的是电流产生热量与电阻的关系 C．在甲图中，闭合开关一段时间后a容器连接的U型管液面高度差更明显 D．在乙图中，可得到结论：相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越少 【答案】A 【解析】 【详解】 A. 在甲图中，两个电阻串联，电流相等，电阻阻值不同，所以探究的是电流产生热量与电阻的关系，故A正确； B. 在乙图中，两个电阻阻值相同，电流不同，所以探究的是电流产生热量与电流的关系，故B错误； C. 在甲图中，a容器中的阻值小于b容器中阻值，串联电路电流相同，由焦耳定律可知闭合开关一段时间后a容器内产生的热量小于b容器内，因此b容器内连接的U型管液面高度差更明显，故C错误； D. 在乙图中，探究的是电流产生热量与电流的关系，可得到结论是相同时间内，电流越大，容器内空气吸收热量越多，故D错误。 2．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V，3W字样，当开关s闭合时.灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=____Ω．.通电10s. R产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】
当闭合开关S 时，灯L 正常发光，说明电源电压为U =6V ，电流表测的是总电流，则I =0．8A ， 由P =UI 可知，灯泡中的电流： I L =P 额/U 额=3W/6V=0.5A ， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R =I-I L =0.8A-0.5A=0.3A ， 由I =U/R 得,电阻: R =U /I R =6V/0．3A=20Ω； 通电1min 电阻R 产生的热量： Q =W =UI R t =6V×0．3A×10s=18J 。 3．家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，电热丝的阻值是___________Ω，正常工作吹热风5min 电热丝产生的热量是___________J 。 【答案】55 2.64×105 【解析】 【详解】 (1)[1]由表格数据可知，电吹风吹冷风时的功率，即电动机的功率为120W ，由图知，电吹风正常工作且吹热风时，电动机和电热丝并联，因电路的总功率等于各用电器功率之和，所以电热丝的功率： 1000W 120W 880W M P P P =-=-=电热丝热； 并联电路中各支路两端的电压相等，由2 U P R =可得电热丝的电阻： ()2 2 220V 55880W U R P ===Ω电热丝 电热丝 ； [2]电吹风正常工作且吹热风时，5分钟内电流通过电热丝产生的热量： 5880W 560 2.6410J R Q W P t s ===??=?。 4．两定值电阻R A 和R B 中的电流与其两端电压的关系如图所示，若将两电阻串联在电压为3V 的电源两端，电路的总功率为________ W ，通电一段时间后，R A 和R B 产生的热量之比是________ ．
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A．a B．b C．c D．三个相同 2.（2015四川自贡，第15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同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是( ) A、三个用电器产生的热量相同 B、电风扇产生的热量最多 C、电烙铁产生的热量最多 D、电视机产生的热量最多 3.（2015湖北武汉，第19题）下图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。下列说法正确的是( ) A.该实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系 B.将左边容器中的电阻丝换成10 的电阻丝后，就可以探究电流产生的热量与电阻的关系 C.通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的大 D.该实验装置是利用U形管中液体的热胀冷缩来反映电阻丝放出热量的多少 4.（2015山东潍坊，第2题）下列图所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是 ( ) 5.（2015江苏盐城，第2题）下列家用电器，主要利用电流热效应工作的是（） A.收音机 B.电视机 C.电风扇 D.电饭锅 6.（2015湖南株洲，第1题）2014年诺贝尔物理学奖颁给了发明蓝色二极管的三位科学家，
他们的这项发明实现了利用二极管呈现白光，且发光效率高。LED灯（即发光二极管）不具有的特点是( ) A．亮度高B．能耗低C．寿命长D．发热多 7.（2015吉林长春，第2题）以下家用电器中利用电流热效应工作的是（） A、电饭锅 B、洗衣机 C、电冰箱 D、电风扇 8.（2015福建厦门，第1题）如图1所示机器工作时应用电流热效应的是( ) 9.（2015湖南怀化，第9题）９．下面生活用具中，不是 ．．利用电流热效应工作的是（）Ａ．电饭锅Ｂ．电热水壶Ｃ．电风扇Ｄ．电烤火箱 二、填空题 1.（2015四川成都，第22题）如图12所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置。己知R甲=5Ω,R乙=10Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝联在电路。若电路中的电流为0.3A，则甲电阻丝在I min内产生的热量为 J。 【答案】串 27 2.（2015上海，第12题）某导体两端的电压为6伏，10秒内通过该导体横截面的电荷量为6库，通过该导体的电流为安，这段时间内电流做功为焦，该导体的电阻为欧。 答案：0.6 36 10 3.（2015湖北襄阳，第28题）电热器是利用电流的______工作的；在电饭锅、电熨斗、电风扇中，不属于电热器的是_______。 答案：热效应电风扇 4.（2015山东聊城，第19题）如图是研究“电流通过导体产生的热量和什么因素有关”的实验，通电一段时间后，由现象可判断电阻产生的热量较多．在此实验中用到的物理科学方法是（写出一种即可）．
