粤沪版九年级物理上册 （探究焦耳定律）电能与电功率新课件

第十五章电能与电功率探究焦耳定律

【学习目标】1．知道电流的热效应及其在实际中的应用与控制.2．通过实验探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关.在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法.3．了解焦耳定律，用焦耳定律说明生活、生产中的一些现象，会用焦耳定律进行简与的计算.核心考点：电热的计算.【课前预习】1.电流通过导体时，通电导体产生的热量,

跟

成正比，跟

成正比，跟

成正比．2.科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，英国物理学家

做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系．为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名

为

的单位．3.一根阻值为10Ω的电阻丝，通过的电流为2A，通电20s电流产生的热量为

J．电流的平方导线的电阻通电的时间焦耳热量800【课堂精讲】知识点1.通电导体放出的热量跟哪些因素有关（1）猜想与假设：通电导体放出的热量可能与导体的电阻、导体中的电流和通电时间有关（2）设计实验

为了比较电阻丝产生热量的多少，可以将电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电阻丝产生的热量会被煤油吸收，煤油的温度就会升高.通电导体放出的热量越多，煤油吸热后升高的温度也越多.我们可以通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少.a．探究导体产生的热量跟电阻的关系要探究导体产生的热量跟电阻的关系，应选择两个阻值不同的电阻丝（如电阻为5的铜丝和电阻为10的镍铬合金丝）来进行实验.研究时要控制通过两个电阻丝的电流大小相等，因此，可将两个电阻丝串联在电路中.同时，注意通电时间的控制.b．探究导体产生的热量跟电流的关系要探究导体产生的热量跟电流的关系，应保持电阻值和通电时间不变，改变通过电阻丝的电流，这可以跟电阻丝串联一个滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的电流.(3)进行实验：a.按电路图连接电路，通电前，先记下瓶中煤油的初始温度t0；通电后，没经过相同的时间（如1min），就记录一次两支温度计的示数，并记录在表一中.

温度t/oC电阻R/t0t1t2t3t4R1=`R2=`b.保持通电时间相同，调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小，观察R1电阻丝所在液体的变化，将测量记录结果记录在表二中.

温度t/oC电阻I/At0t1t2t3t4I1=I2=I3=（4）实验结论：a．当电流一定时，导体的电阻越大，热量产生的热量就越多b．当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多c．实验还得出，通电时间越长，导体产生的热量越多通电导体产生的热量与导体的电阻、导体中的电流以及通电时间有关.导体的电阻越大、通电时间越长，通电导体产生的热量越多.【例1】小明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”．图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计可显示瓶中煤油的温度，煤油中都浸着一段横截面积相同、长度不同的镍铬合金丝，已知甲瓶中的镍铬合金丝比乙瓶中的长．（1）请用笔画线代替导线将电路连接完整，

要求闭合开关、滑动变阻器的滑片向右移动时电路中电流变大；（2）正确连接电路，闭合开关后，可以观察到

（选填“甲”或“乙”）瓶中温度计的示数升高得更快，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多．（3）利用此装置还可探究电流通过导体产生的热量与

的关系，实验时移动滑动变阻器的滑片，观察

（选填“同一”或“不同”）烧瓶内的温度计示数升高的快慢．（4）小明认为，将该装置改进后，还可以做“比较水和煤油比热容的大小”的实验，则他应将其中一烧瓶中的煤油换成水，对这部分水的具体要求是

，并且要使甲、乙两烧瓶中金属丝的电阻

．水和煤油吸热的多少是通过

来反映的（选填“温度计升高的示数”或“加热时间”）．通过实验，发现水的温度上升较慢，表明

的比热容比较小．【练习1】小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．（1）实验中煤油吸热的多少是通过__________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）．（2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热

