九年级物理全册 第十八章 第4节焦耳定律习题课件 (新版)新人教版
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九年级物理全册第18章电功率第4节焦耳定律课件(新版)新人教版
.[c水=4.2×701%03J/(kg·℃)]
〔解析〕 水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2 kg×(80
℃-30 ℃)=4.2×105J;电热壶正常工作时的功率为1000 W,工作10 min消 耗(xiāohào)的电能W=Pt=1000 W×600 s=6×105J,电热壶Q烧W吸水的46.效2率1100η55= =70%.
是
.
〔解析〕 R1和R2串联在电路中,则通过它们(tā men)的电流I相等,根据公式Q=I2Rt
可知,在相同的时间内,R1和R2上产生的热量跟它们(tā men)的阻值成正比,则
Q1∶Q2=R1∶R2=2∶1.
【解题归纳】 在电流和通电时间相等的条件下,由公式Q=I2Rt,电流 通过导体产生的热量与电阻成正比,电阻越大,产生的热量越多.
第十三页，共18页。
例8 [实验评估题]小明猜想电流通过(tōngguò)导体产生的热量与电流、电阻和通电
时间有关.为了探究“电流通过(tōngguò)导体产生的热量与电流是否有关”,所用的实验
器材有:稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个;绝热的塑料盒一个,盒内密
封着空气,盒内电阻丝的阻值是10 Ω,插在盒中温度计的量程是0~100 ℃;导线若干.
(2)R1和R2的电阻值各是多大? (3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有200 V,加热效率为80%,若将装满水箱的 水从20 ℃加热至100 ℃,需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3, 忽略温度对电阻的影响]
〔解析(jiě xī)〕 (1)由电路图可知,开关S0断开时两电阻串联,
=
U2 t R1 U2
人教版九年级物理第18章第4节《焦耳定律》课件
R
在实际问题中主要涉及电炉、电饭锅、电烤箱等电热器. 2.比较导体放出热量多少. (1)在电流相同时，根据Q=W=I2Rt，电阻越大，相同时间内 放出的热量越多； (2)在电压相同时，根据 Q W U2 t，电阻越小，相同时间
R
内放出的热量越多.
(1)在并联电路中，电阻两端的电压相同，
U2
电热功率:
P1 P2
R1 U2
R2 R1
R2
(2)在串联电路中，通过电阻中的电流相等，电热功率
P1 P2
I2R1 I2R 2
R1 R2
考考你
电炉丝和导线通过的电 流相同。为什么电炉丝 热的发红，而导线却几 乎不发热？
原因：导线与电热丝串联，电流、时间 都相同，导线电阻远小于电炉丝电阻， 依Q= I2Rt所以导线产生的热量少。
想想议议
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越 小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是 按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量 越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内 产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说， 电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件 是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式 时应该特别注意条件。
消耗的电能（总的）为： W=UIt=220V×0.3A×300s=19800J 机械能(有用）：19800J-5400J=14400J
效率=有用/总的：=14400J/19800J=72.7%
二、电热的计算 1.消耗的电能全部转化为热能的用电器(纯电阻电路)，消 耗的电能等于放出的热量，即I2Rt =Q=W=Pt=UIt U2 t，
电功 = 电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R
在实际问题中主要涉及电炉、电饭锅、电烤箱等电热器. 2.比较导体放出热量多少. (1)在电流相同时，根据Q=W=I2Rt，电阻越大，相同时间内 放出的热量越多； (2)在电压相同时，根据 Q W U2 t，电阻越小，相同时间
R
内放出的热量越多.