第四节焦耳定律及其应用 导学目标知识点： 1、知道电流的热效应。 2、知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关。 3、知道电热的利用和防止。 导学方法：实验探究法、讨论法 课时：1课时 导学过程 课前导学 1、，这个现象叫做电流的热效应。 2、电流通过导体产生的热量跟成正比，成正比， 成正比，这个规律叫做焦耳定律。 3、焦耳定律的表达式是：。 课堂导学 一、认识电流的热效应、电热器 1、电流通过导体时将能转化为，这种现象叫做。 2、电热器：利用电器为电热器。它们有一个共同的组成部分叫.它由的材料制成。 〔思考讨论〕：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？二、探究电热大小的影响因素 1、猜想：电流通过导体产生的热可能与 有关； 2、大家猜想电热的多少跟几个因素有关，那么我们实验研究时就 要采取。 3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少？ 方法： 4、实验参考电路图。 5、按照设计好的实验方案进行实验。 实验现象：(1)闭合开关后发现，甲瓶中的温 度计升温快些，而甲、乙两瓶 和相等，表明： 。 (2)观察同一个煤油瓶，通过改变通入的电 流，通电相同时间后，观察温度计的示数升高情况。实验表明 。 (3)观察同一个煤油瓶，改变通电时间，发现电流和电阻相同时， 通电时间越长，电流产生的热。 6、综合得到焦耳定律： (1) 这个规律叫做焦耳定律。 (2)表达式为： 公式中各符号的意义及单位
符号 意义 单位 符号 意义 单位 Q ------ ----- R ------ ----- I ------ ----- t ------ ----- 理论推导焦耳定律表达式。 运用焦耳定律解释课前提问，并分析发热体为什么要用电阻率的的材料制成。 例题：一根60欧的电阻丝接在36V 的电源上，在5分钟内产生多少热量？ 三、电热的利用和防止 1、学生列举生活中利用电热的例子 2、学生列举生活中我们是通过那些措施防止电热带来的危害的。 教师引导、学生归纳小结 课堂练习：P 102 动手动脑学物理 1、 2 课后练习 1、标有“220V 40W ”电热器安装在220V 的电路中，工作100s 后，所消耗的电能是 J ，通过电热器的电流是 A ，产生的热量是 J 。 2、下列电器中，不属于电热器的是 （ ） A ．电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉 3、家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热 发红时，连接导线却不热，这是因为 （ ） A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小 C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大 4、下列情况中防止电热危害的是 （ ） A.电视机背后有散热窗 B.家电长时期不使 用，隔一段时间要通电一次 C.家庭电路一般安装的漏电保护器 D.大型爆破工程用电热引发炸药 5、某导体的电阻是2欧姆，通过2A 的电流时，1分钟产生多少焦耳的热量？ 6、一只额定功率是450W 的电饭锅，在220V 的额定电压下使用，每分钟产生多少焦耳的热量？
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态，局部电路图如图所示，断开S后，充电插口可以外接充电器对电池进行充电，电动自行车行驶过程中，其电动机正常工作电压为48V，此时通过电动机线圈的电流为5A，电动机线圈的电阻是0.5Ω，下列说法正确的是（） A．对蓄电池充电时，蓄电池相当于电路中的电源 B．电动自行车的电动机把电能全部转化为机械能 C．电动机正常工作1min，电流通过线圈所产生的热量为14400J D．电动机正常工作1min，消耗的电能为14400J 【答案】D 【解析】 【分析】 【详解】 A．对蓄电池充电时，电能转化为化学能储存起来，则蓄电池相当于用电器，故A错误；B．由于电动机会发热，则电动自行车的电动机把电能转化为机械能和内能，故B错误；C．电动机正常工作1min，电流通过线圈所产生的热量为 Q=I2Rt=(5A)2×0.5Ω×60s=750J 故C错误； D．电动机正常工作1min，消耗的电能为 W=UIt=48V×5A×60s=14400J 故D正确。 故选D。 2．如图，电源电压保持不变，R1=10 Ω，开关S闭合，S0拔至b时电压表的示数是拔至a 时的三分之一，则R2=_____Ω；若电源电压为3 V，当开关S0拔至b时，R1在10 min内产生的热量是_____J。
