人教版九年级全册第4节 焦耳定律教案

这是一份人教版九年级全册第4节 焦耳定律教案，共9页。教案主要包含了电流的热效应，影响电流的热效应大小因素，焦耳定律，电热的利用和防止等内容，欢迎下载使用。
焦耳定律要点一、电流的热效应1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能。2.利用电流热效应工作的用电器：【要点诠释】1.不是利用电流热效应工作的用电器：（1）电能转化为机械能：电动机、洗衣机、电风扇等。（2）电能转化为光能：电视机、手机等。要点二、影响电流的热效应大小因素影响电流的热效应大小因素：电流的大小、导体电阻的大小、通电时间。1.实验一：探究电阻对导线产热的影响（电流、通电时间相同）       结论：电流、通电时间相同时，电阻越大，导体产生的热量越多。2.实验二：探究电流对导线产热的影响（电阻、通电时间相同）           结论：电阻、通电时间相同时，电流越大，导体产生的热量越多。【要点诠释】通电时间越长，电流越大，电阻越大，产生的热量越多要点三、焦耳定律1.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，跟电阻成正比，跟通电时间成正比。2.公式：（适用于所有电流产生热量的计算）【要点诠释】1.热量的计算：当计算的对象为纯电阻电路或利用电流的热效应工作的用电器时，Q=W。2.情况分析：（1）当几个导体串联起来时，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻R成正比；（2）当几个导体并联起来时，由于加在导体两端的电压相等，通电时间也相等，应用表达式分析，此时导体产生的热量与电阻成反比。要点四、电热的利用和防止1.电热的利用：日常生产、生活中会经常用到电热，如家用的热水器、电饭煲等，这些都是用电来加热的设备，叫电热器。2.电热的防止：很多情况下，电流通过导体时产生的热量，并不是我们需要的，这时电能白白消耗掉了，有时还会引起事故甚至灾害，所以要想办法阻止电热的产生。 类型一、考察电流的热效应1.下列用电器是利用电流热效应工作的是（   ）A.计算器             B.电饭煲            C.电风扇            D.电视机举一反三：1.电流通过灯泡时，灯丝变热而发光，这是电流的        效应。类型二、考察影响电流的热效应大小的因素1.如图，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。为了研究电流通过导体产生热量与电流的关系，本实验通过           的热胀冷缩反映电流产生的热量多少，则乙容器中电阻丝R2=      Ω，R1、R2产生的热量之比为            。 2.为探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关，设计如图甲的装置，将两段阻值不的电阻丝（R1=5Ω，R2=10Ω）分别封闭在两个完全相同的容器内，密闭容器内封闭等量的空气。（1）图甲两个密闭容器内电阻丝按照虚线框中的方式连接时，是为了保证        相同。（2）在实验中电流通过电阻产生的热量多少是通过观察                 来进行比较的，从图甲中的现象可以得出结论：电流与通电时间相同时，电阻越大，电阻产生热量越     （选填“多”或“少”）。（3）利用图甲装置实验得出结论后，实验小组想通过改变电流来看看在其他电流大小情况下，之前的结论是否依然成立，下列操作可行的是（  ）A.用导线将B盒电阻丝两端直接链接B.将5Ω电阻更换为20Ω电阻C.在A盒电阻丝两端并联一个5Ω的电阻（4）将甲装置改换如图乙所示，为探究电流通过导体时产生热量的多少与电流大小的关系，D盒中的电阻丝电阻应该为         Ω。实验过程中，C、D两容器中电阻丝相同时间内放出热量QC      QD（选填“大于”“小于”“等于”）；若将右容器外的电阻丝放入容器内，则可探究电流产生的热量跟        的关系，通电一段时间后，         （选填“左”或“右”）侧的液面高。举一反三：1.如图是探究“电流通过导体时产生的热跟什么因素”有关的实验装置，两个透明的容器中密封着等质量的空气。关于这一实验，下列说法正确的是（　　）A．该实验装置探究的是电流产生的热与电阻的关系B．该装置用U形管中液体热胀冷缩来反应电阻放热的多少C．若容器外电阻断路，则相同时间内，与没断比，左侧U形管中液面高度差小D．若将左侧容器中电阻换成10Ω电阻后，可探究电流产生的热与电阻的关系2.如图时探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。甲、乙两装置使用的是同一电源。（1）实验是通过比较U形管中液面的高度差来比较电阻丝产生的热量的多少，这里采用了                 的研究方法。（2）甲装置可探究电流产生的热量与          的关系，乙装置可探究电流产生的热量与            的关系，通电一段时间后，甲装置中          （选填“左”或“右”）侧容器中U形管中液面高度差较大。