(1)在并联电路中，电阻两端的电压相同，
U2
电热功率:
P1 P2
R1 U2
R2 R1
R2
(2)在串联电路中，通过电阻中的电流相等，电热功率
P1 P2
I2R1 I2R 2
R1 R2
考考你
电炉丝和导线通过的电 流相同。为什么电炉丝 热的发红，而导线却几 乎不发热？
原因：导线与电热丝串联，电流、时间 都相同，导线电阻远小于电炉丝电阻， 依Q= I2Rt所以导线产生的热量少。
想想议议
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越 小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是 按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量 越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内 产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说， 电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件 是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式 时应该特别注意条件。
消耗的电能（总的）为： W=UIt=220V×0.3A×300s=19800J 机械能(有用）：19800J-5400J=14400J
效率=有用/总的：=14400J/19800J=72.7%
二、电热的计算 1.消耗的电能全部转化为热能的用电器(纯电阻电路)，消 耗的电能等于放出的热量，即I2Rt =Q=W=Pt=UIt U2 t，
电功 = 电热：W=Q = UIt =I2Rt =U2t/R
第十八章第4节焦耳定律PPT课件(人教版)
知识要点
1. 电流的热效应：电能转化为内能。 2. 焦耳定律：电流通过导体时产生的热量与电流的平方成正比，与 导体的电阻成正比，与通电时间成正比。
公式：Q I 2Rt 。
电热的影响因素：通过导体的电流、导体的电阻、通电时间。
当电能全部转化为内能：Q W UIt=I 2Rt 。
3. 电热的利用与控制。
发现很热，而其他用电器仍正常工作，请你用所学的物理 知识帮小洁分析一下，产生这一现象的原因是（ C ）。
A. 电压太高 B. 导线太粗 C. 导线太细 D. 导线太短
实验探究
【解析】电流和通电时间相等，由 Q I 2Rt可知，电源线很热，说明电源线
电阻产生的热量多，电源线电阻比较大。导体的电阻与导体材料、导体长度 、导体横截面积有关，电饭锅电源线的材料、长度一定，电阻较大，是因为 电源线横截面积太小，电源线太细造成的。
焦耳定律
知识点一：电流的热效应 定义：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫作电流的热效应。 影响因素：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量 越多；在电流和电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 电热的利用与控制 （1）电热器原理：由于电流通过导体，导体对电流的阻碍作用，而电流 要克服导体的阻力要做功，因为能的转化是靠做功来量度的，所以电流 做多少功，就有多少电能转化成热能。这就是电阻式电热器的加热原理。
实验探究
【解析】电炉在使用时，电炉丝和导线串联，在串联电路中，电路处处相等
，即I电炉丝 =I导线 ，通电时间t相同，根据Q I 2 Rt ，因为R电炉丝 R导线 ，
所以电流产生的热量Q电炉丝 Q导线 ，从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝
相连的导线却不怎么发热的现象。
人教版初中物理九年级全册第十八章第4节第2课时焦耳定律习题课件
能力提升
11.某电热器有两根电阻丝，只给一根通电，煮沸一壶水用的 时间为t1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t2。 若两根电阻丝并联接到本来的电源上，煮沸同样一壶水需用
的时间为t，则（ B ）
A．t= t1 ＋ t2
B．1 = 1 ＋ 1
t
t1
t2
C．t> t1
D．t> t2
12. （202X广东）小明家的台灯是通过电位器来 调节亮度的。他猜想：台灯变亮时电位器消耗电 能的功率会变小，为此他设计了图K18-4-10甲所 示的电路进行探究。已知电源电压为4 V并保持 图K18-4-10 不变，电压表（0~3 V）2个，电流表（0~0.6 A），滑动变阻器规 格为“20 Ω 1 A”，小灯泡L标有“2.5 V 1.25 W”的字样。（忽 略温度对灯丝电阻的影响） （1） 电路中a是_电__流___表，b是__电__压__表。
2. 计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的 是（ C ） A. UIt B. C. D. 前面三个都可以
3. 电阻R1、R2并联起来接在电路中，消耗的功率之比为 4∶3，如果R1、R2串联在电路中，则R1、R2消耗的功率之 比为（ B ） A. 4∶3 B. 3∶4 C. 16∶9 D. 9∶16
（2）实验中，小灯泡正常发光时电流表的示数为__0_.5__A。