【答案】20 60 【解析】 【分析】 【详解】 [1]闭合开关S ，开关S 0拨至b 时，两电阻串联，电压表测R 1两端的电压；闭合开关S ，开关S 0拨至a 时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且开关S 0拨至b 时电压表示数是拨至a 时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比 312312 U U U U U ＝＝- 因串联电路中各处的电流相等，所以，由I ＝U R 可得，两电阻的阻值之比 11122212 U R U I U R U I ＝＝＝ 则R 2的阻值 R 2＝2R 1＝2×10Ω＝20Ω [2]若电源电压为3V ，当开关S 0拨至b 时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以 电路中的电流I ＝ 123V 10Ω20Ω U R R ++＝＝0.1A R 1在10min 内产生的热量 Q 1＝I 2R 1t ＝(0.1A)2×10Ω×600s ＝60J 3．有甲乙两台电暖器，甲的额定功率为1200W ，乙的额定功率为800W ，下列说法正确的是 A ．甲实际消耗的的电能可能比乙少 B ．电流通过甲做的功一定比乙多 C ．正常工作时，甲消耗电能比乙快 D ．电流通过甲和乙做功一样快 【答案】AC 【解析】 【详解】 AB ．甲的功率大于乙的功率，只能说甲做功快，不能说电流通过甲做功多；当甲的工作时间远小于乙的工作时间时，甲消耗的电能可能比乙少，电流通过甲做的功可能比乙少，故
焦耳定律的公式及其应用2 一．选择题（共21小题） 1．（2018?高青县一模）把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作。该电路工作10s定值电阻产生的热量是（） A．60J B．36J C．30J D．6J 2．（2017秋?福田区校级期末）有两根电热丝R1和R2，其大小关系是R1：R2=3：1，若单独用R1对一壶水加热，则所需时间为t0．若将这两根电热丝并联连入电路，则烧开同一壶水所需的时间为（不计热损失）（） A．B．C．D．3．（2018?漳州一模）在如图所示的电路中，电源电压保持不变，R1=20Ω．闭合开关S，移动滑动变阻器R2的滑片到中点c时，电流表的示数为0.4A；移动滑片P至最左端a时，电流表的示数为0.3A．则滑片P在最左端a时，通电4秒钟滑动变阻器产生的热量是（） A．24J B．7.2J C．32J D．12.8J 4．（2018?朝阳区二模）如图所示电路，电源电压恒为12V，小灯泡L1的规格为“6V 3W“，小灯泡L2的规格为“2.5V 0.3A”，滑动变阻器标有“50Ω 1.5A“字样。假设灯丝阻值不随温度改变，下列说法中正确的是（）
A．小灯泡L1的电阻小于小灯泡L2的电阻 B．该电路只可以使小灯泡L2保持正常发光，而不能使小灯泡L1保持正常发光 C．相同时间内电流通过小灯泡L1做的功小于通过小灯泡L2做的功 D．当该电路中的电流为0.2A时，通电lmin，小灯泡L1灯丝产生的热量为0.48J 5．（2018?宜昌）两个定值电阻R1、R2并联在电路中，如图甲所示，它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示，闭合开关S，则R1，R2产生的热量之比为（） A．2：1B．1：2C．4：1D．1：4 6．（2018?胶州市一模）甲、乙两电热丝电阻之比为3：4，通过的电流之比为3：1，则相同时间内产生的热量之比为（） A．27：4B．9：4C．4：9D．4：27 7．（2018春?天心区校级期末）一幢楼的用电器全部使用时，电路中消耗的电功率是P，串联在干路里的保险丝每分钟产生的热量是Q，若只用部分用电器时，电路中消耗的电功率变成，这时保险丝每分钟产生的热量是（） A．B．C．Q D．2Q 8．（2018?无锡一模）如图所示，烧杯中盛有质量相等的纯水和煤油，通电一段
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W”的字样，使它们分别在额定电压下工作相同的时间。以下判断中正确的是 A．它们在工作时通过的电流一定相等 B．它们在工作过程中消耗的电能一定相等 C．它们在工作过程中产生的电热一定相等 D．它们在工作过程中的电功率一定相等 【答案】ABD 【解析】 【详解】 A．根据P UI =得它们在额定电压下工作时通过的电流相等，故A正确； B．根据W Pt =得它们在在额定电压下工作相同的时间消耗的电能相等，故B正确；C．电烙铁工作时主要把电能转化为内能，电风扇工作时主要把电能转化为风能，所以它们在工作过程中产生的电热不相等，故C错误； D．它们在额定电压下工作的电功率都等于60W，故D正确。 2．小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图象可知定值电阻R1的阻值是____Ω．实验时，电源电压保持5 V不变，当滑片P位于a端时，由图象可得滑动变阻器消耗的电功率是_____W．此时，电阻R1在10 min内产生的热量为_____J． 【答案】100.460 【解析】 【分析】 【详解】 当P在b端时R2=0Ω，此时电压示数和电流示数最大，且均为R1的数据，所以R1的阻值 为：R1= 5V = 0.5A U I 总=10Ω．当滑动变阻器的滑片移到a端时，R2两端电压U2=U 总 -U1=5V- 1V=4V，由图象知，当R1的电压是1V时，电流为0.1A，根据串联电路的电流处处相等，∴I2=I1=0.1A，∴P2=U2I2=4V×0.1A=0.4W，Q1=W1=U1It=1V×0.1A×600s=60J。 3．有一台电动机，额定电压3V，额定电流1A，电动机线圈电阻0.5Ω。这台电动机正常工作1min，消耗的电能为_______J。产生的热量为_______J，输出的机械能为_______J。【答案】180 30 150
制作人：冉光强参与人：教科室主任： 第四节焦耳定律及其应用 学习目标： 1、知道电流的热效应。 2、知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关。 3、知道电热的利用和防止。 导学过程： 一、课前导学 1、，这个现象叫做电流的热效应。 2、电流通过导体产生的热量跟成正比，成正比，成正比，这个规律叫做焦耳定律。 3、焦耳定律的表达式是：。 二、课堂导学 （一）、认识电流的热效应、电热器 1、电流通过导体时将能转化为，这种现象叫做。 2、电热器：利用电器为电热器。它们有一个共同的组成部分叫 .它由的材料制成。 〔思考讨论〕：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？ （二）、探究电热大小的影响因素 1、猜想：电流通过导体产生的热与有关；