容

水的比热容．（选填“大于”或“小于”）．（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是

．（4）该实验中用到的研究物理问题的方法是

．温度计示数小于在电流和通电时间相同时，导体电阻越大产生的热量越多控制变量法知识点2.焦耳定律（1）内容：电流流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.这个规律叫做焦耳定律.（2）公式：Q=I2RtQ表示电流流过导体时产生的热量，单位是J；I表示通过导体的电流，单位是A；R表示导体的电阻，单位是；t表示通电时间，单位是s.（3）导出公式：Q=Pt；Q=UIt；Q=这三个公式只适用于电能全部转化为内能的情况，也就是电流所作的功全部用来产生热量的纯电阻电路中.【例2】（2014•遵义）一台电炉通电后电炉丝热的发红，与电炉丝连接的导线却不怎么热，这台电炉的额定电压为220V，额定功率为1100W，与电炉丝连接的导线的电阻为0.1Ω，电炉正常工作10min，通过导线的电流为

A，导线上产生的热量是

【练习2】（2014•达州）一台线圈电阻为0.3Ω电动机，接在12V的电源上时，通过电动机的电流为0.5A，在2min内电流产生的热量是

J，转化成的机械能是

J．9711知识点3.电流热效应的应用的控制（1）电流热效应的应用电热器是利用电热的主要设备，它是利用电流的热效应来加热的设备.如：电烙铁、电熨斗、电炉、电热毯、电饭锅等.（2）电流热效应的控制对于不予要热量的用电器，电流热效应是一种浪费甚至会造成危害，因此就有必要把这部分热量散发出去.如电视机后盖上开了很多孔来通风散热，电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，这些都是为了把电热及时的散发出去.【例3】电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（）A．导线的绝缘皮隔热B．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流C．导线散热比电熨斗快D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻【练习3】下列情况中不属于防止电热危害的是（）A．电视机的后盖有许多孔B．电脑机箱内有小风扇C．电动机外壳有许多散热片D．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次D【随堂检测】1.（2014•无锡）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R1、R2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，R1＜R2，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D2.（2014•衡阳）将两根电阻丝R1、R2分别插入甲、乙两瓶等质量煤油中，串联接入电路，R1：R2=2：3．通电一段时间后，R1、R2产生的热量之比为（）A．3：2B．2：3C．4：9D．9：43.下列例子中，能防止电热危害的是（）A．供取暖用的电褥子B．高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置C．收音机、电视机的机壳上有许多小孔D．孵化家禽的电热孵卵机BC4.（2014•东营）热熔胶在室温下为固体，加热变为较强粘性的液体，冷却后，将物体牢牢地粘在一起，如图是热熔胶枪的外形，在枪嘴内有电热丝．电热丝的电阻是1000Ω，通过的电流是0.2A时，1min产生的热量是

J24005.如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置示意图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内的金属丝电阻较小，烧瓶B内的金属丝电阻较大．实验中应使两瓶中盛装的煤油质量

（选填“相等”或“不相等”）．当开关闭合后，

（选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快相等B6.（2014•长沙）在做“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验时，小于采用了如图甲所示的实验装置．两个透明的容器中密闭了等量的空气，U型管中液面变化反映了密闭空气温度的变化（1）若通电时间相同，发现B玻璃管内液面上升较高，这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的

越大，产生的热量越多．（2）小刚采用了如图乙所示的实验装置，通电相同时间，发现A玻璃管液面上升较高，这表明：在电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的

越大，产生的热量越多．（3）该实验中用到的研究物理问题的方法是

法和转换法．电阻电流控制变量第十五章复习课考点1.电能和电能表考点分析：本考点的考查重点是由电能表的读数及电能表中的各参数的意思，电能的计算.1.电能表的重要参数：（1）“220V”是指电能表的额定电压是220V；（2）“10（20）A”是指这个电能表的标定电流为10安，额定最大电流为20安；（3）“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；（4）“600r/kW·h”指这个电能表每消耗一度电表盘转600转.1.（2006广东，15，1分）电学仪器正常使用时示数如下图所示，电能表读数为