（3） 根据实验数据，绘制出滑动变阻器
的电功率PR与小灯泡的电功率PL的关系如 图K18-4-10乙所示。由图可知：小灯泡的
电功率（亮度）变大时，滑动变阻器的电功率_先__变__大__后__变__小___。
（4） 假设实验所用的小灯泡能承受的最大电压可以高出其额定
10. 某一天晚上睡觉前，小文同学用 有预约功能的电饭煲为家人煲粥，
第十八章第四节焦耳定律课件人教版九年级全一册物理
例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端， 在5min内共产生多少热量？
36V 60Ω
Q = I 2Rt=(0.6A)2x5x60s=6482J
动手动脑学物理
练习1：某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时， 1min产生多少焦耳的热量？
练习2：一只额定功率是450W的电饭锅，在额 定电压下使用，每分钟产生多少热量？
自学检测（一）
√
√
√
图中几种电器，利用 电流热效应工作的有？
一、电流的热效应
电流通过导体时，电能转化成 内能，这种现象叫做电流的热效应。
二、实验探究
提出问题 电流通过导体时，产生的热量多少与哪些因素有关？
二、实验探究
猜想与假设 思考:
1、白炽灯和电熨斗在家庭电路中，工作相同时间，为什么发热程度不同？ 2、为什么电炉工作时，电炉丝热的发红，而与之串联导线却几乎不发热？ 3、同一白炽灯通电时间长，相较于通电时间短，产生热量？
公式： Q = I 2 R t
意义： 热量 电流 电阻 时间
单位： J A Ω s
三、焦耳定律
问题解决：电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉 丝热得发红，而导线却几乎不发热？
焦耳定律：
Q = I 2Rt
三、焦耳定律
例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端， 在5min内共产生多少热量？
三、焦耳定律
设计实验
实验三：探究电热与通电时间的关系
对照视察同一电阻通电时间 不同时，U型管液面高度变化
结果分析及结论
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。
结果分析及结论
在电阻相同、时间相同的情况 下，通过电阻的电流越大，这个电 阻产生的热量越多。
36V 60Ω
Q = I 2Rt=(0.6A)2x5x60s=6482J
动手动脑学物理
练习1：某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时， 1min产生多少焦耳的热量？
练习2：一只额定功率是450W的电饭锅，在额 定电压下使用，每分钟产生多少热量？
自学检测（一）
√
√
√
图中几种电器，利用 电流热效应工作的有？
一、电流的热效应
电流通过导体时，电能转化成 内能，这种现象叫做电流的热效应。
二、实验探究
提出问题 电流通过导体时，产生的热量多少与哪些因素有关？
二、实验探究
猜想与假设 思考:
1、白炽灯和电熨斗在家庭电路中，工作相同时间，为什么发热程度不同？ 2、为什么电炉工作时，电炉丝热的发红，而与之串联导线却几乎不发热？ 3、同一白炽灯通电时间长，相较于通电时间短，产生热量？
公式： Q = I 2 R t
意义： 热量 电流 电阻 时间
单位： J A Ω s
三、焦耳定律
问题解决：电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉 丝热得发红，而导线却几乎不发热？
焦耳定律：
Q = I 2Rt
三、焦耳定律
例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端， 在5min内共产生多少热量？
三、焦耳定律
设计实验
实验三：探究电热与通电时间的关系
对照视察同一电阻通电时间 不同时，U型管液面高度变化
结果分析及结论
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。
结果分析及结论
在电阻相同、时间相同的情况 下，通过电阻的电流越大，这个电 阻产生的热量越多。
九年级物理全册第十八章第4节焦耳定律课件(新版)新人教版
三、电热的利用和防止电热带来的危害
生活中电热的利用：
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。
三、电热的利用和防止电热带来的危害
防止电热带来的危害
小结
一、电流的热效应 定义：电流通过导体时，电能转化成内能，这种 本节课中你学到了什么？ 现象叫做电流的热效应。 二、焦耳定律 表述：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方 成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比。 公式：Q = I 2 R t 三、电热的利用和防止 1．利用：电暖气、电烤箱、电熨斗。 2．防止：隔热涂层、散热扇。
思考：电熨斗通电一段时间后变得发烫，而连接
电熨斗为导线的电阻要远小于电熨斗电热丝的电阻。
小结
