粤沪版九年级物理上册 （探究焦耳定律）电能与电功率 教学课件

第十五章电能与电功率探究焦耳定律

知识储备

电流做功的实质:电能转化为____

的过程。

电功的计算公式:W=Pt=

,推导式:W=I2Rt=_____。

纯电阻用电器工作时,将电能全部转化为

。

其他形式能内能UIt

新课学习知识点1通电导体放出热量的影响因素当电流一定时,导体的

越大,产生的热量就越多;当电阻一定时,通过的

越大,导体产生的热量就越多;通电

越长,产生的热量就越多。

电阻时间电流1(例1)如图所示是“探究电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关”的实验装置。实验中选择的电阻丝为R1=R2=R3。

(1)两个透明容器中密闭着

相同的空气。(2)图中所示的实验是探究电流通过电阻时产生的热量与

大小的关系。(3)通电一段时间后,右边U形管内液面的高度差

(选填“大于”“等于”或“小于”)左边U形管内液面的高度差。小于电流质量(4)该实验装置是利用_______________来反映电阻放出热量的多与少，这种方法叫做________。(5)进行步骤(2)时，控制了R1、R2的阻值相同，这种研究问题的方法叫做____________。U形管内液面高度差转换法控制变量法2(对点练习1)某实验小组在“探究影响电流通过电阻丝产生热量多少的因素”时,设计了如图所示的电路,烧瓶中盛有质量、初温均相等的煤油,R甲>R乙。

(1)实验中煤油吸热的多少是通过_________

来反映的;(2)将该电路设计成串联的目的是

;(3)通电一段时间后,比较两烧瓶中温度计的示数,若甲瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论是:在

和通电时间相同时,

越大,导体产生的热量越多。

温度计示数变化控制通过两电阻电流和通电时间相等电流电阻知识点2焦耳定律及其计算电流通过导体时产生的热量跟

___成正比,跟

成正比,跟

成正比。这就是焦耳定律,用公式表示为

。

电流的平方Q=I2Rt通电时间电阻3(例2)某电热水壶接在220V电压下工作,其电阻为100Ω,则通电10s产生的热量为多少?Q=I2Rt=(2.2A)2×100Ω×10s=4840J答:略

4.(对点练习2)家用洗衣机的主要部件就是电动机,若一个洗衣机在220V电路中正常工作时通过的电流为2A,电动机线圈电阻为4Ω,求每分钟电流通过线圈产生的热量?解:t=1min=60sQ=I2Rt=(2A)2×4Ω×60s=960J答:略

知识点3

电流的热效应

电流通过导体时,

能转化为

能的现象叫做电流的热效应。

电内5(例3)下列四种电器中,利用电流热效应工作的是

(

)A.吸尘器 B.电热水器

C.电视机 D.洗衣机B6(对点练习3)下列情况中是为了防止电热危害的是

(

)A.电视机背后有散热窗

B.家电长时间不使用,隔一段时间要通电一次C.大型爆破工程用电热引爆炸药

D.家庭电路一般要安装漏电保护器

A7(对点练习4)下列家用电器,利用电流热效应工作的是

。(电风扇、电饭锅、电磁起重机、电炒锅、洗衣机、电铃、电烙铁、电磁继电器、电水壶、电暖气、剃须刀、电熨斗、排烟罩)

电饭锅、电炒锅、电烙铁、电水壶、电暖气、电熨斗基础过关8.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

C9.两个电阻R1和R2,且R1<R2,把它们接到同一电源上,要使相同时间内产生的热量最多,就应该

(

)A.只用R1 B.只用R2

C.R1和R2串联 D.R1和R2并联

D10.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,下列正确的是

(

)A.甲实验中两个电阻串联只是为了保证流过两个电阻电流相等B.甲实验通电一段时间后,左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶2C.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,左右两侧容器内空气吸收的热量之比为1∶4

答案是B11.如图所示的电路中,电源电压保持6V不变,电阻R1=10Ω,R2=20Ω。闭合开关S,则R1消耗的电功率为

W;若通电30s,电阻R2产生的热量为

J。

240.412.如图所示电路中,电源电压U=3V,R1=2Ω,闭合开关后,电流表读数为0.5A。求:(1)R1在1min内产生的热量;(2)R2的阻值。解:(1)I1=I=0.5At=1min=60s

电路串联R=R1+R2R2=R-R1=6Ω-2Ω=4Ω答:略

13.有一电水壶的规格是“220V

1000W”,在额定电压下把1kg水的温度升高80℃需要多少s?[c水=4.2×103J/(kg·℃),不计热量损失]解:水吸收的热量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×80℃=3.36×105J电水壶为纯电阻用电器,且不计热量损失所以W=Q吸=3.36×105J答:略

14.如图所示,为探究“电流通过导体产生热量多少与哪些因素有关”的实验装置。三个密闭容器中的电阻如图,三个容器串联,在其中一个容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,通电后,观察三个U形管中液面高度的变化。实验现象表明

(

)能力提升A.甲、乙、丙三容器串联,所以容器中电阻流过的电流相同B.在通电相同时间下,三个容器中产热量之比为1∶2∶1C.在乙、丙两容器可用来研究电流产热与电阻关系D.在通电相同时间下,三个容器中产热量之比为4∶8∶1答案是D15．甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4，通过的电流之比为2∶1，通电时间之比为1∶2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为(

)A．5∶2 B．5∶4

C．2∶5 D．10∶1A16.实际生活中,用电器接通电源后,都伴有热量的产生,小明在“探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用了如图所示的实验装置,其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气并与U形管紧密相连,实验前U形管两端液面相平,将1、2和3、4导线分别接到电源两端。

