7焦耳定律
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《焦耳定律》教案《焦耳定律》教案「篇一」一、教材分析焦耳定律是重要的物理定律,它是能量守恒定律在电能和热能转换中的体现,本节在电学中是重要的概念之一。
二、教学目标(一)知识与技能1、理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功的公式,能进行有关的计算。
2、理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。
3、知道电功率和热功率的区别和联系。
(二)过程与方法通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养学生的分析、推理能力。
(三)情感、态度与价值观通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步渗透辩证唯物主义观点的教育。
三、教学重点难点【教学重点】电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。
【教学难点】电功率和热功率的区别和联系。
四、学情分析学生学好这节知识是非常必要的, A.重点:理解电功和电功率和焦耳定律。
B.难点:帮助学生认识电流做功和电流通过导体产生热量之间的区别和联系是本节的教学难点,防止学生乱套用公式。
C.关键:本节的教学关键是做好通电导体放出的热量与哪些因素有关的实验。
在得出了焦耳定律以后介绍焦耳定律公式及其在生活、生产上的应用五、教学方法等效法、类比法、比较法、实验法六、课前准备灯泡(36 V,18 W)、电压表、电流表、电源、滑动变阻器、电键、导线若干、投影仪、投影片、玩具小电机七、课时安排八、教学过程(一)预习检查、总结疑惑(二)情景引入、展示目标教师:用电器通电后,可以将电能转化成其他形式的能量,请同学们列举生活中常用的用电器,并说明其能量的转化情况。
学生:(1)电灯把电能转化成内能和光能;(2)电炉把电能转化成内能;(3)电动机把电能转化成机械能;(4)电解槽把电能转化成化学能。
教师:用电器把电能转化成其他形式能的过程,就是电流做功的过程。
电流做功的多少及电流做功的快慢与哪些因素有关呢?本节课我们学习关于电功和电功率的知识。
(三)合作探究、精讲点播1、电功和电功率教师:请同学们思考下列问题(1)电场力的功的定义式是什么?(2)电流的定义式是什么?学生:(1)电场力的功的定义式W=qU(2)电流的定义式I=教师:投影教材图2.5-1(如图所示)如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成电流I,在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少?学生:在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。
《焦耳定律》讲义一、引入在我们的日常生活中,电的应用无处不在。
从照明的灯泡到驱动各种电器的设备,电在为我们服务的同时,也伴随着能量的转化和消耗。
而焦耳定律,就是揭示电能转化为热能规律的重要定律。
二、焦耳定律的发现焦耳定律的发现并非一蹴而就,而是经过了一系列的实验和研究。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳(James Prescott Joule)通过大量的实验,坚持不懈地探索,最终得出了这一重要的定律。
焦耳的实验设计巧妙且严谨。
他通过让电流通过电阻丝,然后测量电阻丝产生的热量。
经过多次反复的实验和精确的测量,他发现电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比,与导体的电阻成正比,与通电时间成正比。
三、焦耳定律的表达式焦耳定律的数学表达式为:Q = I²Rt其中,Q 表示热量,单位是焦耳(J);I 表示通过导体的电流,单位是安培(A);R 表示导体的电阻,单位是欧姆(Ω);t 表示通电时间,单位是秒(s)。
这个表达式清晰地表明了电流、电阻和时间这三个因素与产生热量之间的定量关系。
四、焦耳定律的理解电流的平方(I²)的影响电流越大,产生的热量就越多。
这是因为电流越大,单位时间内通过导体横截面的电荷量就越多,电荷与导体内部原子、电子的碰撞就越剧烈,从而产生更多的热量。
电阻(R)的影响电阻越大,产生的热量也越多。
电阻是导体对电流的阻碍作用,电阻越大,电流通过时遇到的阻力就越大,电荷在导体中运动时的能量损耗就越多,转化为热能的也就越多。
通电时间(t)的影响通电时间越长,积累的热量就越多。
就像烧开水,持续加热的时间越长,水吸收的热量就越多,温度也就越高。
五、焦耳定律的应用在日常生活中的应用电暖器就是一个典型的例子。
电暖器中的电阻丝具有较大的电阻,当电流通过时,根据焦耳定律会产生大量的热量,从而实现取暖的目的。
还有电水壶,其内部的加热元件也是利用焦耳定律来将电能转化为热能,快速将水加热至沸腾。
第7讲焦耳定律【考点梳理】1.能量转化电炉通电时,能转化为能;电动机通电时,能转化为能;蓄电池充电时,能转化为能;电能转化成其他形式能的过程就是的过程,电流做功的多少电能转化为其他形式能的数量。