一、电流的热效应 定义：电流通过导体时，电能转化成内能，这种 现象叫做电流的热效应。 二、焦耳定律 表述：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方 成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比。 公式：Q = I 2 R t 三、电热的利用和防止 1．利用：电暖气、电烤箱、电熨斗。 2．防止：隔热涂层、散热扇。
这种现象说明了什么？
一、 电流的热效应
电热扇
电烤箱
电热水壶
电流通过导体时电能转化成内能，这种 现象叫做电流的热效应。
练习：如图所示的常见电器中，不是利用电流 热效应工作的是（ B ）；
A.电炉
B.电动机
C.电饭煲
D.电熨斗
体验电热
器材：自制电热手套
15Ω
10Ω
体验一：请尝试分别戴上两只手套，通电一段时间 后感受一下两只手套的发热情况是否一样？
解: （1）消耗的电能：W = UIt
=220V×3A×3600 s
新人教版九年级物理全册课件18.4焦耳定律(共16张PPT)
Q=W= UIt
。
第4节 焦耳定律
• 新知四焦耳定律的应用
• ●阅读课本P101“电热的利用和防止”的内容， 联系生活，回答下列问题。
• 1．电热器是利用电流的 热 效应而制成的发热设 备。它在工作过程中将 电 能全部转化成 内 能。
• 2．常见的电热器有：
、
提示：利用电流、的热效应工作
、 等。
• 3．电热器的主要组成部分是发热体，根据焦耳定 律Q=I2Rt可知，发热体是由电阻 大 、熔点 高 的 合金制成的。
• 4.探究三：探究电阻和电流相同时，电流通过导体产生 的热量与 通电时间 的关系。改装如图18.4-3所示的 实验装置。
• 5.交流总结：电流通过导体产生的热量与 电流 、 通电时间 、 导体的电阻 有关，且电阻越 大 ， 电流越 大 ，通电时间越 长 ，产生的热量越多。
第4节 焦耳定律
• 新知三焦耳定律
• ●阅读课本P100“焦耳定律”的内容，回答下列问题。
• 1．焦耳定律的公式： Q=I2Rt 。
• 2．写出公式中各符号的意义及单位：
Q是热量，单位焦耳（J） ；
I是电流，单位安培（A） ；
R是电阻，单位欧姆（ Ω ）；
t是加热时间，单位秒（s）
。
• 3．热量Q与电能W的关系： 在满足 电能全部转化为内能 的条件下，有
第4节 焦耳定律
• 4．电热的利用有两个方面： • (1)利用电热物体 加热 （如电热器的应用）; • (2)利用电热来 驱潮 （潮湿天气，如电视机、
电脑等家用电器不使用时都要定时开机）。 • 5．在生活中，电热有有利的一面，也有不利的一
面。如用电器长时间连续工作，常常会由于电热 而导致 温度 过高，烧坏内部的元件，因此， 家用电器常常在外部设计 散热窗 和在内部安 装 微型风扇 来帮助散热。
新人教版九年级物理第十八章第四节焦耳定律 (共27张PPT)
设计实验
讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关， 应用什么方法去研究？
控制变量法 讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见 的物理量？
利用物理量产生的效应来观察不可见的物理 量的方法叫转换法。
原理：利用气体的热胀冷缩。 器材：两个透明容器中密封着等量的空气， 容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的 变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电 热的多少。
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。他的研究为能量守 恒定律奠定了基础。
焦耳
焦耳定律 内容：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。
热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表 示，时间用t表示，则焦耳定律可表示为：
电热的危害和防止
防止方法：散热窗、散热片、散热风扇、通风等
结束
课堂小结
1、电流通过导体时，电转化为热的现象， 叫电流的热效应。
2、焦耳定律：Q=I²Rt 3、利用电流热效应来工作的用电器叫电热器， 电热器的发热体：电阻大、熔点大。 4、要从通风、散热等角度来有效地防止电 热的危害。
课堂练习
1.将规格都是“220V 100W”的一台
3.一台直流电动机，线圈电阻为0.5Ω，接在 12V的电源上时，通过的电流为2A，（1）这台 电动机工作5min消耗多少电能？（2）有多少 电能转化为机械能？
解：（1）消耗的电能： W=UIt=12V×2A×300 s=7200J （2）五分钟，电流通过电动机产生的热量： Q = I2Rt=(2A)2×0.5 Ω×300 s= 6 00 J W机=W-Q=7200J-600J=6600J
实验2：研究电热与电流关系
九年级物理全册《18.4焦耳定律》课件(新版)新人教版
焦耳是英国物理学家.他一生的大 部分时间是在实验室里度过的.1840年， 焦耳通过大量的实验终于确定了电流 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(tōng diàn)时间成正比，这个规律就是焦耳 定律。
焦耳致力于热功当量的精确测定达40年之久.他 用实验证明“功”和“热量”之间有确定的关系 (guān xì)，为热力学第一定律的建立确定了牢固的 实验基础.