2、大家猜想电热的多少跟几个因素有关，那么我们实验研究时就要采 取。 3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少？ 方法： 4、实验参考电路图。 5、按照设计好的实验方案进行实验。 实验现象：(1)闭合开关后发现，甲瓶中 的温度计升温快些，而甲、乙两瓶和相等， 表明：。 (2)观察同一个煤油瓶，通过改变通入的电流，通电相同 时间后，观察温度计的示数升高情况。实验表明 。 (3)观察同一个煤油瓶，改变通电时间，发现电流和电阻相同时，通电时间越长， 电流产生的热。 6、综合得到焦耳定律： (1) 这个规律 叫做焦耳定律。 (2)表达式为： 公式中各符号的意义及单位符号
符号意义单位符号意义单位 Q ------ ----- R ------ ----- I ------ ----- t ------ ----- 例题：一根60欧的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内产生多少热量？ （三）、电热的利用和防止 1、学生列举生活中利用电热的例子 2、学生列举生活中我们是通过那些措施防止电热带来的危害的。 达标检测： 1、标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的 电能 J，通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。 2下列电器不属于电热器的是（） A．电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉 3、家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接 导线却不热，这是因为（） A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小 C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大
第21讲焦耳定律及其应用 1．(2016，海南)一电热水壶的铭牌上标有“220 V 2 000 W”字样，在额定电压下用 它对质量为 2 kg的水加热，使水的温度升高50 ℃，用时 6 min。则水吸收的热量为__4.2×105__J，此过程中电热水壶消耗的电能为__0.2__kW·h。[c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 2．(2016，钦州)R1、R2分别连接成如图所示甲、乙两种电路，R1＝2R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q甲1、Q甲2，则Q甲1∶Q甲2＝__2∶１__。图乙电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q乙1∶Q乙2＝__1∶２__。 第2题图
第3题图 3．(2016，遂宁)如图是小宇家的电子式电能表。有一天他洗澡，关闭了家里其他用电 器，只让家里标有“ 2 000 W”的电热淋浴器正常工作，发现电能表指示灯闪烁了600 imp 时，淋浴器内满箱水温从23 ℃升高到43 ℃，则消耗的电能是__0.2__kW·h，通电时间是__6__min；如果水吸收的这些热量由完全燃烧0.021 m3的天然气提供(q天然气＝4.0×107 J/m3，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)，不计热量的损失)，水箱内水的质量是__10__kg；水箱内水的内能的改变是通过__热传递__实现的；在用电吹风吹干头发时，发现吹热风比吹冷风更 容易让头发变干，这是由 于__热风温度比冷风温度高，使水蒸发的更快__。 4．(2016，衡阳)某型号电饭锅有高温挡和低温挡两个挡位，其原理如图所示，已知电 阻R0＝44 Ω，R＝2 156 Ω，当开关置于__2__(填“1”或“2”)位置时为高温挡，当电饭 锅以高温挡正常工作10 min消耗的电能为__6.6×105__J。 第4题图
焦耳定律 题一：一根60欧的电阻丝接在36伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？ 题二：一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为2Ω，那么它的电功率是_______W，这台电动机1min内产生的热量是_______J，这台电动机的效率是_______。 金题精讲 题一：在图所示的各种家用电器中，利用电流热效应工作的是（） 题二：电炉丝断了，去掉1/5后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为（） A．5 ：4 B．1 ：5 C．5 ：1 D．4 ：5 题三：电饭锅工作时有两种状态：一种是加热状态，另一种是保温状态。如图所示为电饭锅的电路图，R1、R2为电热丝，S为温控开关，A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时，电饭锅处于加热状态，加热功率为1000W；当S断开时，电饭锅处于保温状态，保温功率为100W．求： （1）电饭锅加热30s，电热丝产生的总热量是多少？ （2）电热丝R1、R2的阻值之比是多少？ （3）电饭锅保温30min，电热丝产生的R2产生的热量是多少？ 思维拓展 题一：在学校创新比赛中，小亮同学设计了一个 多档位的电热水器。图甲所示是他设计的电热水 器的工作电路图，R1和R2是两根电热丝。他设计 的旋转开关如图乙所示，旋转开关内有一块绝缘 圆盘，在圆盘的边缘依次有共10个金属触点（在 图乙中用“○”表示，“○”中标有1、2、3、4编 号，编号相同的触点用导线连接）。可以绕中心轴 转动的开关旋钮两端各有一个金属滑片，转动开 关旋钮可以将相邻的触点连接。例如，图乙中， 旋钮上的箭头指向图中位置D，此时，金属滑片 将1、2两触点接通，同时另一端也将3、4两触点接通。当旋钮上的箭头指向A、B、C、D