2.电功、电功率1、电功:即电流做功,实质:。
公式:W= = 。
2、功是能量转化的量度。
电流做功过程是能转化为能的过程。
3、电功率:定义:。
公式:P= 。
反映。
3.电热、热功率1、电热:电流通过导体产生的热量,微观解释:。
2、焦耳定律:内容。
公式:Q= 。
3、热功率:内容。
公式:P= 。
反映。
4、纯电阻电路和非纯电阻电路1、纯电阻电路:电路中只有电阻、电炉丝等发热元件。
通电后,电能全部转化为。
2、非纯电阻电路:电路中含有电动机、电解槽等元件。
通电后,电能一部分转化为内能,一部分转化为。
5、电功和电热的关系1、纯电阻电路:U IR,W Q,电功W= = = 。
电热Q= = = 。
能流图:2、非纯电阻电路:U IR,W Q,电功W= 。
电热Q= 。
其它能= 。
能流图:【例题讲解】1、不考虑温度对电阻的影响,对一个“220 V,40W”的灯泡,下列说法正确的是()A、接在110 V的电路上时的功率为20 WB、接在110 V的电路上时的功率为10 WC、接在440 V的电路上时的功率为160 WD、接在220 V的电路上时的功率为40 W2、已知如图,两只灯泡L1、L2分别标有“110V,60W”和“110V,100W”,另外有一只滑动变阻器R,将它们连接后接入220V的电路中,要求两灯泡都正常发光,并使整个电路消耗的总功率最小,应使用下面哪个电路?A.电功W=UIt等于电热Q=I2Rt电能内能电功W=UIt大于电热Q=I2Rt电能内能其它能LLR3:把两个相同的电灯分别接在图中甲、乙两个电路里,调节滑动变阻器,使两灯都正常发光,两电路中消耗的总功率分别为和,可以断定( )A 、〉B 、〈C 、=D 、、无法确定4:在研究微型电动机的性能时,应用如图所示的实验电路,当调节滑动变阻器R 并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50A 和2.0V ,重新调节R 并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数分别为2.0A 和24.0V ,则这台电动机正常运转时输出功率为 ( )A.32WB.44WC.47WD.48W5、 输电线的电阻共计10Ω,输送的电功率是100kw ,用400V 的低压送电,输电线上发热损失的功率是多少kw ?改用10kV 的高压送电,发热功率损失又是多少kw ?6、一盏电灯直接接在恒定的电源上,其功率为100W ,若将这盏灯先接上一段很长的导线后,再接在同一电源上,在导线上损失的电功率是9W ,那么此时电灯实际消耗的电功率将( )A 、大于91WB 、小于91WC 、等于91WD 、条件不足,无法确定【针对训练】:1、下列关于电功的说法中,错误的是( )A、导体内电场力移送电荷所做的功叫做电功B、电流做功的过程,就是电能转化为其他形式的能的过程C、电流做功消耗的能量,由电源来供给D、电功就是电能2.下列关于电功、电功率和焦耳定律的说法中正确的是( )A .电功率越大,电流做功越快,电路中产生的焦耳热一定越多B .UIt W =适用于任何电路,而t RU Rt I W 22==只适用于纯电阻的电路 C .在不是纯电阻的电路中,R I UI 2>D .焦耳热Rt I Q 2=适用于任何电路 3.一只电炉的电阻丝和一台电动机线圈电阻相同,都为R ,设通过它们的电流相同(电动机正常运转),则在相同时间内( )甲P 乙P 甲P 乙P 甲P 乙P 甲P 乙PA .电炉和电动机产生的热量相同B .电动机消耗的功率大于电炉消耗的功率C .电炉两端电压小于电动机两端电压D .电炉和电动机两端电压相等4、下图电路中,电灯L 1、L 2都标有“220V ,100W ”;电灯L 3、L 4都标有“220V ,40W ”。
中考物理焦耳定律的知识点1
(1)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。
(2)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
①串联电路中常用公式:Q=I2Rt。
Q1:Q2:Q3::Qn=R1:R2:R3::Rn
并联电路中常用公式:Q=U2t/R;Q1:Q2=R2:R1。
②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
③分析电灯、电炉等电热器问题时往往使用:Q=U2t/R=Pt
中考物理焦耳定律的知识点2
1、焦耳定律反映了电流热效应的规律,是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。
由公式Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量和电流强度I,电阻R及通电时间t有关,又因为产生的热量跟导体中电流强度的`平方成正比,所以,电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。
2、运用公式Q=I2Rt解决问题时,电流强度I的单位是安,电阻R的单位是欧,时间t的单位是秒,热量Q的单位才是焦耳,即各物理量代入公式前应该先统一单位。
用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。
因为电能还可能同时转化为其他形式,所以只有电流所做的功全部用来产生热量,才有成立。
