初中物理九年级第十八章焦耳定律和电功率综合讲义

1、初中物理九年级第十八章焦耳定律和电功率综合讲义15 / 14授课内容C-焦耳定律C-电路类型T-电功率检测星级 教学目的与目标1、能根据焦耳定律解决电热综合题；2、能在实际电路中选择合适公式解题；C一焦耳定律知识点睛一、探究电热的影响因素1、提出问题：电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?2、猜想与假设：电流通过导体时产生热的多少跟3、设计实验：电流通过导体时产生的热量与电阻的关系要控制电流通过导体时产生的热量与电流的关系要控制4、进行实验：(1)电流通过导体时产生的热量与电阻的关系：在(2)电流通过导体时产生的热量与电流的关系：在5、分析论证、得出结论：结论1.在通电电流和通电时间相同的

2、条件下，结论2.在电阻和通电时间相同的条件下， 结论3.在通电电流和电阻相同的条件下， 二、焦耳定律因素有关。相等。相等。.相同时，电阻越大，电阻产生的热量 相同时，电流越大，电阻产生的热量 。1、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2、公式：Q=I2Rt3、当电流做的功全部转化为内能时：工U 212c由于W=UIt , U=IR 所以Q W UIttIRtR问题：电吹风工作时，消耗了 1000J的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J吗？ 三、电功（W）与电热（Q）的区别与联系纯电阻用电器 W=Q非纯电阻用电器 W>Q 热量 Q=

3、I2Rt 其它形式能 W-Q回答：导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？拓展：额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？四、电热利用和电热防止巩固练习一、选择题1.关于电热的利用，下列说法中错误的是（）A.电热对我们来说总是有利的B.电视机、收音机上开小孔是为了散热C.电饭锅是利用电流热效应来工作的D.梅雨季节可用电热给电视机驱潮答案：A2 . 一台“220V60W的电风扇、一盏 “36V60W的白炽灯和一只 “ 110V 60W的电热器各自在额定电压下工作

4、，比较 它们相同通电时间内产生的热量是（）A.电风扇最多B.电热器最多C.白炽灯最多D.三者一样多答案：B3 .电炉丝通电后热得发红，而跟电炉丝连接的铜导线却不怎么热，这是因为（）A.通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大B.铜导线的电阻小，因而产生的热量少，而电炉丝电阻大，产生的热量多C.铜导线有绝缘层，所以不怎么热D.铜导线比电炉传热快，所以不容易热答案：B4.下面实验是研究电热与电流关系的是（）A .把两段不同的电热丝串联后，分别放在质量和初温均相同的煤油瓶中，通电后，比较油瓶中的煤油上升的温度B .把两根相同的电热丝放在质量和初温相同的煤油中，通过相同的电流，通电时间不同，比较煤油瓶中的

5、煤油上升的温度C.把两根相同的电热丝放在质量和初温相同的煤油瓶中，分别通过不同的电流，通电时间相同，比较煤油瓶中的煤油上升的温度D.把两根不同的电热丝并联，分别放在质量和初温相同的煤油瓶中，通电时间相同，比较煤油瓶中的煤油上升的温度答案：C5. （2013乐山）下列关于如图1所示实验的说法中错误的是（）图1A.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，电流做功放出的热量越少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答案：C6.小明家新买一规格为 “800W勺电热水壶，他经过几次使用后发现：晚饭后烧开一壶水总

6、比早晨烧开一壶水所用的时 间长，你认为主要原因是（）A.晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端的电压B.晚间大气压升高，水的沸点升高，需要的热量比早晨多C.晚间环境温度比早晨的温度偏低D.晚间烧水时热量散失比早晨多答案：A7.在电学中有这样一个问题：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和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？对此同学甲这样解释：因为导线电阻很小， 电炉丝电阻很大，根据焦耳定律，Q=I2Rt,电流相同,时间相同，热量与导体电阻成正比。同学乙解释为：因为导线电阻很小，电炉丝电阻很大，所以电炉丝两端电压比导线两端电压大得多，电流通过导体产生的热量Q=W=UIt