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．一个电炉的电阻是200Ω，通电10s 产生8×103J 的热量，那么通过这只电炉的电流是（ ） A ．2A B ．4A C ．20A D ．40A 【答案】A 【解析】 【详解】 根据焦耳定律的公式2 Q I Rt =可知，通过这只电炉的电流是 2A I === 故选A 。 2．为了将发电厂的电能输送到远处的用户家中，在两地间架设了两根等长的输电线。两根输电线的总电阻为r 。已知位于电厂处的两根输电线间的电压为U ，输送电能的功率为P ，由于电流通过输电线发热会损失电能，该输电线路输送电能的效率为__________。（输电效率为用户得到的电能与发电厂输出电能的比值） 【答案】21rP U - 【解析】 【分析】 【详解】 由P UI =得：通过输电线的电流 P I U = 输电线的总电阻R r =，则输电线上消耗的功率 22 22()P P r P I R r U U ==?=损耗 则用户实际得到的电功率 22P r P P P P U =-=-损耗 实 则输电线输送电能的效率为 222 1P r P P Pr U P P U η-===-实 所以输电线输送电能的效率为2 1rP U - 。
3．从产品说明书得知，一台“6 V 3 W”的迷你型小风扇，电动机线圈阻值0.1Ω，则小风扇正常工作2min电动机线圈产生的热量为____J。 【答案】3 【解析】 【分析】 【详解】 电路中线圈的电流为 3W 0.5A 6V P I U === 电路中通过线圈的电流为产生的热量为 Q=I2Rt=(0.5A) 2×0.1Ω×2×60s=3J 4．如图甲所示电路，电源电压保持不变，闭合开关S，滑动变阻器R'的滑片P在a点时，电流表示数为0.5A，将滑片P从a点移动到最右端的过程中，通过滑动变阻器的电流随电阻变化图像如图乙所示，则下列选项正确的是（） A．电源电压为5V B．R的阻值为15Ω C．10s内定值电阻R产生的电热为9J D．若无论怎样移动滑片，电流表有示数且保持不变，则一定是R'断路 【答案】B 【解析】 【分析】 【详解】 A．由图乙可知，当滑片P在a点时，R'=10Ω，电流I1=0.3A，此时滑动变阻器的电压 11 03A10Ω3V U I R. ==?= ＇ 滑动变阻器与定值电阻并联，所以滑动变阻器的电压等于电源电压 1 3V U U == 故A错误； B．滑动变阻器R'的滑片P在a点时，电流表示数为0.5A，此时定值电阻的电流 21 0.5A0.3A0.2A I I I =-=-= 定值电阻的电阻R 2 3V 15Ω 02A U R I. === 故B正确；
第十八章第四节焦耳定律及其应用 班级姓名。 导学目标知识点： 1、知道电流的热效应。 2、知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关。 3、知道电热的利用和防止。 导学方法：实验探究法、讨论法 课时：1课时 导学过程 课前导学 1、，这个现象叫做电流的热效应。 2、电流通过导体产生的热量跟成正比，成正比，成正比，这个规律叫做焦耳定律。 3、焦耳定律的表达式是：。 课堂导学 一、认识电流的热效应、电热器 1、电流通过导体时将能转化为，这种现象叫做。 2、电热器：利用电器为电热器。它们有一个共同的组成部分叫.它由的材料制成。 〔思考讨论〕：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？ 二、探究电热大小的影响因素 1、猜想：电流通过导体产生的热可能与有关。 2、大家猜想电热的多少跟几个因素有关，那么我们实验研究时就要采取 法。 3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少？ 方法： 4、实验参考电路图。 5、按照设计好的实验方案进行实验。 实验现象：(1)闭合开关后发现，甲瓶中的 温度计升温快些，而甲、乙两瓶 和相等，表明： 。 (2)观察同一个煤油瓶，通过改变通入的电流，通电相同时间后，观察温度计的示数升高情况。实验表明
。 (3)观察同一个煤油瓶，改变通电时间，发现电流和电阻相同时，通电时间越长， 电流产生的热。 6、综合得到焦耳定律： (1) 这个规律叫做焦耳定律。 (2)表达式为： 公式中各符号的意义及单位 符号意义单位符号意义单位 Q ------ ----- R ------ ----- I ------ ----- t ------ ----- 理论推导焦耳定律表达式。 运用焦耳定律解释课前提问，并分析发热体为什么要用电阻率的的材料制成。 例题：一根60欧的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内产生多少热量？ 三、电热的利用和防止 1、学生列举生活中利用电热的例子 2、学生列举生活中我们是通过那些措施防止电热带来的危害的。 教师引导、学生归纳小结 课堂练习 1、标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的 电能是 J，通过电热器的电流是 A，产生的热量是 J。 2、下列电器中，不属于电热器的是（） A．电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉 3、家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接 导线却不热，这是因为（） A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小 C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大 4、下列情况中防止电热危害的是（） A.电视机背后有散热窗 B.家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次 C.家庭电路一般安装的漏电保护器 D.大型爆破工程用电热引发炸药 5、某导体的电阻是2欧姆，通过2A的电流时，1分钟产生多少焦耳的热量？