3、电热器的原理是电流的热效应,它表现的是电流通过导体都要发热的现象,在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。
发热体是电热器的主要组成部分,它的作用是将电能转变为内能供人类使用。
第7讲焦耳定律姓名____________★知识要点★1、焦耳定律焦耳通过大量实验精确地确定了电流产生热量跟电流强度、电阻和时间的关系:电流通过导体产生的热量,跟电流强度的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电的时间成正比。
即:Q=I2Rt。
它适用于任何用电器热量的计算。
在仅有电流热效应存在的电路中(纯电阻电路),电能全部转化成了内能,而没有转化为其他形式的能,这时电流产生的热量等于电流所做的功。
即:Q=W。
再根据W=UIt和U=IR可推导得出Q=I2Rt。
焦耳定律的公式也可以表述为Q=U2t/R,用它解决某些问题比较方便,但必须注意它适用于只存在电流热效应的电路中。
问:观察上图,请判断这样使用插线板是否安全,可能导致怎样的后果?请简述理由。
2、电功和电热的关系:纯电阻电路:电阻R,电路两端电压U,通过的电流强度I。
电功:W= , 电热:Q= ,电热和电功的关系;表明:在纯电阻电路中,电功电热。
也就是说电流做功将电能全部转化为电路的非纯电阻电路:电流通过电动机M时:电功:W= ,电热:Q= ,电热和电功的关系: =机械能+ 。
表明: 在包含有电动机,电解槽等非纯电阻电路中,电功仍 UIt,电热仍I2Rt,但电功不再等于电热而是电热了。
3、探究课题:研究电流产生的热量与哪些因素有关装置及原理:组装了如图所示的实验装置,在两个相同的烧瓶中装满煤油,瓶中各放一根电阻丝,甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大。
通电后电流通过电阻丝产生热量使煤矿油的温度升高,体积膨胀,煤油上升的高度越。
实验过程:①接通电路一段时间,比较两瓶中的煤油哪个上升得高,实验结果是:瓶中的煤油上升得高。
这表明,电阻越大,产生的热量越多。
②在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后,调节滑动变阻器,加大电流,重做上述实验,通电时间与前次相同。
在两次实验中,比较甲瓶(或乙瓶)中的煤油哪次上升得高。
实验结果:在第二次实验中,瓶中煤油上升得较。
这表明,电流越大,电流产生的热量越多。
电流的热效应知识梳理:一、电流的热效应1、含义:电能转化成的内能(电流的热效应)2、探究影响电流热效应的因素①时间;②电流大小;③电阻大小研究方法: 与二、焦耳定律1、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。
2、计算公式:Rt I Q 2=(适用于所有电路) 在纯电阻电路中:t R U UIt Q W 2=== 注:①焦耳定律公式是由实验总结出来的,只要有电流通过导体,都可以用它来计算电流所产生的热量,即适用于任何用电器产生热量的计算。
②纯电阻电路:串联电路中常用公式:Rt I Q 2= ;并联电路中常用公式:t R U W 2= 计算总热量常用公式Q 总=Q 1+Q 2(无论用电器串联或并联)3、在电路中的特点: Q 1:Q 2=R 1:R 2 (串联与电阻成正比)Q 1:Q 2=R 2:R 1 (并联与电阻成反比)4、当用电器为纯电阻时,W =Q (电能全部转化成内能)特例:电动机为非纯电阻,W >Q 。
5、应用——电热器:①定义:利用电流的热效应而制成的发热设备。
②原理:焦耳定律③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。
④优点:清洁卫生没有污染、热效率高、方便控制和调节温度。
基础巩固:1、电流的热效应在科研、生产、生活中被广泛应用,如图所示是我们常见的家用电器,其中主要利用电流的热效应工作的是( )A .电视机B .电饭锅C .电冰箱D .电风扇2、关于如图所示实验的说法中错误的是()A.该实验研究的是电流的热效应B.实验中采用了控制变量法C.观察实验现象可知:在其它条件相同时,电阻越大产生的热量越少D.实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少(第2题)(第3题)3、为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关系,小明找来了如图所示的实验器材,小红问小明“水比较容易获得,干嘛不用水代替煤油”.对于这个问题,小明与他的同学给出了下列四种答案,你认为合理的是()A.因为煤油有颜色便于观察B.因为煤油有比较大的热值C.因为煤油有比较小的密度D.因为煤油有比较小的比热容4、如图所示,将三个相同的空烧瓶口分别用完全相同的气球密封,用三段阻值不同的电阻丝(R1<R2<R3)分别给三个烧瓶中的空气加热,通电一段时间后体积变化最大的气球是()A.a B.b C.c D.三个相同(第4题)(第5题)(第6题)5、小明和小华想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝,A瓶中的金属丝是铜丝,B瓶中的金属丝是镍铬合金丝,温度计显示煤油的温度.