第十九页，共20页。
谢谢(xiè xie)！ 祝同学们学习进步
第二十页，共20页。
物应理 变量 化：(biànhuà)
电流
怎的样物才理能量使：相同的电阻通过的电流不相等呢？源自设计实验R=5Ω I
R=5Ω I1
实验表明：
R=5Ω A
I = 2I1
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。
第九页，共20页。
刚才观察(guānchá)：在电阻和电流不变的情通况电下时，间加长，
第十二页，共20页。
我们学习了焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)，怎样回答前面 的问题？
导线和电炉丝串联，通过的电流 相同，为什么电炉丝热得发红， 而导线却几乎(jīhū)不发热呢？
答：电炉通过导线接到电路中， 导线中的电流跟电炉丝中的电流 相等，但电炉丝的电阻比连接电 炉丝的导线电阻大得多，根据焦 耳定律Q=I2Rt可知，电流相等 时，电阻大的，相同时间里产生 的热量较多，所以电炉丝很热，
第十三页，共20页。
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)的理论推导
电流通过导体时电能全部转化为内能，消耗(xiāohào) 的电能全部用来产生热量（纯电阻导体）
电流(diànliú)对纯电阻导体时所做电
人教版九年级物理全册第十八章4焦耳定律课件
A.一样的 B．电风扇最多 C．电烙铁最多 D．日光灯最多
• （4）如右图所示的探究影响 电流热效应的因素的实验设计 与教材图18.4-2相比较，思考 设计中运用的试验方法相同吗 ？右图的烧瓶内是煤油，而图 18.4-2内是空气，比较两种实 验效果哪个更好？为什么？右 图通过温度计的示数来反映加 热的效果，而图18.4-2是通过U 型管内液面的高度差来反映加 热的效果，哪个更好？说说你 的理由。
实验2：研究电热与电流关系
R=5Ω
R=5Ω I
I1 R=5Ω
I = 2I1
A
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。
焦耳（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。他的研究为能量守 恒定律奠定了基础。
焦耳
焦耳定律 内容：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。
热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表 示，时间用t表示，则焦耳定律可表示为：
Q = I2Rt
当堂训练（一）
• （1）、下列用电器中利用电流热效应的是 （）
• A.电视机 • B.电热毯 • C.电风扇 • D.电脑
设计实验
讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关， 应用什么方法去研究？
控制变量法 讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见 的物理量？
利用物理量产生的效应来观察不可见的物理 量的方法叫转换法。
原理：利用气体的热胀冷缩。 器材：两个透明容器中密封着等量的空气， 容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的 变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电 热的多少。
• （4）如右图所示的探究影响 电流热效应的因素的实验设计 与教材图18.4-2相比较，思考 设计中运用的试验方法相同吗 ？右图的烧瓶内是煤油，而图 18.4-2内是空气，比较两种实 验效果哪个更好？为什么？右 图通过温度计的示数来反映加 热的效果，而图18.4-2是通过U 型管内液面的高度差来反映加 热的效果，哪个更好？说说你 的理由。
实验2：研究电热与电流关系
R=5Ω
R=5Ω I
I1 R=5Ω
I = 2I1
A
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。
焦耳（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。他的研究为能量守 恒定律奠定了基础。
焦耳
焦耳定律 内容：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。
热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表 示，时间用t表示，则焦耳定律可表示为：
Q = I2Rt
当堂训练（一）
• （1）、下列用电器中利用电流热效应的是 （）
• A.电视机 • B.电热毯 • C.电风扇 • D.电脑
设计实验
讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关， 应用什么方法去研究？