7、 ,根据该式，在I、t相同时，热量与导体两端电压成正比。对于同学甲和同学乙的解释，下列观点正确的是（）A.同学甲和同学乙的解释都不正确B.同学甲和同学乙的解释都正确C.同学甲的解释正确，同学乙的解释不正确D.同学甲的解释不正确，同学乙的解释正确答案：B8.小明家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝搭在一起，电热毯仍能使用，但不久又会在搭接处烧断.会在搭接处烧断的原因是（）A.电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热8 .电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热C.电阻丝上搭接处电流比其它处电流小，造成局部过热D.电阻丝上搭接处电流比其它处电流大，造成局部过热答案：B9 .白炽灯泡的灯丝常在开灯

8、的瞬间烧断，其原因是在开灯的瞬间（）A.灯泡上的电压特别大，因而电流也很大B.灯丝的电阻比较小，因而电流很大C.灯丝的电阻特别大，产生的热量特别大D.灯丝低温时比较脆答案：B10.阻值为R的电阻丝，接到电源上 6分钟烧开一壶水，现在用两根同样的电热丝串联起来，烧同样一壶水，需要的 时间是（不考虑热损失）（）A. 12分钟 B. 4分钟 C. 8分钟 D. 6分钟答案：A11 .把一台电动机接入电压为 220V的电路中，通过电动机的电流为5A,电动机线圈的电阻为 2Q, 1min通过线圈的电流产生的热量为（）A . 1452000J B. 3000JC. 66000J D. 50J答案：B二、填

9、空题12 .由于电流的 效应，当电流通过电阻时会产生热量。一根 60的电阻丝接在36V的电源上，通过电阻 丝的电流为 A,在10min内产生的热量为 J。答案：热效应0. 6A 1. 296X104J13 .额定功率为1000W的电热水壶正常时，将质量为1.5kg的水从20 c加热至100C,耗时10min,则水要吸收 J 的热量，水壶消耗电能为 J,该水壶的效率为 。答案：5. 04M05J6M05J84%14 .如果给串联的节日彩灯电路中串联入一个跳泡，它会使电路不断的通、断，使整串彩灯一会儿亮，一会儿灭，一闪一闪的，十分好看。跳泡的结构如图2所示：在常温下，中间竖立的双金属片和旁边的倒L

10、形引线挨在一起，如图甲所示；通电后，电流经双金属片通入灯丝，使跳泡发光。由于跳泡内的灯丝发光，双金属片受热变弯，离开原来的位置，使电路切断，如图乙所示；没有电流通过，双金属片冷却恢复原来形状，又使电畔接通。现有一串这样的节日彩灯接在电源上(电源电压一定)，忽然其中几只彩灯熄灭了，其余彩灯虽仍然一亮一灭的发光，但闪光的频率却比原来快了。(1 )那几只熄灭的彩灯不亮的原因是 ;( 2 )其余彩灯闪光频率加快的原因是答案：(1)熄灭的彩灯发生短路；(2)几只彩灯由于短路而熄灭，使整串彩灯的总电阻变小，电路中电流变大，跳泡 发热加快，使双金属片达到切断电路的温度的时间变短。三、解答题15 .电熨斗往往

11、采用如图 3所示的电路来保温：(1)电熨斗正常使用时开关 S应断开还是闭合？(2)如果熨斗的电阻丝 R的额定功率为400W,灯L标有“PZ22O100”，则当电熨斗处于保温状态时电阻丝R的实际功率是多大？此时整个电路的功率是多大？此时电路总功率比电熨斗正常发热时的功率少了多少？(不考虑温度对灯丝电阻的影响)R qL(X)220 V答案：(1) S闭合 (2)16 . (2013年玉林防城港)如图 4所示是一台电热水器铭牌上的部分信息。请根据铭牌提供的信息解答下列问题：c水=4. 2X103J/(kg? C)(1)若给该电热水器装满水进行加热，使水的温度从22c升高到62 C,求水吸收的热量。(

12、2)如果电热水器正常工作时，所产生的热量有80%被水吸收，则上一问题中给水加热的时间是多少？(3)当电热水器通电后水温达到最高时，为什么与电热水器连接的铜导线却不怎么热？ iTioi额定功率：2000W额定电压：220V保温温度：78 *C图4答案：(1) 1. 68X106J; (2) 1050s； (3)导线与电热丝是串联的，电流相等，但铜导线的电阻很小，根据焦耳定律，在相同时间内产生的热量比电热丝少的多。回顾小结吾日三省吾身)、本节课我做的比较好的地方是:、我需要努力的地方是：«I酷C电路类型知识点睛一、纯电阻电路：电能全部转化为内能，不对外做功。纯电阻电路中只有电阻、电源、导