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油，阻值不同的电阻丝1R、2R。关于此电路说法中正确的是 A．探究的是电流产生的热量与电压的关系 B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小 C．通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同 D．温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少 【答案】D 【解析】 【详解】 A．实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误； B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B错误； C．通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C错误； D．本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D正确。 2．如图，电源电压保持不变，R1=10 Ω，开关S闭合，S0拔至b时电压表的示数是拔至a 时的三分之一，则R2=_____Ω；若电源电压为3 V，当开关S0拔至b时，R1在10 min内产生的热量是_____J。 【答案】20 60 【解析】 【分析】
【详解】 [1]闭合开关S，开关S0拨至b时，两电阻串联，电压表测R1两端的电压；闭合开关S，开关S0拨至a时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且开关S0拨至b时电压表示数是拨至a时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比 3 1 231 2 U U U U U ＝＝ - 因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝U R 可得，两电阻的阻值之比 1 11 2 221 2 U R U I U R U I ＝＝＝ 则R2的阻值 R2＝2R1＝2×10Ω＝20Ω [2]若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以 电路中的电流I＝ 12 3V 10Ω20Ω U R R ++ ＝＝0.1A R1在10min内产生的热量 Q1＝I2R1t＝(0.1A)2×10Ω×600s＝60J 3．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V，3W字样，当开关s闭合时.灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=____Ω．.通电10s. R产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S时，灯L正常发光，说明电源电压为U=6V，电流表测的是总电流，则 I=0．8A， 由P=UI可知，灯泡中的电流： I L =P额/U额=3W/6V=0.5A， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R=I-I L =0.8A-0.5A=0.3A， 由I=U/R得,电阻: R=U/I R=6V/0．3A=20Ω； 通电1min电阻R产生的热量：
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热,甚至引起火灾，原因是连接处（） A．电流比别处大，产生的热量多 B．电流比别处小，产生的热量多 C．电阻比别处小，产生的热量多 D．电阻比别处大，产生的热量多 【答案】D 【解析】 【分析】 由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线相互连接处因为接触不良，易造成电阻变大，因为导线连接处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。 【详解】 在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，在电流、通电时间相同时，产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。 故选D。 2．小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图象可知定值电阻R1的阻值是____Ω．实验时，电源电压保持5 V不变，当滑片P位于a端时，由图象可得滑动变阻器消耗的电功率是_____W．此时，电阻R1在10 min内产生的热量为_____J． 【答案】100.460 【解析】 【分析】 【详解】 当P在b端时R2=0Ω，此时电压示数和电流示数最大，且均为R1的数据，所以R1的阻值 为：R1= 5V = 0.5A U I 总=10Ω．当滑动变阻器的滑片移到a端时，R2两端电压U2=U 总 -U1=5V- 1V=4V，由图象知，当R1的电压是1V时，电流为0.1A，根据串联电路的电流处处相等，∴I2=I1=0.1A，∴P2=U2I2=4V×0.1A=0.4W，Q1=W1=U1It=1V×0.1A×600s=60J。 3．家用电吹风的简化电路如图所示，主要技术参数如表。则该电吹风正常工作吹热风时，
