下载文档原格式
第四节 焦耳定律教学目标：（1）知道电流的热效应（2）知道焦耳定律（3）知道电热的利用和防止教学重点：通过探究，知道电流的热效应与那些因素有关教学难点：探究实验中“控制变量”的应用知识点一：电流的热效应（1）电流三大效应：热效应 磁效应 化学效应（2）热效应：电流通过导体时，电能要转化成热，这个现象叫做电流的热效应。
（3）利用电流热效应工作的用电器叫做电热器，如电炉、电热水器等（4）任何用电器，只要有电阻存在，电流通过时都会发热，如果电阻为零（如超导体）。
则没有电流的热效应产生。
例题讲解：例1、（2007•防城港）小强家新买了一个电热水壶，使用前小强细读电热水壶的铭牌（如下 图）．他理解错误的是（ ）A.电热水壶正常工作时的电压为220VB.电热水壶工作时实际消耗的功率都是400WC.电热水壶每次烧水时最多只能盛水500mlD.电热水壶应接在电压为220V ，频率为50Hz 的交流电源上使用解析：由铭牌可知，电热水壶额定电压为220V ，额定功率为400W ，电热水壶最大容量500ml ，交流电频率为50Hz ．A 、C 、D 正确，B 错误．答案：B ．例2、下列事例中，不属于利用电热的是（ ）A 、用电饭锅煮饭B 、用电熨斗熨衣服C 、用电热孵卵器孵小鸡D 、电视机设置散热窗解析：通过电流做功使电器发热，我们可以利用电热但有时还要防止电热．A 、B 、C 三个都是利用电热为我们工作，D 是防止电视发热过多而损坏电器，故设置散热窗．故D 不是电热的利用，答案：D ．跟踪练习：1、电热壶的工作原理是利用了电流的 效应．利用电热壶烧水时，将电能转化为 能，使水烧开．给手机电池充电，这是将 能转化为 能．2、关于电热的利用，下列说法中正确的是（ ）A 、电热对我们来说总是有利的B 、电热对我们来说总是不利的C 、电饭锅是利用电流热效应的原理制成的D 、电视机工作过程中没有产生电热答案：1、解析：电流的热效应是指导体通电时会发热的现象，它的一个应用是电热壶，它 将电能转化为内能，而蓄电池充电时，是把电能转化为化学能． 答案：热；电；内； 电；化学2、解析：电热是指电流通过导体时会产生热量的现象，对于我们的生活 也有利也有害．A 、说法错电热水壶铭牌 额定电压 220V 额定功率 400W 容量 500ml 频率 50Hz误，电热会造成导线温度上升，引发事故．B 、说法错误，利用电热可以取暖．C 、说法正确，电饭锅是利用电流热效应的原理制成的．D 、说法错误，电视机工作过程中会产生电热． 答案：C知识点二： 探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关研究方法：①控制变量法:探究电热与电阻的关系，要保持电流和时间相等，改变导体的电阻，把阻值不同的电阻串联，比较产生热的多少。
2021-2021人教版物理九年级课时练习(第十八章电功率〕第4节焦耳定律学号班级姓名1. 小明用如图甲和图乙所示的实验装置分别探究“电流通过导体产生的热量与电阻、电流的关系〞。
(1)图甲所示实验中通过温度计示数的变化来比拟电流产生的热量的多少。
(2)图甲中，为了便于比拟两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，a、b两瓶中要装入初温和质量一样的煤油，其中a瓶中煤油的温度升高得快。
(R镍铬合金丝>R锰铜丝)(3)图甲中，实验中选用煤油而不用水的原因是煤油的比热容小，吸热一样时，温度升得高，实验现象明显。
(4)用如图乙所示的实验装置探究，得到的结论是在电流和通电时间一样时，导体电阻越大产生的热量越多。
(5)本实验中的探究方法是控制变量法和转换法。
【解析】(1)两电阻丝产生热量的多少是通过温度计示数的变化反映出来的。
(2)探究两种电阻丝通过电流后产生热量的多少时，应控制煤油的质量和初温一样；由图可知，此时电流一样，a的电阻要大于b的电阻，由焦耳定律可知，a 产生的热量多，温度升得高。
(3)假设将烧瓶中装水，那么由Q＝cmΔt可知：一样质量的水和煤油，吸收一样的热量时，由于水的比热容较大，温度升高的度数少，温度计的示数变化不明显。
(4)在电流和通电时间一样时，导体电阻越大产生的热量越多。
(5)为保证通过两个电阻的电流总是相等，电阻串联；同时保证了它们的通电时间也相等，导体中产生的热量就只与电阻有关了，为此采用控制变量法；煤油吸热的多少是通过温度计示数的变化来反映的，这是采取的转换法。
2.在如下图的电路中，电源电压不变，当开关S 1、S 2都闭合时，电压表V l 、V 2的示数之比为5∶3；当开关S 1闭合，S 2断开时，电压表V 1、V 2的示数之比为3∶2。
在后一种情况下，一样通电时间内，电阻R 1与R 2产生的热量之比为( D )A ．2∶1B ．1∶3C ．3∶2D ．2∶3【解析】 当开关S 1、S 2都闭合时，R 1与R 2串联，电压表V 1测电源的电压，电压表V 2测R 2两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，且总电阻等于各分电阻之和，所以，由I ＝U R 可得：U V 1U V 2＝I 1(R 1＋R 2)I 1R 2＝R 1＋R 2R 2＝53，解得：R 1R 2＝23； 当开关S 1闭合，S 2断开时，电压表V 1测电源的电压，电压表V 2测R 2和R 3两端的电压之和，因串联电路中各处的电流相等，所以，由Q ＝I 2Rt 可得，一样通电时间内电阻R 1与R 2产生的热量之比：Q 1Q 2＝I 2R 1t I 2R 2t ＝R 1R 2＝23，应选D 。