13、线，电能不能转化为热能以外 的能量形式。如：如白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、电热毯、电熨斗、转子被卡住的电动机等电路。此时：电功等于电热，即W=Q = Pt=UIt = I2Rt=U2 t /R电功率等于热功率，即 P=UI = I2R=U2/R二、非纯电阻电路：电能一部分转化为内能，一部分转化为其他形式的能。如：电动机、电风扇、电冰箱、电磁炉、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等，除了发热以外，一部分电能还要转化为机 械能等另外的能量。此时：W>Q (UIt>I2Rt)电功率包含热功率， P=UI为电功率，P，=I2R为热功率，有 P>P'.注意：1、在非纯电阻电路中，U

14、2t/R既不能表示电功，也不能表示电热，因为欧姆定律不再成立.2、不要认为有电动机的电路一定是非纯电阻电路，当电动机不转动时，仍为纯电阻电路，欧姆定律仍适用，电 能全部转化为内能.只有在电动机转动时为非纯电阻电路，U>IR,欧姆定律不再适用，大部分电能转化为机械能.巩固提高1、小明家有一台农副产品加工用的电动机，工作 2h消耗2度电，对此有下列说法，你认为正确的是()A.电流通过电动机做了 7.2 106J的功B.这些电能全部转化动能C.电流通过电动机做功少于 7.2 106JD.电能转化为动能小于 7.2 106J2、一台“220V60W的电风扇、一盏 “36V 60W的白炽灯和一只

15、“110V 60W的电热器各自在额定电压下工作，比较它们相同通电时间内产生的热量是（）A .电风扇最多B.电热器最多C.白炽灯最多D.三者一样多3、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为 2Q,通过线圈白电流为 10A,这台电动机正常工作时，1min消耗的电能为 J,在线圈上产生的热量为 J,有 J电能转化为机械能。4、闭合开关后，用手按住玩具电动机的转子，不让它转动，这时与电动机并联的电压表读数为3V,与电动机串联的电流表读数为6A.松手后，电动机正常转动，此时电流表读数为1A.这台玩具电动机正常转动时，每秒钟有 焦耳的电能转变为机械能.17 某工地用电动起重机吊起重物，

16、重物的质量 m=400kg,电源提供的电压 U=220V ,不计一切摩擦。当电动起重机以 v=0.lm/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流 I=2Aa （g取l0N/kg） （1）电动机线圈的电阻 R是多少？（2）电动机匀速提升质量 m' = 200kgW重物，电动机的输人功率不变，提升速度是多少？18 （2013.呼和浩特）如图所示，直流电动机通过电流做功提升重物，但在电能转化成机械能的过程中，有部分电能变成内能。已知线圈电阻 1.5 0,电动机正常工作时，通过线圈电流2A,物体质量540g,以1Om/s匀速上升，不计绳的重力和一切摩擦。物体上升 20s的过程中。求：（l）电压

17、表读数；（2）电流通过线圈产生的热量；（3）提升物体的有用功；（4）电 动机工作效率。当堂检测、选择题T-电功率检测1 . A、B、C三盏灯分别标有 “220V 100W” “ 220V 60WT'110V 100W的字样，它们正常发光时,通过哪盏灯灯丝的电流大（）A. A灯 B. B灯 C. C灯 D. 一样大2 . 一盏标有“36V 40W的电灯接在某电路上，通过灯的电流是1A,则这盏灯的实际功率为（A ,等于40W B,大于40W C,等于36W D,小于36W3 .根据灯泡铭牌（PZ 220-25）所给信息判断，下列说法正确的是（A.灯泡适宜在25伏的电路中使用B.灯泡在任何情

18、况下工作时，电功率都是 25瓦C.灯泡电压低于 220伏时，不发光D.灯 泡在220伏的电压下工作时，电功率是25瓦4 .将两盏“220 40 W的电灯串联后接在 220V的照明电路中，两盏电灯的实际功率之和是（A . 20W B. 40W- C. 60W D. 80W5 .将额定电压相同的两个灯泡L1、L2串联后接入电路中，如图2所示。接通电路后发现灯泡L1要比L2亮一些，则卜列判断正确的是（）图2A . L1的电阻比L2的小B . L1的额定功率比 L2的大C .两灯正常工作时L1发光要暗一些D.若将两灯并联接入电路，L1发光要亮一些6.由电压为220V的电源向远处某工地的一盏标着“PZ2