(1)在实验过程中,通过观察U形管中_______

的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少。(2)图甲所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与

的关系。(3)图乙所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与

的关系。液面高度电流电阻(4)综合分析图甲、乙两装置的实验现象,可以得出的结论是:电流通过导体产生热量与通过导体的电流和电阻大小有关,通过导体的电流越大,导体的电阻越大,产生的热量

。

越多第十五章

电能与电功率探究焦耳定律

1课堂讲解2课时流程电流的热效应焦耳定律(公式法：Q＝I2Rt)电热的利用和防止课后作业逐点导讲练课堂小结当堂检测点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？知1－导1知识点电流的热效应电烤箱这些常见家用电器的共同特点？电取暖器电热水器知1－讲电流通过导体时，电能要转化为热能，这个现象叫电流的热效应。定义1.利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。2.电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由

电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制

成的。知1－讲电流的热效应与哪些因素有关？猜想：[设计实验]讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应

该用什么方法去研究？

（控制变量法）

讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生

的热量的多少？这种研究方法叫什么法？（转换法）知1－讲当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。实验中，通过观察_____________来比较电流产生的热量的多少。

实验装置管中液面上升的高度实验1：研究电热与电阻关系R1=5ΩR2=10ΩA控制不变的量是：电流

通电时间现象：电阻较大的这边的液柱上升较高。结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻

越大，这个电阻产生的热量越多。知1－讲知1－讲实验2：研究电热与电流关系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1控制不变的量是：电阻

通电时间现象：电流较大的这边的液柱上升较高。结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。（来自《点拨》）【例1】在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是(

)B知1－讲知1－讲【解析】电熨斗、电暖器和电热杯都是为了把电能转化为

内能，利用了电流的热效应，电扇是为了把电能转化为机械能，没有利用电流

的热效应。总

结知1－讲电流通过导体会产生热量，但是对于不同的电路，消耗相同的电能转化成的内能是不同的，如电炉等电热器，可以认为电能全部转化为内能，但是对于电冰箱、电风扇等用电器，只有少部分电能转化为内能。知1－练(中考·金华)夏天来临，为了避免蚊虫的侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器，如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路，电热灭蚊器是根据__________原理制成的。1知1－练(中考·淮安)下列四种用电器，其中主要是利用电流热效应来工作的是(

)22知识点焦耳定律知2－讲焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英国物理学家。用

近40年的时间做了400多次实验，

研究热和功的关系。通过大量的实

验，于1840年最先精确地确定了电

流产生的热量与电流、电阻和通电

时间的关系。知2－讲焦耳定律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。Q=I²Rt热量电流电阻时间JAΩS公式：

意义：

单位：定义知2－讲（来自《点拨》）[兰州]关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是(

)A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多B．根据Q＝

t可知，电阻越大，相同时间内

产生的热量越少C．根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多【例2】D知2－讲【解析】选项A没有说明控制电流一定，缺少条件，结论不正确；选项B没有说明控制电压一定，缺少条件，结论不正确；选项C中公式是焦耳定律的导出式，只能说明电热在数

值上等于电流、电压、通电时间的乘积，与电阻是否

有关要看定义式，故结论不正确；选项D电流、通电时间一定时，电热与电阻成正比，故

结论正确。知2－讲知识拓展：当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt=I2Rt

(如：电暖器，电饭锅，电炉子等)此时：Q=W=Pt=UIt=当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：电能内能+机械能

W＞Q热总

结知2－讲对于纯电阻电路(电能完全转化为内能)，Q＝W＝Pt；对于非纯电阻电路(电能只有部分转化为内能，如

电动机)，Q＜W。(中考·扬州)电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是(

)A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流B．导线的绝热皮隔热C．导线散热比电阻丝快D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻知2－练1知2－练(中考·青岛)通过一根电阻丝的电流为2A，通电1min产生了2.64×104J的热量，它的电阻是(

)A．66Ω

B．6600ΩC．110ΩD．220Ω23知识点电热的利用和防止知3－讲小小辩论会：辩题：电热是有利的还是有害的？

(正方观点：有利的。反方观点：有害的。)要求：请正反双方举例支持自己的观点。限时一分钟。知3－讲1.电热的利用电饭锅电烙铁热得快电热毯电熨斗电热孵化器电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，

还可以方便地控制和调节温度。知3－讲2．防止电热的危害很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。缺点：浪费电能，电线老化，影响用电器使用寿命。知3－讲（来自《点拨》）[牡丹江]电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________________来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。【例3】(或防止电热带来的危害；或给计算机降温)电流的热效应散热总

结知3－讲增大散热面积、设置散热窗、加装风扇都可加快散热，防止电热造成危害。有些家用电器在使用过程中，温度过高会损坏电器。下列家用电器中要防止电热产生危害的是(

)A．电饭煲B．电热水器C．电熨斗D．电视机知3－练1(中考·曲靖)下列现象或装置，利用了电流热效应的是(

)①电视机后罩有许多小孔；②电动机外壳上装散热片；③长期不用的电视机隔段时间通一次电；④白炽灯；⑤电脑机箱里装有小风扇；⑥电暖手宝A．①②⑥B．①②⑤C．③④⑥D．②③⑥2知3－练焦耳定律电流的热效应实验探究电热的利用和防止公式：Q=I2Rt电功与电热的关系1.实验探究：(1)方法：控制变量法、转换法等。(2)技巧：在探究电流产生热量的多少是否与导体的电阻

有关时，要保证电流相等，探究中采取串联的方法来

保证电流相等。2.焦耳定律：(1)公式：Q＝I2Rt。(2)公式适用范