新人教版物理九年级优秀名师课件：焦耳定律第2课时

第十八章
电功率
第四节 焦耳定律
第2课时
1 .学....习...目....标.... 2 .课....前....预...习.... 3 .课...堂....导...案..... 4 .随....堂...检....测.... 5 …课…后…练…案…. 6 …能…力…拓…展….
学习目标
学习目标
学习重点
m＝ρV＝1.0×103 kg/m3×2×10－3 m3＝2 kg， 在1标准大气压下，水的沸点为100 ℃， 水吸收的热量： Q吸＝cm△t＝4.2×103 J/(kg·℃)×2 kg×(100 ℃ －20 ℃)＝6.72×105 J；
随堂检测
(3)当饮水机处于保温状态时，供热电阻的功
率是多少？
V Ω
＝1
A，
则供热电阻 R2 的功率： P2＝I2R2＝(1 A)2×22 Ω ＝22 W.
随堂检测
3.(2018·盐城)在综合实践活动中，小明设计了 一种电热饮水机电路，如图1所示，R1和R2均 为电热丝，S2是自动控制开关，可实现“低档 ”“高档”之间的转换，饮水机工作时功率随 时间的关系图象如图2所示．求：
kW×13 h＝6101kW·h＝6101×3.6×106 J＝6.6×105 J；
随堂检测
(2)饮水机工作时，通过电阻R1的电流；
(2)由图甲可知，当 S1、S2 都闭合时，R1、R2 并联，电 路中电阻较小，由 P＝UR2可知，电功率较大，为“高 档”；当 S1 闭合、S2 断开时，电路中只有 R1，电路中 电阻较大，由 P＝UR2可知，电功率较小，为“低档”；
课堂导案
(1)S和S1都闭合时 电饭锅的电功率； 解：(1)S和S1都闭合时，电路中电流较大，
I总＝3 A，P＝UI＝220 V×3 A＝660 W (2)电热丝R2的阻值； (2)只闭合S，只有R1工作，I＝2 A，S和S1都
闭合时，I总＝I1＋I2＝3 A，所以I2＝3 A－2 A
＝1 A R2＝U/I2＝220 V/1 A＝220 Ω
R2＝12R1＝12×88 Ω ＝44 Ω，因并联电路中各支路两端
的电压相等，所以，R2
的电功率：P2＝UR22＝（24240
V）2 Ω
＝1 100 W，则高温档的电功率：
P 高＝P 低＋P2＝550 W＋1 100 W＝1 650 W；
能力拓展
(3)在额定电压下，高温档工作时将40 kg、初 温20 ℃的水加热至60 ℃需要多长时间？不计 热 量 损 失 ， 水 的 比 热 容 c 水 ＝ 4.2×103 J/(kg·℃) (3)将 40 kg、初温 20 ℃的水加热至 60 ℃时水吸 收 的 热 量 ： Q 吸 ＝ c 水 m(t － t0) ＝ 4.2×103 J/(kg·℃)×40 kg×(60 ℃－20 ℃)＝6.72×106 J， 不计热量损失，则电热水器消耗的电能：
(3)当开关闭合时，R1 被短路，只有 R2 接入电路中，
Hale Waihona Puke 此时处于加热状态，由 P＝UR2得 R2 的阻值：
R2＝PU加2热＝（2222000VW）2＝22 Ω；当开关 S 断开时，
饮水机处于保温状态，两电阻串联，电路的总电阻： R 串＝R1＋R2＝198 Ω ＋22 Ω＝220 Ω，
此时电路中的电流：I＝RU串＝222200
课后练案
1．(2017·潍坊)某型号电饭锅具有保温与加热
两种功能，其简化
电路如下图所示，
R1、R2均为电热丝．
下列说法正确的是( A )
第1题图
A．S1、S2闭合时，电饭锅处于加热状态 B．S1、S2闭合时，电饭锅处于保温状态 C．S1闭合、S2断开时，电饭锅处于加热状态 D．S1断开、S2闭合时，电饭锅处于保温状态
能力拓展
(1)R1的电阻是多大？
(1)由电路图可知，只闭合开关 S1 时， 电路为 R1 的简单电路，此时电路中的 总电阻较大(比并联的总电阻大)，电热 水器的总功率小，处于低温档， R1＝UP2＝（252500 VW）2＝88 Ω；
能力拓展
(2)高温档的电功率是多大？
(2)由电路图可知，闭合开关 S1、S2 时，R1 与 R2 并联， 电热水器处于高温档，由 R1＝2R2 可得，R2 的阻值：
只有R1工作，R1＝U/I＝220 V/5 A＝44 Ω (2)在保温状态下，通过电阻R2的电流是多 少？ (2)S断开，电热水壶处于保温状态时，R1与
R2串联，I2＝I总＝P/U＝165 W/220 V＝
0.75 A
课堂导案
【点拨】电压一定时，电阻越多，电流 越小．开关断开时，有2个电阻，电流 小，电路功率越小，为保温状态；开关 闭合时，只有1个电阻，电流大，电路 功率大，为加热状态．
课堂导案
2．并联型 【例3】 新型电饭锅采用“聪明火”技术， 智能化地控制食物在不同时间段的温度，以 得到最佳的营养和口感，其简化电路如图1 所示．R1和R2均为电热丝，S、S1都闭合时 为加热烧煮状态，S闭合、S1断开时为保温 焖饭状态．煮饭时，把电饭锅接入220 V电 路中，在电饭锅工作的30 min内，电路中总 电流随时间变化的图象如图2所示．求：
随堂检测
(1)30 min内电路消耗的总电能；
解：(1)由图乙知，高档功率： P 高＝660 W＝0.66 kW，t1＝10 min＝16 h； 低档功率：P 低＝220 W＝0.22 kW， t2＝20 min＝6200 h＝13 h； 30 min 内电路消耗的总电能： W＝W1＋W2＝P 高 t1＋P 低 t2＝0.66 kW×16h ＋0.22
W＝Q 吸＝6.72×106 J，t′＝PW高＝6.1726×501W06 J≈
4 072.7 s.