(1)这两个瓶中所盛煤油的质量应该.(2)小华问小明“水比较容易获得,干嘛不用水代替煤油?”对于这个问题,应该如何解释.(3)将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中,这是为了控制和相同.(4)实验过程中,小明和小华发现B瓶中温度计的示数升高的很快,而A瓶中温度计的示数几乎不变化.这是因为.(5)此实验的设计,除下应用了控制变量法,还应用了什么方法?答:.6、如图所示电路中,已知R1>R2,闭合开关S后()A.电流通过R1、R2产生的热量Q1<Q2 B.通过R1、R2的电流I1>I2C.R1、R2两端的电压U1>U2 D.R1、R2消耗的电功率P1>P27、电炉丝与导线串联接到电路里,通电后电炉丝热得发红,而与之相连的导线却不怎么热,由焦耳定律可知,造成上述现象的主要原因是( )A .通过电炉丝的电流比导线的电流小得多B .通过电炉丝的电流比导线的电流大得多C .电炉丝的电阻比导线的电阻小得多D .电炉丝的电阻比导线的电阻大得多8、把一台电动机接入电压220V 的电路中,通过电动机的电流5A ,电动机线圈的电阻为2Ω,1min 通过线圈的电流产生的热量为 .9、有2安培的电流通过一电阻器,在一定时间内产生一定的热量,如果电流增加到4安培,在相同的时间内产生的热量是前者的( )A .21倍B .41倍 C .4倍 D .2倍 10、已知电流I 安通过电阻R 欧,t 秒内产生的热量是Q 焦.如果电阻减半,电流变为原来的2倍,在相同的时间内产生的热量将是( )A .2QB .QC .Q/2D .8Q能力提升:一、影响电流热效应大小的因素1、如图是探究电流热效应的实验装置.烧瓶内装有质量和初温完全相同的煤油,铜丝和镍洛合金丝的长度、横截面积均相同,则( )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,两个瓶中温度计示数相同D .在乙图中,相同时间内,电流越大,温度计的示数升得越多2、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,下列分析正确的是( )A .甲、乙两次实验都应用了控制变量法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3、为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”,某同学将两段阻值不同的电阻丝R 1、R 2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并设计了如图所示的甲、乙两套装置,已知所用蓄电池电压相等且保持不变,R 1<R 2,装入烧瓶的煤油质量相等,下列有关此探究活动的各种表述,错误的是( )A.在此实验中,电流通过导体产生热量的多少是通过温度计示数变化的大小体现出来的B.甲装置可探究电流通过导体产生的热量与电阻是否有关C.比较相同通电时间内a,c两支温度计示数变化情况,可探究电流产生的热量与电流是否有关D.在相同的通电时间内,d温度计所在烧瓶中的电阻丝产生的热量最多(第3题)(第4题)4、小明和小华同学为了探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”,设计了如图所示的实际电路,两个烧瓶A、B中盛有等量、初温相等的煤油,R A与R B是阻值不同的电热丝.(1)R A与R B采用串联的方式,其目的是为了控制通电时间、相等.(2)小明同学为了比较R A与R B阻值的大小,用电压表分别测出R A与R B两端电压的大小,发现U A<U B,则R A R B(选填“>”“<”或“=”).(3)在相同的时间内,可通过观察来比较电流通过电热丝产生的热量多少;为了升温较快,试验液体选用煤油而不选水,主要是水的比热容比煤油(选填“大”或“小”).(4)通过实验,发现烧瓶B中煤油吸热多,这表明:在电流、通电时间相同的情况下,电阻(选填“越大”或“越小”),产生的热量越多.(5)小华想改装此实验装置用来“测量煤油的比热容的大小”,则他们应将烧瓶A中煤油换成与其(选填“质量”或“体积”)相等的水,并将电热丝R A换成的电热丝.测量时,水和煤油的初温均为t0,通电一段时间后,水和煤油的末温分别为t水、t ,请写出煤油比热容的表达式:c煤油=.(已知水的比热容为c水).煤油小明认为这样测量煤油的比热容会有较大的误差,原因主要有:.(只要写出一条即可)二、焦耳定律相关计算1、一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上,在5min内产生的热量是J.一支电烙铁标有“220V 40W”,在额定电压下通电10min产生的热量是J.2、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈电阻为2Ω,线圈中电流为10A.这台电动机正常工作10s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则()A.W=38000J,Q=2000J B.W=38000J,Q=38000JC.W=722000J,Q=2000J D.W=722000J,Q=38000J3、某导体电阻为10Ω,通电5min产生的热量是1200J,当通过该导体的电流增大为原来的2倍时,在相等时间内产生的热量是J.4、如图所示电路中,R1=20Ω,电路总电阻为12Ω,电流表示数为0.3A,请计算:(1)电源电压;(2)通电lmin电流通过R1产生的热量;(3)电阻R2的阻值.5、如图所示,电源电压为12V且保持不变,小灯泡L的规格为“6V 3W”,滑动变阻器的最大阻值为12Ω,电流表的量程为0﹣3A.