第2课时焦耳定律的综合应用 新课引入 出示课件，展示问题： 过春节的时候，爸爸送给小涵一个如图所示的电动玩具汽车，一段时间后，小涵在玩耍时不小心将玩具车的电动机卡住无法转动了，且很快就闻到了焦糊味道，你能够解释这种现象吗？这节课我们就为大家来解决这个问题。 合作探究 探究点一焦耳定律的综合计算 活动1：出示课件，展示问题：首先让学生讨论、分析出思路，然后再交流，得出答案。典例 1 （2014?眉山）某校师生自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下，R1和R2均为电热丝且电阻值恒定． 根据师生们的设计，求： （1）电烘箱在高温档正常工作时每分钟可产生的热量． （2）电热丝R1的阻值． （3）电烘箱在低温档时正常工作时，R2的功率． 思路导引： （1）利用公式P= 2 U R 是否可以分析电路图中低温档和高温档的电路图。 （2）能否正确的选择出公式进行计算。 格式： 解：（1）高温档时，只R1接入电路，由机器铭牌可知，电流为5A，电压为220V，则Q=W=UI高t=220V×5A×60s=66000J； （2）高温档时，由欧姆定律得：R1= 220 = 5 U V I A 高温 =44Ω；
（3）低温档时，两电阻为串联，低温档总功率： P=UI低=220V×2A=440W， R1的功率P1=I低2R=（2A）2×44Ω=176W； 所以P2=P-P1=440W-176W=264W． 拓宽延伸：（2014?厦门）如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同．电热水器功率有高、中、低三档．当S 1断开，S2接b时，其功率为低档，大小为1000W． （1）请指出电热水器的高、中档功率分别是多少瓦．（不必写出推导过程） （2）小林选用某功率档加热水箱里的50L水，水温升高40℃用了40min，求此过程电热水 3 归纳总结：在分析用电器的多档位问题时，主要明确，高温档是功率最大，低温档时功率最小，但用电器无论是处于高温档还是低温档，用电器接入电路的电压是一定的，故将分析档位问题转化为分析电阻问题．再结合欧姆定律、电功率的有关计算公式展开分析，得出答案． 探究点二利用焦耳定律解释生活现象 活动1：出示课件，展示问题，让学生交流、讨论阐明每一个小组的解题思路。 典例 2 小明家搞装修，为了美观，想把所有电线都埋藏在墙壁里（俗称走暗线）．小明在查阅有关资料时了解到：埋藏在墙壁里的电线，要整条铺设，不能在墙壁里中途接驳．请你运用电学的相关知识解释其道理．（提示：导线接驳处的电阻增大） 思路：由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比．导线接驳处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，而导线接驳处电阻比较大，由焦耳定律可知电阻大的产生的热量越多，据此分析。 解答：在家庭电路中，导线接驳处因接触不良，该处的电阻较大，因为导线接驳处与其他导线串联在电路中，所以通过的电流相等、通电时间相等，由公式Q=I2Rt可知接驳处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。 归纳总结：利用焦耳定律来解释生活中的相关现象时，首先从题意中获取信息，找出题意中的变量和定量，结合公式Q=I2Rt展开分析。 板书设计 第2课时焦耳定律的综合应用
一、知识和技能 知道焦耳定律并能熟练解决电热器的问题 二、过程和方法 根据焦耳定律能够大致计算生活中的电热器做功问题。 三、情感、态度、价值观 通过电热的利用和防止知识的学习，认识科学是有用的。
教学过程 一、复习预习 电流的热效应：电流通过任何一个导体，导体都要发热，把电能转化为内能，这种现象叫电流的热效应。电热器：利用电流的热效应来工作的用电器。 如何让电热器产生更多电热？ 同一电热器，通电时间越长，发热越多。〖可能与时间有关，t 越大，Q越大〗 电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。〖可能与电阻有关，R越大，Q越大〗
二、知识讲解 课程引入： 焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻斯特。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学。 1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流和电阻时的水温。通过实验他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。四年之后，俄国物理学家楞次进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此该定律称为焦耳定律。焦耳活到了七十一岁。1889年10月11日焦耳在索福特逝世。他一生用近四十年的时间探索“功和热量”之间关系”，不畏艰难，呕心沥血。他的事迹非常感人，后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。
考点/易错点1 焦耳定律 内容：电流通过导体所产生的热量与电流的平方成正比，与这段导体的电阻成正比，与通电时间成正比。意义：揭示了电热的计算方法。 公式：Q=I2Rt 单位：焦（J) 1J=1A2·Ω·s 说明：A.实验定律普遍适用于各种电路电热计算。 B.注意Q与R、I、t的“同体、同时性”关系。 C.落实Q与R、I、t的单位“统一性”原则。 拓展：结合欧姆定律：Q = U I t Q = U2 t/R D.推导公式只适用于纯电阻电路电热的计算。