感谢聆听
课堂导案
(3)这30 min内电饭锅产生的热量． (3)Q＝W＝U1I1t1＋U2I2t2＝220 V×3 A×15×60 S＋220 V×2 A×15×60 S
＝9.9×105 J 【点拨】并联电路，I总＝I1＋I2，开关都闭 合，2个电阻同时工作，电流大，功率大， 为加热状态；支路开关断开，只有1个电阻 工作，电流小，功率小，为保温状态．
1.会进行电热的计
算. 2.会区分保温加热 电路以及相关计
保温加热电路的 区分及计算.
算．
课前预习
1．电功率的计算P＝UI＝__I_2_R______
Ｕ2 ＝____Ｒ______． 2．对于电热器，Q＝W电＝___Ｐ__t_____ ＝__I_2R__t_____＝___ＵＲ__2__t___＝____U_I_t____．
课后练案
2．(2018·曲靖)如上图是 某种电砂锅的工作电路图， S是温控开关，当S闭
合时，电砂锅处于__加___热_____
(选填“加热”或“保温”)状态；电砂锅加热 时功率为1 100 W，保温时功率为55 W．则电
阻R2为___8_3__6____Ω.
课后练案
3．(2018·鄂尔多斯)电热水壶是人常用的家 用电器．若家庭电路中只有电热水壶工作， 标有“3 000 r/(kW·h)”的电能表的铝盘在 10 min内转了500 r，则电热水壶消耗的电 能为__6_×__1_0__5__J．如加热效率为90%，则水 吸收的热量为_5_._4_×__1_0_5__J．如果水吸收的这 部分热量用煤气来加热，至少需要完全燃烧 煤气 __1_._3_5_×__1_0__－_2____m3(不考虑热量损失， q煤气＝4×107 J/m3)．
R2接入电路中，电路中电阻较小，电源电 压不变，由P＝U2 可知，S闭合时为加热状
R 态，S断开时为保温状态；
随堂检测
(2)现将装满水箱的水烧开，水吸收的热量是
多少？[水的初温为20 ℃，在1标准大气压下
， c 水 ＝ 4.2×103 J/(kg·℃) ， ρ 水 ＝ 1.0×103 k(2g)/由mρ3＝] mV 可得水的质量：
课堂导案
一、电热器电热的计算 【例1】一只额定功率是450 W的电饭锅 ，在220 V的额定电压下使用，每分钟产 生__2_7__0_0_0___J的热量． 解：Q＝W电＝Pt＝450 W×60 s＝27 000 J. 【点拨】电饭锅是电热器，把电能全部转 化为热量，Q＝W电＝Pt.
课堂导案
二、保温加热电路 该类电路通常有两种状态，电功率大的 为加热状态(高温档)，电功率小的为保 温状态(低温档)． 1．串联型
课堂导案
【例2】 某保温电热水壶电路如右图 ，S是温控开关，R1为加热器．电热水 壶处于加热状态时，电路中的电流是5 A；当水烧开后，电热水壶处于保温 状态，此时电热水壶 的电功率为165 W． (不考虑温度对电阻 阻值的影响)，求：
课堂导案
(1)加热电阻R1的阻值是多大？ 解：(1)S闭合，电热水壶处于加热状态时，
型号 YSJ－66 额定电压 220 V 加热功率 2 200 W 水箱容积 2 L
频率 50 Hz
图1
图2
图3
随堂检测
(1) 当 开 关 ___闭__合_____ 时 ( 选 填 “ 断 开 ” 或 “ 闭合”)，饮水机处于加热状态． (1)由图可知，当开关断开时，两电阻串联 ，电路中电阻较大；当开关闭合时，只有
由
P＝UI
可得通过
R1
的电流：I1＝PU低＝222200
V Ω
＝1
A；
随堂检测
(3)电阻R2的阻值． (3)从“低档”到“高档”，只是并联了 R2， 电源电压不变，R1 的功率不变，则 R2 的功率： P2＝P 高－P 低＝660 W－220 W＝440 W， 由 P＝UR2可得：R2＝UP22＝（242400 VW）2＝110 Ω.
(2)加热所需要的时间. (可2)得设，所t需＝时Wt 间＝为5.t22，050则×01由W06QJ＝＝2W6，25P＝s Wt ，