(1)当开关S1、S2都断开时,小灯泡L恰能正常发光,R1的阻值为多大?在10min内电流通过R1所产生的热量是多少?(2)当开关S1、S2均闭合时,要使电流表安全使用,变阻器接入电路的阻值不得小于多少?R2消耗的最大电功率是多少?6、如图所示,电源电压为9伏,滑动变阻器上标有“2安、10欧”字样,电热丝额定电压和额定功率值分别为6伏和7.2瓦,容器内装有煤油100立方厘米,若电压表读数为5伏,加热时间为7分钟,问煤油的温度将升高多少度?(设电热丝放出的热量全部被煤油吸收,电热丝电阻不随温度而变,煤油的密度为0.8×103千克/米3,煤油比热为0.51卡/(克•℃).三、比值问题1、将一根电炉丝接在电路中,在时间t内产生的热量为Q1;如果将它对折后接在同一电路中,在相同时间内产生的热量为Q2,则Q1:Q2为()A.4:1 B.1:4 C.2:1 D.1:22、通过甲乙两个电热器的电流之比为1:2,通电时间之比为2:3,产生的热量之比为2:9,则甲乙的电阻之比为()A.3:4 B.4:3 C.2:3 D.3:23、如图所示电路中,电阻R1=2R2,当开关S闭合后,在相同时间内R1和R2上产生的热量之比是()A.1:4 B.1:2 C.2:1 D.4:1(第3题)(第4题)4、如图所示,两电阻R1=R2,电源电压相同,要使甲、乙两电路图中产生的总热量相等,则所需时之比t甲:t乙为()A.4:1 B.1:4 C.2:1 D.1:2课后作业:1、如图所示是探究焦耳定律的实验装置,除了灯丝电阻R 甲>R 乙外,其余条件均相同.开关闭合,电路接通后,下列对甲、乙两瓶的对比分析和判断.正确的是( )A .因为通过两电阻丝的电流相等,所以两电阻丝两端的电压相等B .因为通过乙瓶电阻丝的电流大,所以乙瓶的温度计示数变化快C .因为甲瓶中煤油的比热容要小,所以甲瓶的温度计示数变化快D .因为甲瓶中电阻丝产生的热量多,所以甲瓶的温度计示数变化快2、如图所示,在四个相同水槽中盛有质量相等和温度相同的纯水,现将阻值为R 1、R 2的电阻丝(R 1<R 2)分别按图中的四种方式连接放入水槽,并接入相同电源.通电相同时间后,水温最高的是( )A .B .C .D .3、甲电炉的电阻是乙电炉电阻的2倍,加在甲电炉的电压是加在乙电炉上电压的2倍,则在相同的时间里,甲电炉产生的热量与乙电炉产生的热量相比较( )A .乙是甲的2倍B .甲是乙的2倍C .甲是乙的4倍D .甲、乙产生的热量相等4、两个电阻R 1:R 2=3:2的电阻丝,通过的电流之比为I 1:I 2=2:3,在相同的时间内,它们产生的热量之比是( )A .3:2B .2:3C .1:1D .4:95、两根电热丝电阻分别是R 1=100Ω、R 2=40Ω,当将它们串联后接入某一电源使用时,相同时间内产生的热量Q 1:Q 2= .若将它们并联后接入某电源使用时,相同时间内产生的热量'1Q :'2Q = .6、将两只分别标有“PZ220﹣40”和“PZ220﹣60”的电灯并联在电路中,正常工作时通两灯的电流比为 ,两灯在相同时间内产生的热量之比为 .7、一个“220V ,1000W”的电炉,接到110V 的电源上使用,要求单位时间内产生的热量不变,可采用的方法是( )A .将电炉丝截去21B .将电炉丝截去41 C .将电炉丝对折后使用 D .将电炉丝三等分再并联使用8、有两根电热丝,R 1=mR 2,若单独用R 1对一壶水加热,则所需时间为t 0.若将这两根电热丝同时连入电路,则烧开同一壶水所需的最短时间为(不计热损失)( )A .01t m B .01t m m + C .011t m + D .01t mm +9、在探究“影响电流热效应的因素”的实验中:(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系,小明设计了甲图装置,在烧瓶内安装一根电阻丝,并插入一支温度计,该实验通过比较,来判断相同时间内不同电流产生的热量多少.下面的探究实例中,也是采用这种研究方法的是.A.探究电流与电压、电阻的关系B.用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻C.在探究影响动能大小因素的实验中,小车动能的大小通过木块移动的距离来比较.实验中烧瓶内液体小明选择了煤油而不是水,这样选择的理由是.(2)小明先测量烧瓶内液体的温度后,闭合开关,通电30s再测量烧瓶内液体的温度,得到温度的升高量填入表中;然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小,重复上述操作,获得第二组数据(见下表).实验次数电流/A 通电时间/s 电阻/Ω温度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出:同一导体,在通电时间相等时,电流,其产生的热量.(3)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系,可选择乙图中(填“A”或“B”)烧瓶中的电阻与中图中的烧瓶电阻(填“串联”或“并联”).