（3）如果乙装置中R3发生了断路，保证通电时间相同，与之前相比较，则左侧U形管中液面的高度差将           （选填“变大”、“变小”或“不变”）。（4）英国物理学家焦耳通过大量实验最先精确的确定了电流通过导体时产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的          成正比，跟          成正比，这个规律叫做焦耳定律，其表达式为              。类型三、焦耳定律1.电热水壶上标有"220V 800W"，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻        ；在额定电压下，热水壶烧水210s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为         J；电热水壶的工作原理是电流的       效应．2.芳芳家的电能表标有3000r/kW•h，一天，芳芳断开家中其他所有用电器，只接通电热箱，发现家中电能表表盘在5min内转了100圈，则电热箱的功率是          W．电热箱在5min产生热量            J．3.某款家用吸尘器额定电压为220V，额定电流为4A，吸尘器的额定功率为         W，正常工作15min，使标有"800imp/（kW•h）"的电能表指示灯共闪烁　     次． 若吸尘器正常工作时，电动机的发热功率为32W，则电动机线圈的电阻为          Ω．4.一台电动机，线圈电阻为0.5Ω，将电动机接入2V电压的电路时，电动机正常工作，工作电流是1A.电动机正常工作10s时消耗的电能是         J，有         J的电能转化成机械能．举一反三：  如图甲所示，两电热丝R1与R2并联，R1＝20Ω，电源电压保持不变，闭合开关，电流表A1和电流表A2表盘指针均指在如图乙所示位置，R2的电功率是          W，R1工作2分钟所放出的热量为          J．
 2.甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通电相同时间产生的热量之比为5：1，则通过甲、乙的电流之比为（　　）A. 4：1                   B. 1：4C. 2：1                   D. 1：23.家用电风扇工作时，电动机同时也发热，一台标明"220V44W"的电风扇正常工作10分钟，电流产生的热量为          J（已知电动机线圈的电阻2Ω）．在如图所示电路中，定值电阻R0的阻值为20Ω，电动机线圈电阻为2Ω，闭合开关，电流4.表A1、A2的示数分别为0.8A，0.3A，则该电路电源电压为         V。1min内电路消耗的电能为         J，1min内电流通过电动机产生的热量为         J。
 5.如图所示，电源电压恒定为6V，电阻R3＝10Ω．当断开开关S2闭合开关S1时，电压表的示数为2V，电路中电流为0.2A.求：
（1）电阻R3在1min产生的热量．
（2）电阻R1的阻值．
（3）闭合开关S1和S2，电路消耗的总功率．
  6.小华家买了一个家用电吹风，其简化电路如图所示，主要技术参数如下表.电吹风在额定电压下工作，请解答如下问题：
（1）电吹风吹冷风时，通过电动机的电流是多大？
（2）电热丝工作时的电阻是多大？
（3）电吹风内电动机的电阻是1Ω，电吹风吹冷风30min产生的热量是多少？
          能力提升1.图甲是小灯泡L和电阻R的I-U图像。将小灯泡L和电阻R接入图乙所示的电路中，只闭合S1时，电流表的示数为0.5A。电源两端电压保持不变，下列说法中正确的是（    ）A.电源电压为3VB.只闭合S1时，小灯泡L的电阻为2ΩC.再闭合S2后，电流表的示数增加0.5AD.再闭合S2后，在1min内电阻R产生的热量为48J2.一个额定电压为6V的小型电动机正常工作时，测得通过电动机的电流是0.5A，工作10min电动机线圈产生的热量是120J，则（　　）A．电动机消耗的电能是30J       B．电动机线圈电阻是0.8ΩC．电动机做的机械功为90J       D．电动机的发热功率为8W3.将阻值为R甲＝40Ω和R乙＝10Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是         ．若将两电阻并联后接在4V的电源上，1min内两电阻产生的总热量为          J．4.某照明灯额定电压是36V，正常发光时灯丝电阻为24Ω，则照明灯的额定电流是        A.如果电源电压是54V，为使照明灯正常发光，可以在电路中串联一个阻值        Ω的电阻，此时电阻在10s内产生的电热是         J.5.两个电阻的电流随电压变化的关系图象如图甲所示，将它们连接在如图乙所示的电路中.当闭合开关S1，断开开关S2、S3时，电阻R1、R2两端的电压之比为          ；当断开开关S1，闭合开关S2、S3时，经过一段时间，电流通过电阻R1、R2产生的热量之比为           .