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．2019年3月，中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性能，取得了国际超导科研领域的重大突破。利用石墨烯超导的零电阻特性进行远距离输电，将实现电能零耗损。其节能依据的原理是（） A．牛顿第一定律B．帕斯卡定律C．欧姆定律D．焦耳定律 【答案】D 【解析】 【分析】 利用超导进行远距离输电，因为超导体的电阻为零，根据焦耳定律公式可知，没有热量产生，即没有内能的损耗。 【详解】 A．牛顿第一定律是指一切物体在不受力的情况下，将保持静止状态或匀速直线运动状态，与题无关，故A不符合题意； B．帕斯卡定律是指加在密闭液体上的压强，能够大小不变地由液体向各个方向传递，与题无关，故B错误； C．欧姆定律是指一段导体通过的电流跟加在导体两端的电压成正比，跟导体的电阻成反比，与题无关，故C错误； D．焦耳定律是指一段导体产生的热量跟导体通过的电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟导体的通电时间成正比；所以当电阻为零时，导体没有热量产生，即电能零损坏，故D正确。 故选D。 2．将阻值为R甲=40Ω和R乙=10Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是_____。若将两电阻并联后接在4 V的电源上，1 min内两电阻产生的总热量为_____J。 【答案】R甲 120 【解析】 【分析】 【详解】 [1]已知R甲＞R乙，根据焦耳定律Q=2I Rt，两个电阻串联后，通过的电流相等，相同时间内，电阻R甲产生热量较多。 [2]两电阻并联，由Q=2I Rt,I=U R 得， Q 甲= 2 U t R 甲 = ()2 4V60s 40Ω ? =24J，Q乙= 2 U t R 乙 = ()2 4V60s 10Ω ? =96J 共产生的热量
人教版物理九年级第18章第4节《焦耳定律及其应 用》word教案 ●教学目标 1．知识与技能 ·明白电流的热效应。 ·明白焦耳定律。 ·明白利用和防止电热的场合和方法。 2．过程和方法 ·通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。 3．情感、态度与价值观 ·通过电热的利用和防止知识的学习，认识科学是有用的。 ·通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识。 ●教学重点 通过实验探究电流热效应跟哪些因素有关。. ●教学难点 组织指导学生在探究过程中认真观看、分析，并得出正确结论. ●教学方法 探究法、观看法、讨论法. ●教具预备 烧瓶、温度计、铜丝、电炉丝、导线、煤油、电源、电炉、电熨斗、热得快等电热器、投影仪. ●教材分析 “电与热”是电能和电功率之后的一个学习内容，在本章教材的编写顺序（电能——电功率——测量小灯泡的功率——电与热——电功率和安全用电）中起着承上启下的作用。电和热是学生生活中熟悉的用电器入手，使学生进一步认识电和热的关系，通过实验说明电热与电阻、电流、通电时刻都有关系（实验中专门好地运用了操纵变量和转换的研究方法），指出焦耳通过大量实验才于1840年得到精确的结果——焦耳定律，同时为了使学生加深对焦耳定律的认识，又从电能转化和欧姆定律推出了公式Q=I2Rt，这时启发学生从实验和理论两方面来学习、研究物理问题也有一定的作用。为了使学生对课程标准中的“在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比”有更深的明白得，教材在50页设计了“想想议议”问题。关于电热的利用和危害的防止，教材也是从生活实际动身，通过生活中两方面的事例加以说明。 ●课时安排 1课时 ●教学过程 （一）、引入新课 播放视频：电炉烧水 电热取暖器 电熨斗 ［师］这些用电器工作时有一个什么共同特点？ ［生］都要消耗电能。 ［生］都会产生热。
焦耳定律及应用 一、焦耳定律 1.电流的热效应：电流的热效应是指电流通过导体时电能转换为热能。焦耳定律是说明传导电流将电能转换为热能所满足的规律。 2.内容：电流通过导体产生的热量与电流的二次方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。 3.公式：Rt I Q 2= 其中：Q ——焦耳热——J ；I ——电流——A ；R ——电阻——Ω；t ——时间——s （1）由公式可知，s V A J 11)1(12??= （2）结合欧姆定律R U I =，可得t P t R U UIt Q ?===2 （3）注意：纯电阻电路中，求焦耳热，可用公式t P t R U UIt Rt I Q ?====2 2 中任意一个（具体用哪个公式解题较快应根据具体题目分析。一般的，如果几个电阻串联或电流相等时 用公式Rt I Q 2 =分析较快；如果几个电阻并联或电压相等时用公式t R U Q 2 =分析较快）；对于非纯电阻电路，求焦耳热只能用公式Rt I Q 2 =求解。相应的，如果求纯电阻用电器的热功率，可用公式R U UI R I P 2 2 ===热中任意一个；求非纯电阻用电器的热功率，只能用公式R I P 2=热求解。 二、应用 利用电流的热效应可以制成各种电热器，如：电烙铁、电熨斗、电炉、电烤箱、热水器、电孵化箱等。 1.求纯电阻用电器的焦耳热或热功率 焦耳热：t P t R U UIt Rt I Q ?====2 2 热功率：R U UI R I P 2 2 ===热 2.关于非纯电阻用电器的计算 ①焦耳热：Rt I Q 2 = 热功率：R I P 2=热
②电功：UIt W = 电功率：UI t W P == ③机械能：Q W W -=机 机械功率：热机P P P -= ④机械效率：%100%100?=?=P P W W 机机η