人教版初中物理 九年级物理第十八章《焦耳定律》练习题 学校：__________ 姓名：__________ 班级：__________ 考号：__________ 题号 一 二 三 四 总分 得分
评卷人 得分 一、选择题
1．将两电热丝R1、R2串联起来，接在电路中。若R1＞R2，则先被点燃的火柴是 .......... ( ) A．电热丝R1上的火柴 B．电热丝R2上的火柴 C．两电热丝上的火柴同时被点燃 D．无法确定 2．把两段阻值相等的电热丝串联后接在电源上，在时间t内电流做功为W1，若把它们并联后接在同一电源上，在时间t内电流做功为W2，则W1和W2之比为 （ ） A．4：1 B．2：1 C．1：4 D．1：2 3．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220V的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（ ） A．电烙铁 B．电视机 C．电风扇 D．一样多 4．电炉通电后不久电炉丝就会热得发红，而与电炉丝相连的导线却不是很热，主要原因是（ ） A．通过导线的电流较大 B．通过电炉丝的电流较大 C．导线的电阻比电炉丝的电阻小，相同时间内产生的热量较小 D．电炉丝的电阻比导线的电阻小，相同时间内产生的热量较. 5．当温度降低到很低时，某些金属的电阻会突然消失，这种现象称为超导现象，假如所有导体都没有了电阻，当用电器通电时，下列说法正确的是（ ） A．白炽灯仍能发光 B、电动机仍能转动 C．电饭锅仍能煮饭 D、电熨斗仍能熨衣服. 6．电熨斗的电路如图所示，它的旋钮上设有“关”、“低”、“中”、“高”四档。当你选用“高”档时，它的接线正确的是 ............................................................................. （ ）
R1 R2 火柴 7．如图是一种恒温式电烙铁的电路图，在不用电烙铁焊按时，断开开关S，使它处于保温状态需要焊接时，闭合开关S就能很快达到焊接温度．若电烙铁的规格是“220V 40W”，且R′＝R．则保温时电路消耗的总功率为 ................................................... （ ）
A．20W B．40W C．60W D．80W 8．将规格都是“220V 200W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列有关电流通过它们产生热量的说法中，正确的是 ..... （ ） A．电风扇产生的热量最多 B．电视机产生的热量最多 C．电烙铁产生的热量最多 D．三者产生的热量一样多 评卷人 得分 二、填空题
9．把一个阻值为10Ω的导体接到某电源上，通过它的电流是2A，则在10s内导体产生的热量为 J。 10．一只灯泡接在照明电路中，通过灯丝的电流强度是100mA，通电20min的过程中，有 焦耳的电能转化成了热能和光能。 11．通过110Ω的电阻丝的电流是2A，产生4400J的热量，通电时间是__________秒，电阻丝两端的电压是__________V。 12．如果将一个阻值为6Ω的电阻丝接在安全电压上，1min最多可产生 J的热量如果将电源电压调至18V，通过电阻丝的电流为 A 13．在今年初抗击冰雪灾害时，湖南郴州市电业局专家们采用电流短路融冰――让两条导线人为短路，从而使高压输电线发热融冰，（通过变压器把高压电变成低压大电流，从而达到融冰效果）。 短路融冰在湖南是防止冰雪灾害事故的主要手段，有完整的组织和技术体系。根据以上资料所提供的信息，其中专家们采用“电流短路融冰”运用了__________________物理知识输电导线上冰的形成过程主要是 现象。 14．把两个电阻R1、R2串联在电路中，R1＝6Ω，R2＝9Ω。在相同通电时间内，通过R1、R2的电荷量之比为 电流通过R1、R2产生的热量之比为 。 15．电流通过电机产生的热量是有害的，因此要在电动机外壳设计________，在电视机后盖上设计________。但家用电器若长时间停用，应隔一段时间通电一次，这样做对维修家电有好处，你知道其中的原因吗？_______________________。 16．如图是某电热器的电路示意图，R1、R2为电热器发热电阻丝，若R1＝R2＝60.5Ω，则电热器在旋钮开关接触点“2”时通电1min产生的热量是_____________J。现小明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起火灾。该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的_________点处。