 6.某同学有一个小电动机，其外壳上标有"3V1.5W"的字样，经检测其电阻为2Ω，则该小电动机正常工作1min，消耗的电能为           J，产生的热量为            J。7.家用电饭煲是利用电流的        来工作的．某电饭煲的额定电压为220V，它的额定功率为800W（不考虑温度对电阻值的影响），则该电饭煲正常工作10s，产生的热量是            J．8.一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A.若此线圈的电阻为2Ω，则这台电动机1min内产生的热量是           J，这台电动机的效率是           ．9.有两个电阻：R1=6Ω，R2=8Ω，若将它们串联在电路中，加在两电阻两端的电压之比U1：U2=___________，则在相同时间内消耗的电能之比W1：W2=___________；当把R1、R2并联在某一电路中时，通过两电阻的电流之比I1：I2=___________，它们在相同时间内产生的热量之比Q1：Q2=___________。10.如图是一个玩具汽车上的控制电路，小致对其进行测量和研究发现：电动机的线圈电阻为1Ω，保护电阻R为4Ω，当闭合开关S后，两电压表的示数分别为6V和2V，则电路中的电流为______A，电动机的功率______W。  11.一个标着“220V 1100W”的电炉，它是利用______工作的，当其两端电压为110V时，该电炉的实际功率为______W（不计温度对电炉电阻的影响）。这个电炉正常工作5min产生______J热量。12.一台直流电动机额定电压为220V，其电阻为1Ω。正常工作时通过的电流为20A，则该电动机的额定功率是_______kW，电动机连续正常工作10min，电动机因本身有电阻而发热损失的电能为_______J。13.如图所示，电源电压为4.5V不变，小灯泡的额定电压为2.5V，R1=10Ω。闭合开关S1、S2，将滑动变阻器R2的滑片滑到最左端时，小灯泡正常发光，小灯泡的额定功率为______。通电5min，电阻R1产生的热量为______。只闭合开关S1，滑动变阻器R2的滑片从最左端滑到最右端，电压表示数从1.5V变化到3V，滑动变阻器R2的最大阻值为______Ω。14.电热水壶上标有“220V  800W”，小亮发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻______；在额定电压下，热水壶烧水210s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量若全部被水吸收，能将______ kg的水从20℃升高至100℃。15.小明将线圈电阻为4.84Ω的电动机接人220V的家庭电路中，关闭其它用电器，只让电动机工作时，观察到他家标有2000imp/(kW.h)的电能表3min内闪烁了100次，则电动机在这段时间内消耗的电能为________kW.h，电动机线圈产生________J的热量。16.如图甲所示，是物理实验小组探究"电流通过导体产生热量的多少与哪些因素有关"的实验装置.两个透明容器中封闭着等质量的空气且与U形管相连，容器内各有一段电阻丝串联接入电路中.

（1）利用图甲可以探究在通电时间相同和         相同的情况下，导体产生的热量与         大小是否有关.
（2）实验中通过观察               反映密闭空气温度的变化.
（3）某一时刻电流表的示数如图乙所示为          A，则右侧容器中定值电阻在1min内产生的热量是          J17.如图甲所示，电源电压恒定不变，滑动变阻器R1的最大阻值是40Ω，小灯泡的额定电压为6V，它的电流随电压变化的图象如图乙所示。

（1）当只闭合开关S1时，将滑动变阻器R1的滑片调到中点，此时小灯泡恰好正常发光。求电源电压和小灯泡的额定功率；
（2）当只闭合开关S2时，此时电流表的示数为0.4A，求电阻R2的阻值，小灯泡的实际功率；
（3）当只闭合开关S2时，通电1min，求电流通过电阻R2产生的热量。