人教版九年级全册第4节 焦耳定律优秀教学ppt课件

人教版物理九年级全册

《焦耳定律》分层练习

【基础篇】

一、选择题

1.将规格都是“220 V　100 W”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,下列有关说法错误的是(　　)

A.三个电器产生的热量一样多

B.电流通过三个电器做功一样多

C.三个电器消耗的电能一样多

D.电烙铁产生的热量最多

2.陈师傅在检修一只1 000 W的电炉时,发现电炉丝断了一小截,他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长,这样再接入原电路中时,其实际发热功率将(　　)

A.小于1 000 W　　 B.等于1 000 W

C.大于1 000 W    D.无法判断

3.当温度下降到很低时,部分导体电阻会突然消失,这种现象称为超导现象,假如白炽灯灯丝、电动机内线圈、电饭锅的发热板、电熨斗发热电阻都是用超导材料制作的,则通电后下列说法正确的是(　　)

A.灯仍发光

B.电动机运转且效率比原来更高

C.电饭锅仍能煮饭

D.电熨斗仍能熨衣服

二、填空题

1.如图甲所示,把电阻R与灯L接在3 V的电源上,电阻R与灯L的U-I图像如图乙所示,当S闭合时,电路消耗的功率为　　　 W,通电2 min电阻R产生的热量为　　　　 J。 

2.甲、乙两只电炉分别标有“220 V　500 W”和“220 V  1 000 W”字样,把它们串联在220 V的电路中。在相同时间内产生热量较多的是　　　　,将它们并联在电路中,产生热量较多的是　　　　(选填“甲”或“乙”)。串联时甲电炉消耗的电功率与并联时甲电炉消耗的电功率的比值为　　　　　　　。 

【能力篇】

一、选择题

1.关于电热和电热器有以下几种说法,正确的是(　　)

A.电热只有积极作用而无消极作用

B.电热器的电阻越大,电流通过它时产生的热量就越多

C.电炉、电烤箱、电吹风、电熨斗、电风扇等都是电热器

D.500 W的电热器连续正常工作2 h就消耗 1 kW·h 的电能

2.下图是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后,右侧U形管中液面高度差比左侧的大。下列说法正确的是(　　)

A.左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大

B.该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系

C.该装置可以用来探究电流通过导体产生热量跟电阻大小的关系

D.U形管中液面高度发生变化是由U形管中液体的热胀冷缩造成的

3.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,主要原因是(　　)

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.导线的电阻远小于电阻丝的电阻

D.导线散热比电阻丝快

二、填空题

1.探究电流通过导体时产生的热量与什么因素有关的实验中。

如图甲和乙所示,两透明容器中密封着等质量的空气,两容器中的电阻丝串联起来连接到电源两端,通电一定时间后,比较两个U形管中液面高度差的变化。

(1)在图甲中,通过两电热丝的电流　　　　;该实验是探究电流通过导体产生的热量与导体的　　　　的关系。 

(2)图乙所示实验是探究电流通过导体产生的热量与通过导体的　　　　的关系。 

(3)在该实验中,我们是通过观察U形管中液面的　　　　　来比较各容器中电热丝产生热量的多少的。 

(4)英国物理学家焦耳通过大量实验,最先精确地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,即焦耳定律,其表达式为　　　　　。 

【拔高篇】

解答题

1.电吹风是现代家庭常用的电器,右图是小华家中使用的电吹风。使用过程中,她发现电吹风既可以吹热风,又可以吹冷风。根据这个现象她断定:在电吹风中有带有风扇的电动机和可以发热的电热丝。根据电吹风能够单独输出冷风的现象,她认为电动机和电热丝是并联的。图甲、乙是她根据现象分析画出的两个电路图。

(1)你认为上述两个电路,哪一个更符合实际情况?