(本题中,三个烧瓶中的液体质量相等)(4)小明提议利用上述实验装置改做“比较水和煤油比热容的大小”的实验,则他应选择乙图中(填“A”或“B”)烧瓶与甲图中的烧瓶并联,并将其中一烧瓶中的液体换成,水和煤油吸热的多少是通过(填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的.10、如图所示电阻R1为8Ω,R2为4Ω.求:(1)当开关S断开时,电流表的示数为0.5A,电压表的示数是多少?(2)当开关S闭合时,电流表和电压表的示数各是多少?通电5min产生多少J的热量?11、如图所示,R1=400Ω,R2的变阻范围是0—20欧姆,电源电压U=12V不变。
日期:CATALOGUE 目录•焦耳定律的基本概念•焦耳定律在生活中的应用•焦耳定律在工业生产中的应用•焦耳定律在科学研究中的应用•焦耳定律的实验验证与探究焦耳定律的基本概念010102它指出,在封闭电路中,电阻器中产生的热量与电流、电阻和时间成正比。
焦耳定律是定量描述电能和热能之间转换的物理定律。
焦耳定律的数学表达式为:Q = I²Rt其中,Q表示电阻器中产生的热量(焦耳),I表示通过电阻器的电流(安培),R表示电阻器的电阻(欧姆),t表示通电时间(秒)。
焦耳定律反映了电能转换为热能的本质,它告诉我们,当电流通过电阻器时,会因电阻而产生热量,产生的热量与电流的平方、电阻的大小和通电时间成正比。
焦耳定律的物理意义焦耳定律在生活中的应用02电饭煲利用焦耳定律进行加热,通过电能转化为热能,实现烹饪食物的目的。
加热方式温度控制保温功能电饭煲内置温度传感器和控制器,实时监测温度并控制加热功率,确保食物能够均匀受热。
当食物煮熟后,电饭煲会自动切换到保温模式,保持食物的温度和湿度,避免食物过快冷却。
030201电磁炉利用电磁感应原理产生涡流,将电能转化为热能,实现烹饪食物的目的。
加热原理电磁炉具有高效加热的特点,能够快速将锅具加热至高温,缩短烹饪时间。
高效加热电磁炉内置多重安全保护功能,如过热保护、过载保护等,确保使用安全。
安全性电动车使用多个电池组串联而成,每个电池组由多个电池单元组成。
电池组电动车的充电系统采用智能充电管理技术,根据电池组的特性自动调整充电电流和电压,确保电池能够安全、快速地充电。
充电管理电动车的电池管理系统通过监测每个电池单元的电压和温度,确保电池组之间的均衡性,延长电池使用寿命。
均衡性电动车的电池管理焦耳定律在工业生产中的应用03电炉的控制原理总结词:精确控温详细描述:焦耳定律在电炉控制系统中发挥着关键作用。
通过测量电炉的电阻和电流,可以计算出电炉产生的热量,从而实现对温度的精确控制。
焦耳定律名词解释1. 焦耳定律呀,简单来说就是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!就好比你冬天用的电暖器,电流越大、电阻越大、通电时间越长,那散发出来的热量就越多,哇,是不是很神奇?2. 焦耳定律哦,它就像是一个热量的魔法法则!你想想看,当电流在导体里流动时,热量就悄悄地产生啦。
就像你给手机充电时,手机会发热,这其中就有焦耳定律在起作用呢!3. 嘿,焦耳定律呢,其实就是在告诉你电流和热量之间的秘密关系呀!比如说电热水壶,它工作的时候,就是根据焦耳定律产生大量的热来把水烧开的呀,你说有趣不有趣?4. 焦耳定律呀,这可是个很重要的东西呢!就好像你跑步会累一样,电流通过导体也会产生热量这种“累”的效果。
像家里的电炉,不就是靠这个来发热做饭的嘛!5. 哇哦,焦耳定律呀,它可是解释热量怎么来的关键呢!好比夏天你吹的电风扇,电流通过电机产生热量,但同时风扇又把热量吹散了,这背后就是焦耳定律在主宰呢!6. 焦耳定律哟,它可是决定热量多少的法则呀!你看那些电灯泡,亮起来的时候会发热,这就是因为电流和电阻在按照焦耳定律产生热量呀,神奇吧!7. 哈哈,焦耳定律呢,不就是告诉你电和热之间的联系嘛!像吹风机,靠电流产生热量来吹干头发,这都是焦耳定律在默默工作呀!8. 焦耳定律呀,这简直就是热量生成的指南!好比你玩的电动玩具,里面的电池通过电线产生热量,这都是因为焦耳定律呀,你懂了吧?9. 哎呀呀,焦耳定律呀,它就是解释热量从何而来的定律呀!像电烤箱烤面包,就是利用了它,让面包变得香香脆脆的,是不是很厉害?10. 焦耳定律嘛,就是那个能让你明白电流怎么产生热量的定律呀!就像电饭煲煮饭,电流通过电阻产生大量的热把饭煮熟,你说这焦耳定律是不是很重要呢?我的观点结论:焦耳定律在我们的日常生活中无处不在,它让我们更好地理解和利用电与热的关系,真的是非常神奇又实用的定律呀!。
《焦耳定律》教案一、教学内容本节课的教学内容来自于初中物理教材第十章第三节《焦耳定律》。
该章节主要介绍了焦耳定律的内容、公式以及应用。
具体内容包括:1. 焦耳定律的定义:电流通过导体产生的热量与电流的平方、电阻和通电时间成正比。
2. 焦耳定律的公式:Q = I^2 R t,其中Q表示电流产生的热量,I表示电流强度,R表示电阻,t表示通电时间。
3. 焦耳定律的应用:通过实例分析,了解焦耳定律在实际生活中的应用,如电热器、电饭锅等。
二、教学目标1. 学生能够理解焦耳定律的定义和意义,掌握焦耳定律的公式。
2. 学生能够运用焦耳定律分析实际问题,解决与电流产生热量相关的问题。
