初中物理九年级第十八章焦耳定律和电功率综合讲义

授课内容 C-焦

耳定律 C-电路类型 T-电功率检测 星 级

★★★ ★★★ ★★★ 教学目的与目标

1、能根据焦耳定律解决电热综合题；

2、能在实际电路中选择合适公式解题；

一、探究电热的影响因素

1、提出问题：电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？

2、猜想与假设：电流通过导体时产生热的多少跟______________________因素有关。

3、设计实验：

电流通过导体时产生的热量与电阻的关系要控制___________相等。

电流通过导体时产生的热量与电流的关系要控制___________相等。

4、进行实验：

（1）电流通过导体时产生的热量与电阻的关系：在____相同时，电阻越大，电阻产生的热量_____。

（2）电流通过导体时产生的热量与电流的关系：在_____相同时，电流越大，电阻产生的热量___。

5、分析论证、得出结论：

结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件下，______________________________________

结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下，_______________________________ 。

结论3. 在通电电流和电阻相同的条件下，_____________________________。

二、焦耳定律

1、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。

2、公式： Q=I 2Rt

3、当电流做的功全部转化为内能时：

由于 W=UIt ，U=IR 所以UIt W Q ==Rt I t R

U 22

== 问题：电吹风工作时，消耗了1000J 的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J 吗？

知识点睛

C —焦耳定律

温度

C．把两根相同的电热丝放在质量和初温相同的煤油瓶中，分别通过不同的电流，通电时间相同，比较煤油瓶中的煤油上升的温度

D．把两根不同的电热丝并联，分别放在质量和初温相同的煤油瓶中，通电时间相同，比较煤油瓶中的煤油上升的温度答案：C

5．（2013乐山）下列关于如图1所示实验的说法中错误的是（）

图1

A．该实验研究的是电流的热效应

B．实验中采用了控制变量法

C．观察实验现象可知：在其它条件相同时，电阻越大，电流做功放出的热量越少

D．实验中是通过观察温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生热量的多少

答案：C

6．小明家新买一规格为“800W”的电热水壶，他经过几次使用后发现：晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长，你认为主要原因是（）

A．晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端的电压

B．晚间大气压升高，水的沸点升高，需要的热量比早晨多

C．晚间环境温度比早晨的温度偏低

D．晚间烧水时热量散失比早晨多

答案：A

7．在电学中有这样一个问题：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？对此同学甲这样解释：因为导线电阻很小，电炉丝电阻很大，根据焦耳定律，Q=I2Rt，电流相同，时间相同，热量与导体电阻成正比。同学乙解释为：因为导线电阻很小，电炉丝电阻很大，所以电炉丝两端电压比导线两端电压大得多，电流通过导体产生的热量Q=W=UIt，根据该式，在I、t相同时，热量与导体两端电压成正比。对于同学甲和同学乙的解释，下列观点正确的是（）

A．同学甲和同学乙的解释都不正确

13．额定功率为1000W的电热水壶正常时，将质量为1．5kg的水从20℃加热至100℃，耗时10min，则水要吸收J 的热量，水壶消耗电能为___________J，该水壶的效率为。

答案：5．04×105J 6×105J 84%

14．如果给串联的节日彩灯电路中串联入一个跳泡，它会使电路不断的通、断，使整串彩灯一会儿亮，一会儿灭，一闪一闪的，十分好看。跳泡的结构如图2所示：在常温下，中间竖立的双金属片和旁边的倒L形引线挨在一起，如图甲所示；通电后，电流经双金属片通入灯丝，使跳泡发光。由于跳泡内的灯丝发光，双金属片受热变弯，离开原来的位置，使电路切断，如图乙所示；没有电流通过，双金属片冷却恢复原来形状，又使电畔接通。现有一串这样的节日彩灯接在电源上（电源电压一定），忽然其中几只彩灯熄灭了，其余彩灯虽仍然一亮一灭的发光，但闪光的频率却比原来快了。（1）那几只熄灭的彩灯不亮的原因是________________________；（2）其余彩灯闪光频率加快的原因是________________。

图2

答案：（1）熄灭的彩灯发生短路；（2）几只彩灯由于短路而熄灭，使整串彩灯的总电阻变小，电路中电流变大，跳泡发热加快，使双金属片达到切断电路的温度的时间变短。

三、解答题

15．电熨斗往往采用如图3所示的电路来保温：

（1）电熨斗正常使用时开关S应断开还是闭合？

（2）如果熨斗的电阻丝R的额定功率为400W，灯L标有“PZ220-100”，则当电熨斗处于保温状态时电阻丝R的实际功率是多大？此时整个电路的功率是多大？此时电路总功率比电熨斗正常发热时的功率少了多少？（不考虑温度对灯丝电阻的影响）

图3

答案：（1）S闭合（2）

16．（2013年玉林防城港）如图4所示是一台电热水器铭牌上的部分信息。请根据铭牌提供的信息解答下列问题：[c 水=4．2×103J/(kg?℃)]

（1）若给该电热水器装满水进行加热，使水的温度从22℃升高到62℃，求水吸收的热量。

（2）如果电热水器正常工作时，所产生的热量有80%被水吸收，则上一问题中给水加热的时间是多少？

（3）当电热水器通电后水温达到最高时，为什么与电热水器连接的铜导线却不怎么热？

图4

答案：（1）1．68×106J；（2）1050s；（3）导线与电热丝是串联的，电流相等，但铜导线的电阻很小，根据焦耳定律，在相同时间内产生的热量比电热丝少的多。

（吾日三省吾身）

一、本节课我做的比较好的地方是：

回顾小结