kW·h。

2.（2014广东，19，2分）底电能表示数如图5所示，6月底电能表示数为100.0kW•h，那么6月份他家消耗了

kW·h的电能，在某段时间内，转盘转过了400转，表示此段时间内他家用了

度电．757.868.00.163.（2010广东，20，4分）小明学习了电功率的知识后，想利用家里的电能表（如图）和手表，测出一些家用电器的有关数据．（1）当家里只有一台电冰箱在正常工作时，他测出电能表1分钟转了3圈，求电冰箱在这段时间消耗的电能是多少焦耳？（2）当电冰箱和电热水壶同时工作时，他测出电能表1分钟转33圈，求此时电热水壶的电功率是多少瓦？考点2电功率（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是有关电功率的计算，考查难度较大，一般都为综合题，分值比重也较大，备考时要吃透这个考点.需掌握的知识点：（1）电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，用符号P表示.（2）电功率大小等于用电器在1秒时间内所消耗的电能。电功率的计算公式是：P-W/t=UI.（3）电功率的国际主单位是：瓦特，用符号W表示；另一个常用单位是：千瓦，用符号kW表示；它们之间的换算关系是：1kW=1000W.（4）额定电压是指用电器正常工作时的电压；额定功率是指用电器在额定电压下的功率。当灯泡的实际电压偏高时，灯泡实际功率会偏大，灯泡强烈发光；当灯泡的实际电压偏低时，灯泡实际功率会偏小，灯泡发光暗淡.1．（2012广东，20，6分）某保温电热水壶电路如图，S是温控开关，R1为加热器．当开关S接到a时，电热水壶处于加热状态，此时通过电热水壶的电流是5A；当水烧开时，开关S自动切换到b，电热水壶处于保温状态，此时电热水壶的电功率为165W．（不考虑温度对电阻阻值的影响），求：（1）加热电阻R1的阻值是多大？（2）在保温状态下，通过电阻R2的电流是多少？2．（2009广东，20，7分）家庭电路的电压是220V，某空调器处于制冷状态时的功率P1是2.2Kw，送风状态时的功率P2是0.22Kw，它们是交替运行的，现测得此空调器在某时段内的电功率随时间变化的关系如图所示．（1）空调器在前5min内处于什么状态？此时通过它的电流是多少？（2）在1h内，空调器将消耗的电能是多少度？3．（2013广东，21，6分）题图甲是家用电吹风的工作原理图电吹风工作时可以吹出热风也可以吹出凉风．（l）要让电吹风工作时吹出热风，它的开关应置于题图甲中

（选填“1”、‘2”或“3“）位置，此时电风扇与电热丝的连接方式是

．（2）某次用该电吹风将头发吹干的过程中，电吹风的功率随时间的变化关系如题21图乙所示，则在该次吹干头发过程中电吹风消耗的总电能是

J（3）电热丝在工作时的电阻值是

Ω（保留一位小数）（4）使用几年后，发现电热丝变细，则其电阻变

，它的实际功率将变

．1并联1320091.7大小4.（2014广东，23，6分）如图是家用电热壶及铭牌，假设电热壶电阻丝电阻不变，水的比热容c水=4.2×103J/（kg•℃），水的密度ρ水=1.0×103kg/m3．求：（1）电热壶电阻丝的电阻．（2）不考虑热损失，电热壶正常工作时，把1L水从20℃加热到100℃所需要的时间．（3）当电压为198V时，电热壶的实际功率．考点3伏安法测电功率（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，是重要的电学实验，考查难度较大，考查的都是综合题，分值所占比重较大，备考时要也要吃透这个考点.需掌握的知识点1.（2014广东，6，3分）图中“+”、“﹣”分别表示电表的正负接线柱，可以测量R消耗的电功率的电路图是（）B2.（2010广东，17，7分）在测定“小灯泡额定电功率”的实验中，电源电压为4.5V且保持不变，小灯泡额定电压为2.5V，电阻约为10Ω．（1）请你用笔画线代替导线，将图中的实物电路连接完整．（2）当小明同学按要求将图电路正确连接后，闭合开关，移动变阻器滑片P到某一点时，电流表示数（如图甲所示）为

A，电压表示数（如图乙所示）为

V．若他想测量小灯泡的额定功率，应将图中变阻器滑片P向

端（填“A”或“B”）移动，使电压表的示数为2.5V．（3）另一组的小红同学在连线时，不小心将线接错了，使开关闭合后，移动变阻器滑片P，发现电流表示数变大时，电压表示数却变小，你分析一下产生这个现象的原因是

.