3. 学生能够培养观察、思考、分析问题的能力,提高科学思维素养。
三、教学难点与重点重点:焦耳定律的定义、公式及应用。
难点:焦耳定律公式的记忆和应用。
四、教具与学具准备教具:黑板、粉笔、幻灯片、实验器材(电流表、电压表、电阻器、灯泡等)。
学具:教材、笔记本、荧光笔、练习题。
五、教学过程1. 实践情景引入:以电热器为例,让学生观察电热器通电时产生的热量,引发学生对电流产生热量的思考。
2. 讲解焦耳定律:在黑板上写出焦耳定律的定义和公式,并用粉笔进行重点标注。
3. 实例分析:通过幻灯片展示几个与焦耳定律相关的实例,让学生分组讨论并分析实例中电流产生热量的计算。
4. 随堂练习:发放练习题,让学生运用焦耳定律进行计算,教师巡回指导。
六、板书设计焦耳定律:Q = I^2 R t七、作业设计实例1:一个电流为2A的灯泡,电阻为100Ω,通电时间为10s,求电流产生的热量。
实例2:一个电流为3A的电热器,电阻为50Ω,通电时间为5s,求电流产生的热量。
2. 答案:实例1:Q = (2A)^2 100Ω 10s = 4000J实例2:Q = (3A)^2 50Ω 5s = 2250J八、课后反思及拓展延伸1. 课后反思:本节课通过实践情景引入,让学生对电流产生热量有更直观的认识。
焦耳定律,电阻定律
知识点1焦耳定律
1 电场力做的功称为电功;公式:W = qU = .电流做功的实质是将 转化成其他形式能的过程.电功率:P = W /t = .(该公式适合于一切电阻)
2电流经过导体时要产生热量。
焦耳定律:Q = ;热功率P = Q /t = .(该公式适合于一切电阻)
3 额定功率:用电器正常工作时的功率,此时用电器电压是额定电压。
实际功率:用电器实际工作时的功率。
实际功率≤额定功率。
4 纯电阻:电能完全转化为热能。
Q=W=I²Rt=U²/Rt=U It 。
P 电=P 热=UI=I²R=U²/R 非纯电阻:电能部分转化为热能。
W=UIt ≠I²Rt。
欧姆定律不成立。
P 电=UI ≠I²R≠ U²/R。
P 热=I²R≠UI ≠U²/R。
P 电= P 热+P 其他
知识点2 电阻定律
电阻定律:同种材料的导体,其电阻跟它的 成正比,与它的 成反比,导体的电阻还与构成它的材料有关;表达式:R = .ρ 称为 ,它反映导体的导电性能,是导体材料本身的属性;电阻率与温度的关系:金属导体的电阻率随温度升高而 ;半导体的电阻率随温度升高而
例1 灯L 1标有“6V 3W ”,灯L 2没有标记,但测得它的电阻是6 ,现将灯L 1和L 2串联在某电路中,灯L 1和L 2都能正常发光,则这个电路两端电压和L 2额定功率分别是( ) A . 12V 和1.5W B . 12V 和3W C. 9V 和1.5W D. 9V 和3W
练习1一个电灯L 1接在电压恒定的电源上,消耗的功率为40瓦,另一电灯L 2也接在这一电源上消耗的功率为60瓦,若将L 1和L 2串联后接在这一电源上,则两个灯消耗的总功率是( )
A . 100瓦
B . 50瓦 C. 24瓦 D. 20瓦
练习2 如图所示,把两相同的电灯分别拉成甲、乙两种电路,甲电路所加的电压为8V ,乙电路所加的电压为14V 。
调节变阻器R 1和R 2使两灯都正常发光,此时变阻器消耗的电功率分别为P 甲和P 乙,下列关系中正确的是( )
A .P 甲 > P 乙
B .P 甲 <P 乙
C .P 甲 = P 乙
D .无法确定
练习3如图8所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I -R 图象.现将甲、乙串联后接入电路中,则 ( )
A .甲电阻丝两端的电压比乙电阻丝两端的电压小
B .甲电阻丝的电阻率比乙电阻丝的电阻率小
C .在相同时间内,电流通过乙电阻丝产生的焦耳热少
D .甲电阻丝消耗的电功率比乙电阻丝消耗的电功率少
例2 如图5所示为一未知电路,现测得两个端点a 、b 之间的电阻为R ,若在a 、b 之间加上电压U ,测得通过电路的电流为I ,则该未知电路的电功率一定为
( ) A .I 2R
B.U 2R C .UI D .UI -I 2R
练习1 加在某电动机上电压是U,电动机消耗电功率为P,电动机线圈的电阻r,则电动机线圈上消耗的电热功率为()A.P B.U2/r C.P2r/U2 D.P–P2r/U2
练习2 如图所示的电路中,输入电压U恒为12 V,灯泡L上标有“6 V,12 W”字样,电动机线圈的电阻R M=0.5 Ω.若灯泡恰能正常发光,以下说法中正确的是()
A.电动机的输入功率为12 W
B.电动机的输出功率为12 W
C.电动机的热功率为12 W
D.整个电路消耗的电功率为22 W
练习3 在研究微型电动机的性能时,应用如图6所示的实验电路.调节滑动变阻器R并控制电动机停止转动时,电流表和电压表的示数分别为0.50 A和2.0 V
.重新调节R并使电动机恢复正常运转,此时电流表和电压表的示数
分别为2.0 A和24.0 V.则这台电动机正常运转时输出功率为()
A.32 W B.44 W C.47 W D.48 W
例3一台小型电动机在3 V电压下工作,用此电动机提升所受重力为4 N的物体时,通过它的电流是0.2 A.在30 s内可使该物体被匀速提升3 m.若不计除电动机线圈生热之外的能量损失,求:
(1)电动机的输入功率;
(2)在提升重物的30 s内,电动机线圈所产生的热量;
(3)线圈的电阻.