17．通过一导体的电流为2安，1秒内通过该导体横截面的电量为________库，若此时导体两端的电压为12伏，其电阻为________欧电流通过该导体时做功为________焦。若减小导体两端的电压，该导体的电阻将________（选填“变小”、“不变”或“变大”）。 18．小宇和小刚想利用如图所示的装置来探究“导体产生的热量与其电阻大小的关系”。两只相同的烧瓶中装有适量的煤油。烧瓶A中浸泡着一段铜丝，电阻较小：烧瓶B中浸泡着一段镍铬合金丝，电阻较大，温度计显示煤油的温度。 (1)为保证实验科学合理，两个烧瓶中所装煤油的质量应该________。 (2)实验中，小宇和小刚发现B烧瓶中温度计的示数升高得快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量________。
19．如图是探究电流产生热量与电阻关系的电路，R1＝5，R2＝10，闭合开关后，电流表示数为1A．通过电阻R1的电流是 A，通过电阻R2的电流在10s内产生的热量是 J． 评卷人 得分 三、实验探究
20．某同学用如图所示装置研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”．图中两个烧瓶内盛有等量等温的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小．
(1)闭合开关S后，通过两金属丝的电流是 (选填“相等”或“不相等”)的． (2)通电一段时间后，可以观察到A瓶中温度计的示数 (选填“大于”、“小于”或“等于”)B瓶中温度计的示数． (3)由上述实验可以知道，在电流和通电时间相同时，导体电阻越大，产生的热量 。
21．我们知道：“电流通过导体时产生的热量，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。”这就是焦耳定律，用公式可表达为：Q＝I2Rt。小明想通过实验验证这个规律中Q与R的关系，他设计了图（甲）、（乙）所示的两个实验，他的方法是用电阻丝给烧瓶中的煤油加热，然后观察插在煤油中的温度计示数，就可以对比电阻丝放热的多少。请你应用所学知识分析回答下列问题： (1）他应该选用实验电路________来完成他的验证实验（选填“甲”或“乙”）。 (2）如果他采用实验电路（乙），已知两个电阻丝的电阻大小关系是R3＜R4，那么闭合开关后，经过相同的时间，温度计c和d中示数变化较大的应该是_______。 22．如图所示是小明探究影响电流热效应的实验电路连接情况，开关闭合一段时间后，他发现两瓶煤油中的液面都没有改变，小明断定电路中出现了断路，于是他用电压表开始检查断路位置。请回答有关他检查断路故障的问题：（说明：电源完好，电路只有一处断路故障。）
(1）你认为他应依次检查哪些位置？ (2）请把检查某一位置是否断路时电压表接入的位置，以及可能观察到的现象和相应的结论填入下面记录表格中。 电压表接入位置 可能观察到的现象 结论
(3）若不用电压表，用其他器材也能检查电路故障。你选用的其他检验器材是：________________________。请把用其他器材检查某一位置是否断路时接入的位置，以及可能观察到的现象和相应的结论填入下面记录表格中。 电压表接入位置 可能观察到的现象 结论
23．为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如下图所示的家甲、乙两种装置，他将两端阻值不同的电阻丝(R1＜R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。 (1)在这个实验中，电流产生的热量多少是通过 体现出来的，像这种用能直接观测的量来显示不容易直接观测的量的方法叫“转换法”，这种方法在物理学研究中经常用到，请举一例： (2)甲装置可探究电流产生的热量与 的关系。 (3)在装置甲、乙的来两次实验中，通过比较相同时间里气球B与D的变化情况可探究电流产生的热量与 的关系。 (4)在甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与气球 (填气球字母标号)相通的电阻丝产生热量最多。 (5)教材上的实验装置如图丙所示(烧瓶与图中的相同)。比较甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置是 ，理由是：
评卷人 得分 四、论述计算题
24．现有一只“6V，3.6W”的小灯泡，一个9V的电源，一个开关，一个接线夹，导线若干，还有一段电阻丝(每厘米的阻值是0.5欧)。求： ⑴利用上述器材组成一个调光电路，设计出你的电路，说出你的办法。 ⑵在保证不损坏灯泡的情况下，接入电路中的电阻丝的长度至少为多少厘米?
25．在电压不变的电源上，接入一个可调温度的电热器，电热器内部有两个阻值不等的电热丝，当两根电热丝串联使用时，电热器消耗的电功率为220W，当使用其中一根阻值较大的电热丝时，电热器消耗的功率为275W，若两根电热丝同时并联使用，电热器通电10秒钟产生的热量为多少焦?