0.22B电压表测滑动变阻器两端的电压了3.（2013广东，18，6分）小王做“测量小灯泡电功率”的实验所用器材有：标有“2.5V”字样、正常发光时阻值约为13Ω的完全相同的小灯泡两个，电压恒为3V的学生电源，标有“20Ω，1A”的滑动变阻器，电流表，电压表，开关及导线若干．（1）图甲是实验电路图，图乙是实物连接图，接线过程中有一处连接错误，请在错误的接线上打“×”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）小王在实验之前检查仪表时发现：电流表有电流通过时能自由偏转；电流表未接入电路时，电流表指针如图丙所示，出现这种现象的原因是

．（3）按电路图正确连接后，闭合开关，灯不亮，电压表示数接近电源电压，电流表无示数造成这种现象的原因可能是

（填正确选项前的字母）A．滑动变阻器断路B．开关接触不良C．小灯泡与灯座接触不良D．电流表断路（4）排除故障后，闭合开关，改变滑动变阻器滑片位置，将电压表和电流表的示数填人右表中．从表中可知小灯泡的额定功率为

W．（5）若将两个小灯泡串联后直接接在3V电源的两端，两灯消耗的总电功率为

W．电流表使用前没有将指针调到零刻度线处C0.50.48考点4电热及其应用考点分析：本考点近几年均未考查，2015年备考时要重视，考查的重点是有关电热的计算.应掌握的知识点：（1）电流的热效应：是指电流通过导体时电能转化为热能的现象.（2）焦耳定律：Q=I2Rt.（3）利用电热的实例有：长时间不用的电视机会受潮，可以每过一段时间通电利用电热来驱潮：各种电热器（自身发热的电热器）如电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器；电热器的主要组成部件是发热体，它是用电阻较大、熔点高的材料制成.（4）防止电热危害的实例有：不要让电视机长时间工作；电视机的外壳上有散热窗、电动机外壳装有许多翼状的散热片、电脑内部装有散热风扇等.1.（2005广东，16，3分）由于电流的______效应，当电流通过电阻时会产生热量.一根60Ω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___________J.2.（2006广东，16，3分）如图11是研究电能转化为内能的大小与什么因素有关的实验装置.已知两个相同的烧瓶甲、乙装有相同质量的煤油，甲瓶中电阻丝的电阻为100Ω，乙瓶中电阻丝的电阻为100Ω.当闭合开关一段时间后，观察到甲瓶中玻璃管内煤油液面上升较高，说明在___________相同时，_____越大产生的热量越多.在这段时间内，甲、乙两电阻丝产生的热量之比是____.热0.61.296×104J通过的电流电阻5:3探究焦耳定律

第1课时导入新课讲授新课课堂小结随堂训练第十五章电能与电功率

观察与思考导入新课

小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就发现，小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？学习目标1.认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。认知与了解导入新课电流的热效应一讲授新课观察与思考电油炸锅电饭煲电熨斗这些用电器通电后，都伴有热现象，这是为什么呢？电流通过导体时电能转化为内能的现象叫作电流的热效应。观察与思考电烤箱电烙铁电热水壶生活中利用电流热效应的用电器讲授新课优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等。缺点：浪费电能，造成电线老化,影响用电器使用寿命。电流的热效应有什么利和弊？交流与讨论讲授新课通电导体放出的热量跟哪些因素有关二讲授新课观察与思考灯泡通电后，在刚开始通电不是很热，可过了一会就很热，为什么？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？电饭锅通电后为什么必须按下加热（煮饭）按钮开关才能煮熟饭？交流与讨论电流通过导体产生的热量可能与哪些因素有关？（1）可能与通电时间有关，因为通电时间越长，用电器产生的热量越多；（2）可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热；（3）可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。讲授新课实验与探究（1）如图所示，控制电阻R、电流I相同，闭合开关，每隔一定时间记录一次温度计的示数，比较通电时间对电热的