(2)小华查看说明书得知,该型号电吹风的正常工作电压为220 V,且吹热风时的功率为460 W,吹冷风时的功率为20 W,求电吹风正常工作且吹热风时,电热丝的功率、电阻及1 min内电流通过电热丝所产生的热量。

同步练习答案

【基础篇】

一、选择题  

1.A　三个电器都在额定电压下工作,实际功率相同,都是100 W,相同时间内电流通过三个电器做的功以及消耗的电能一样多;电风扇工作时,电能转化成内能和机械能;电视机工作时,电能转化成内能、光能和声能;电烙铁工作时,电能全部转化成内能;电器转化成的内能越多,产生的热量越多,因此相同时间内,电烙铁产生的热量最多,故选A。

2.A　由题意可知,修补电路所用的电炉丝与原来的电炉丝长度、材料相同,但横截面积较小,因此电炉丝修补后的电阻比原来增大了,根据公式P=可知,在U不变,R增大时,P将减小,因此选项A正确。

3.B　白炽灯发光、电饭锅煮饭、电熨斗熨衣服都是利用电流热效应来工作的,假如它们用超导材料制作,由于电阻为0,根据焦耳定律Q=I2Rt,可知它们都不能工作。而电动机工作时电能主要转化为机械能,由于电流热效应,同时线圈发热,如果线圈电阻为0,则电能全部转化为机械能,减少了能量损耗。

二、填空题

1.解析 由题图甲可知,电阻R与灯L并联接在3 V的电源上,因并联电路各支路两端的电压相等,则电阻R与灯L的电压都为3 V;由题图乙可知,通过电阻R与灯L的电流IR=IL=0.3 A,电路中的总电流I=IR+IL=0.3 A+0.3 A=0.6 A,电路消耗的功率P=UI=3 V×0.6 A=1.8 W;通电2 min电阻R产生的热量Q=WR=UIRt=3 V×0.3 A×2×60 s=108 J。

答案 1.8　108

2.解析 由P=得,电炉的电阻R=,因为甲、乙两只电炉的额定电压相同,额定功率P甲<P乙,所以甲、乙两只电炉的电阻R甲>R乙,通过甲、乙两只电炉的电流I甲=I乙,根据Q=I2Rt可知,在相同时间内产生的热量Q甲>Q乙,故串联时产生热量较大的是甲;将它们并联在220 V电路上,根据并联电路中各支路两端的电压相等,即U甲=U乙=220 V,可知两电炉的实际功率等于额定功率,即P甲=500 W,P乙=1 000 W,根据Q=W=Pt可知,在相同时间内产生的热量Q甲<Q乙,故并联时产生热量较大的是乙;甲电炉的电阻为R甲==96.8 Ω,乙电炉的电阻为R乙==48.4 Ω,串联在220 V电路中甲消耗的实际功率为P实甲=R甲=×R甲=×96.8 Ω≈222 W;当甲电炉并联在220 V电路中时,P实甲'=P额甲=500 W,所以两种情况下甲消耗的功率的比值为P实甲∶P实甲'=0.44。

答案 甲　乙　0.44

【能力篇】

一、选择题

1.D　电热既有利也有害,选项A错误;根据Q=I2Rt,电流通过电热器产生的热量由电流I、电阻R和通电时间t共同决定,电阻越大,产生的热量不一定越多,选项B错误;电吹风、电风扇不是电热器,选项C错误;500 W的电热器连续正常工作2 h,消耗的电能W=Pt=0.5 kW×2 h=1 kW·h,故选项D正确。

2.C　容器中的两个电阻丝串联,通过它们的电流I与通电时间t相同,由焦耳定律Q=I2Rt可知,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,故A错误;在装置中,容器中的两个电阻丝串联,通过它们的电流I与通电时间t相同,左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻,所以实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系,故B错误,C正确;U形管中液面高度发生变化是由透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的,故D错误。

3.C　电炉在使用时,电阻丝和导线串联,I电阻丝=I导线,通电时间t相同,因为Q=I2Rt,R电阻丝>R导线,所以电流产生的热量:Q电阻丝>Q导线,从而出现电阻丝热得发烫,但跟电炉丝连接的导线却不发烫的现象,故C符合题意。

二、填空题

1.答案 (1)相等　电阻　(2)电流　(3)高度差

(4)电阻　通电时间　Q=I2Rt

【拔高篇】

解答题

1.解析  (1)根据电吹风既可以吹热风,又可以吹冷风的现象,可知电路是并联的。当电动机单独工作时,吹冷风,当电动机和电热丝同时工作时,吹热风,可知乙图更符合实际情况。(2)电吹风正常工作且吹热风时,电热丝的功率P=460 W-20 W=440 W。电热丝的电阻R==110 Ω。1 min 内电流通过电热丝所产生的热量Q=Pt=440 W×60 s=26 400 J。

答案 (1)乙

(2)440 W　110 Ω　26 400 J