控制变量法 讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见 的物理量？
利用物理量产生的效应来观察不可见的物理 量的方法叫转换法。
原理：利用气体的热胀冷缩。 器材：两个透明容器中密封着等量的空气， 容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的 变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电 热的多少。
九年级物理全册第十八章第4节焦耳定律习题课件(新版)新人教版
知识点二 焦耳定律
1.公式的应用:
应用公式 电热(焦耳定律)
适用范围
基本公式
Q=I2Rt
普遍适用
导出公式
Q= t=UIt
仅适用于纯电阻 电路,W=Q
备注:计算时,公式中的各物理量要对应于同一导体或
同一段电路。
2.串、并联电路中电热与电阻的关系: (1)串联电路:电热与电阻成正比,即Q1∶Q2=R1∶R2。 (2)并联电路:通电时间相同时,电热与电阻成反比,即 Q1∶Q2=R2∶R1。
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电 阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。 此时该装置是探究电流产生的热量跟__________的关 系,一段时间后电阻丝产生的热量__________(选填 “左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。 (3)该实验中用到了控制变量法和__________法。
【易错易混警示】
(1)只有在电能全部转化为内能的电路中,消耗的电能
才等于电热,即Q=W。
(2)电热的求解。
①焦耳定律Q=I2Rt适用于所有电路中电热的求解。
②对于纯电阻电路求电热还可用Q=W=Pt、Q=W=UIt、 Q=W= U2 t。
R
③对于非纯电阻电路求电热只能用Q=I2Rt。
4.电热的利用和防止: (1)电热的利用:_电__热__水__器__、_电__饭__锅__、_电__熨__斗__、养鸡 场的电热孵化器等。 (2)电热的防止:_散__热__孔__、散热片、散热扇等。
知识点一 电流通过导体时产生的热量与哪些因素有 关 1.提出问题:电流通过导体时产生的热量与哪些因素有 关? 2.猜想与假设:电流产生的热量可能与______________ 有关。 参考答案:电流、电阻、通电时间
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【示范题1】(2016·宜昌中考改编)采用如图所示的装 置探究“电流产生的热量跟什么因素有关”,接通电源, 瓶内的空气被加热后膨胀,使U形管中的液面发生变化, 通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发 热多少。
(1)如图所示的是探究电流产生的热量跟__________的 关系,通电一段时间__________(选填“左瓶”或“右 瓶”)内的电阻丝产生的热量多。
【精讲精析】(1)装置中,右边两个5Ω的电阻并联后与 左边5Ω的电阻再串联;根据串联电路的电流特点可知, 右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等,即I右 =I左,两个5Ω的电阻并联,根据并联电路的电流特点可 知I右=I内+I外,比较可知I左>I内;两瓶中电阻相等(均为 5Ω),通电时间相等,电流不同,故探究的是电流产生的 热量跟电流的关系;通电一段时间后,由于电阻相同、
参考答案:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过 电阻的电流越大,电阻产生的热量越多。
5.【交流与讨论】:实验中,加热空气与加热液体相比 有什么优点? 参考答案:一是安全,如果容器内是液体,则液体与电接 触,加热空气不会出现漏电的危险。二是省电,由于加热 的是空气,因此耗电量非常小。三是空气膨胀大,实验效 果更好。
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电 阻丝都放入瓶内,接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少。 此时该装置是探究电流产生的热量跟__________的关 系,一段时间后电阻丝产生的热量__________(选填 “左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多。 (3)该实验中用到了控制变量法和__________法。
第4节 焦耳定律
【新课导思】 我们在使用电暖气时,导线和电暖 气中通过的电流相同,电暖气很热, 而导线却几乎不怎么热,这是为什么?