19、2-60”的电灯供电，由于导线有电阻，灯泡消耗的实际功率为55W,则导线消耗的功率（）A.小于5W B.等于5W C.大于5W D.不能确定19 如图4所示的电路中，不计温度对灯丝电阻的影响，电源电压保持不变。当在a、b间接“6V6W的灯泡时，闭合开关，灯L恰能正常发光；断开开关，在a、b间换接入一个“6V4W的灯泡后，再闭合开关，下列说法中错误的是()A.灯将变亮20 灯将变暗C.换接的灯可能烧坏D.电路总功率要变小二、填空题8. 一种亮度可以调节的小台灯，其电路如图6甲。.电源电压为24V,灯泡L的额定电压为24V,通过灯泡L的电流跟其两端电压的关系如图 6乙。当灯泡正常发光时，灯丝的电阻

20、为_ _ Qo调节滑动变阻器R,使灯泡的实际功率为3. 6W时，灯泡两端的电压是 V,滑动变阻器 R此时电阻滑动变阻器 R此时实际功率 Wo图6三、探究题9 .小华、小军同学做 测量小灯泡电功率”的实验(小灯泡标有 “2 5V”字样)。(1)如图7甲所示，是小华所连接的不完整实验电路，请你用笔画线代替导线，将缺少的一根导线接好图7(2)小华电路接好后，闭合开关，发现小灯泡特别亮，电压表与电流表的示数较大。接下来应进行的操作是(两空按操作步骤先后顺序填写字母代号)A .更换电池或小灯泡B.检查电路是否短路C.移动滑动变阻器滑片至最大值位置D.断开电路开关(3)小华电路连接正确后，闭合开关，发现小

21、灯泡不亮，但电流表有示数，接下来应进行的操作是。A.更换小灯泡B.检查电路是否断路C.移动滑动变阻器滑片，观察小灯泡是否发光(4)小军换了实验器材又做了一次试验，实验过程中，当电压表示数为 V时，小灯泡正常发光，此时电流表的示数如图7乙所示，填写表格空白处，该灯泡额定功率为 W。实验次数电压表示数/ V电流表示数/ A灯泡亮度110. 2较暗22. 5正常发光360不发光(5)分析表中实验数据可知，小军所用电源电压约为 V。(6)若小军手边有.1. 5A 50”和“2 0A 20牺种规格的滑动变阻器，"A3V'、 "A 15V'两个量程的电压表，上面第二次实

22、验中他选用的滑动变阻器规格为 ,选用电压表量程为 。10 .小红同学通过实验探究电功率跟电流、电压的关系(1)小灯泡电功率的大小可通过 判断；(2)小红同学用干电池做电源，把 L1 “2. 5V 0. 3A”和L2 "3. 8V 0. 3A”两只灯泡连成如图 8甲所示电路，闭合开关进行实验，收集数据如下表:电压1/V发光情乱】用喑l52.7亮请你分析现象及数据得出结论：8乙所示，闭合开关 S,看到小灯泡(3)这位同学又在原有器材基础上继续探究电功率与电流的关系，连接方式如图L1 , 一闪即灭，经检查发现灯丝断了，请你分析灯丝烧断的原因 ，说出改进方法 11 .实验室购买了一批规格为“

23、2 5 V 0. 8W的小灯泡，小明同学在利用其中一只小灯泡做测量电功率的实验，小明同学设计了如图9甲所示的电路图。实验中各元件完好，电源电压保持不变。（1）接线过程中有一处连接错误，请在错误的接线上打“X并用笔画线代替导线进行改正，要求改正后滑动变阻器接入电路的阻值最大。（2）小明同学闭合开关后， 发现小灯泡不亮，但电流表、电压表均有示数，接下来他首先应进行的操作是 （选 填字母序号）。A.检查电路是否断路B.更换小灯泡C.移动滑动变阻器的滑片，观察小灯泡是否发光（3）移动滑动变阻器得到了一组电压和电流的数据，填入设计的表格次数电压5V电流/7A电动隼PN平均电功平尸/W12夕0.4330.44 这种表格设计是否合理？答： （选填 合理”或 不合理”）分析这组数据，小明认为该小灯泡不合格，他判断的理由是： 。假如生产这种小灯泡鸨丝的粗细是一定的，则这个小灯泡内鸨丝的