练习1 如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图.电动机内电阻r= 0.8 Ω,电路中另一电阻R = 10 Ω,直流电压U = 160 V,电压表示数U V = 110 V.试求:(g取10 m/s2)
⑴通过电动机的电流;
⑵输入电动机的电功率;
⑶若电动机以v = 1 m/s匀速竖直向上提升重物,求该重物的质量?
例3 有一段长1 m的电阻丝,电阻是10 Ω,现把它均匀拉伸到长为5 m的电阻丝,则电阻变为()
A.10 ΩB.50 ΩC.150 ΩD.250 Ω
练习1 关于材料的电阻率,下列说法中正确的是( )
A.把一根长导线截成等长的三段,则每段的电阻率都是原来的1/3
B.材料的电阻率随温度的升高而增大
C.纯金属的电阻率较合金的电阻率小
D.电阻率是反映材料导电性能好坏的物理量,电阻率越大的导体对电流的阻碍作用越大
练习2 两根完全相同的金属裸导线,如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍,把另一根对折后绞合起来,然后给它们分别加上相同电压后,则在相同时间内通过它们的电荷量之比为()
A.1∶4 B.1∶8 C.1∶16 D.16∶1
练习3如图所示,均匀的长方形薄片合金电阻板abcd,ab边长为L1,ad边长为L2,当端点1、2或3、4接入电路时,R12:R34是 ( )
A.L1:L2
B. L2:L1
C.1:1
D.L12:L22
练习4 如图所示,R1和R2是同种材料、厚度相同、表面为正方形的导体,但R1的尺寸比R2的尺寸大.在两导体上加相同的电压,通过两导体的电流方向如图,则下列说法中正确的是()
A.R1中的电流小于R2中的电流
B.R1中的电流等于R2中的电流
C.R1中自由电荷定向移动的速率大于R2中自由电荷定向移动的速率
D.R1中自由电荷定向移动的速率小于R2中自由电荷定向移动的速率
例4 某个由导电介质制成的电阻截面如图所示.导电介质的电
阻率为ρ,制成内、外半径分别为a和b的半球壳层形状(图
中阴影部分),半径为a、电阻不计的球形电极被嵌入导电介质
的球心成为一个引出电极,在导电介质的外层球壳上镀上一层
电阻不计的金属膜成为另外一个电极.设该电阻的阻值为R.下
面给出R的四个表达式中只有一个是合理的,你可能不会求解
R,但是你可以通过一定的物理分析,对下列表达式的合理性
做出判断.根据你的判断,R的合理表达式应为()
课时总结:
所有的电阻电功率P=UI,所有的电阻热功率P=I2R.纯电阻与非纯电阻的区别在于纯电阻“电即是热,热即是电”,电功率与热功率公式能够通用,欧姆定律成立。
而非纯电阻
“电即是电,热即是热”,电功率与热功率公式不能够通用,欧姆定律不成立。
作业1如图所示的电路中,L1、L2为“220V、100W”灯泡,L3、L4为“220V,40W”灯泡,现将两端接入电路,其实际功率的大小顺序是
()
A.P4>P1>P3>P2B.P4>P1>P2>P3
C.P1>P4>P2>P3D.P1>P4>P3>P2
2 如图K20-5所示,内电阻为4.4 Ω的电解槽和标有“110 V,60 W”的灯泡串联后接在电压为220 V的直流电路两端,灯泡正常发光,则()
A.电解槽消耗的电功率为120 W
B.电解槽的发热功率为60 W
C.电解槽消耗的电功率为60 W
D.电路消耗的总功率为60 W
3 如图8所示的电路中,电源的输出电压恒为U,电动机M线圈电阻与电炉L的电阻相同,电动机正常工作,在相同的时间内,下列判断正确的是() A.电炉放出的热量与电动机放出的热量相等
B.电炉两端电压小于电动机两端电压
C.电炉两端电压等于电动机两端电压
D.电动机消耗的功率等于电炉消耗的功率
4 把两根同种材料的电阻丝分别连在两个电路中,A电阻丝长为L,直径为d,B电阻丝长为3L,直径为3d.要使两电阻丝在相同时间内产生的热量相等,加在两电阻丝上的电压之比应当满足()
A.U A∶U B = 1∶1 B.U A∶U B = 3∶1
C.U A∶U B = 3∶3 D.U A∶U B = 3∶4
5 如图所示,两段材料相同、长度相等、但横截面积不等的导体接在电路中,总电压为U,则
①通过两段导体的电流相等
②两段导体内的自由电子定向移动的平均速率不同
③细导体两端的电压U1大于粗导体两端的电压U2
④细导体内的电场强度大于粗导体内的电场强度
A.①
B.①②
C.①②③
D.①②③④
6有一用半导体材料(半导体的电阻率随温度的升高而降低)制成的电炉,那么能较正确反映通过电炉的电流强度I与电炉两端电压U之间变化的图线是图中的()。