【目标导学】 1.知道电流的热效应。 2.通过探究,知道电流的热效应与电流、电阻和通电时 间有关。 3.知道焦耳定律,并会应用焦耳定律进行计算。 4.知道电热的利用和防止。
3.实验方法: (1)由于电流产生的热量可能与多个因素有关,故需要 利用__________________法。 (2)实验中,电流通过导体产生热量的多少无法直接显 示,通过________________________显示产生热量的多 少,这种方法为______________。
参考答案:(1)控制变量 (2)U形管中液面的高度差 转换法
参考答案:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻 越大,电阻产生的热量越多
(2)探究电流产生的热量与电流的关系。 ①实验装置:如图所示,两个密闭容器中的电阻一样大, 在右边容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并 联。
②实验现象:通电一段时间后,发现与左边容器相通的U 形管液面高度差较大。 ③实验结论:____________________。
(2)探究电流通过导体时产生热量与电流的关系。 ①实验思路:控制_电__阻__、_通__电__时__间__不变,改变_电__流__。 ②实验结论:电阻、通电时间相同时,_通__过__电__阻__的__电__流__ 越大,电阻产生的热量越多。
3.焦耳定律: (1)确定:英国物理学家_焦__耳__最先精确地确定电流产
根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶内的电阻丝产生的热量 多。 (3)瓶内的空气被加热后膨胀,使U形管中的液面发生变 化,通过观察U形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝 的发热多少。故该实验还用到了转换法。
答案:(1)电流 左瓶 (2)电阻 左瓶 (3)转换
【微点拨】 (1)实验中利用了控制变量法和转换法。 (2)在实验中要使两容器密闭,不能漏气。 (3)实验结束时,要及时断电,防止U形管里的水溢出。
4.进行实验: (1)探究电流产生的热量与电阻的关系。 ①实验装置:如图所示,两个透明容器中密封等量的空 气,两个容器中都有一段电阻丝,两电阻丝串联,且右 容器中的电阻比较大。
②实验现象:通电一段时间后,发现与右边容器相通的U 形管液面高度差较大。 ③实验结论:__________________________。
生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。 (2)内容: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。 (3)公式:_Q_=_I_2R_t_。
(4)电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,没有 同时转化为其他形式的能量,电流产生的热量Q_等__于__消 耗的电能W,即_Q_=_W_=_U_I_t_。
通电时间相同、I左>I内,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,左瓶 内的电阻丝产生的热量多。
(2)让实验装置冷却到初始状态,把右瓶并联的两根电 阻丝都放入瓶内,右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加 热;根据并联电路总电阻的计算公式可得,右瓶中两根 5Ω电阻丝的总电阻为2.5Ω,小于5Ω,即R左>R右;两瓶 内电阻丝的总电阻不相等,通电时间相等,电流相等,故 探究的是电流产生的热量跟电阻的关系;通电一段时间 后,由于电流相同(即I右=I左)、通电时间相同、R左>R右,
【自主预习】 1.电流的热效应: 定义:电流通过导体时_电__能__转化成_内__能__的现象。 2.探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关: (1)探究电流通过导体时产生热量与电阻的关系。 ①实验思路:控制_电__流__、_通__电__时__间__不变,改变_电__阻__。 ②实验结论:电流、通电时间相同时,_电__阻__越大,电阻产 生的热量越多。
4.电热的利用和防止: (1)电热的利用:_电__热__水__器__、_电__饭__锅__、_电__熨__斗__、养鸡 场的电热孵化器等。 (2)电热的防止:_散__热__孔__、散热片、散热扇等。
知识点一 电流通过导体时产生的热量与哪些因素有 关 1.提出问题:电流通过导体时产生的热量与哪些因素有 关? 2.猜想与假设:电流产生的热量可能与______________ 有关。 参考答案:电流、电阻、通电时间