个性化讲义之焦耳定律(附录答案)

学科：物理学段：学生姓名教师联系电话：教学内容焦耳定律

教学目标1、理解用电器的作用是把电能转化为其他形式的能，会计算电流所做的功与电功率．

2、知道焦耳定律，会根据焦耳定律计算用电器产生的电热．

3、知道纯电阻电路与非纯电阻电路的差别，会结合实际问题区分电功和电热

教学重、难点1、探究焦耳定律实验的细节关注

2、相同电压下不同阻值产生的电热分析

3、各类生活电器产生热量的简易计算和处理

知识点一：公式和变形

同一公式中的物理量必须对应同一导体或同一段电路。

知识点二：焦耳定律

例1：小明和小红想利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A中的金属丝是铜丝，电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大。两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度。

(1)通过观察＿＿＿＿＿＿＿＿来判断电流产生的热量的多少。

(2)图中甲、乙两根电阻丝是串联的，这是为了研究电流产生的热量与＿＿＿＿＿＿＿＿的关系。

(3)根据法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的、保持相同。

(4)小红问小明：“打开水龙头就可以得到水，干嘛不用水代替煤油？”对于这个问题，小明与他的同学给出了下列四种答案，你认为最合理的是。

A．因为煤油有颜色便于观察B．因为煤油有比较大的热值

C．因为煤油有比较小的密度D．因为煤油有比较小的比热容

(5)实验中，小明和小红发现烧瓶B中温度计的示数升高的快。这表明：在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越，产生的热量越多。

变式训练1：.小靖和小晖用如图所示的装置探究“电流产生的热量与电阻的关系”。装置中除了R甲＞R乙外，其余条件均相同。

（1）将两电阻丝串联接入电路是为了控制通过电阻丝的________及通电时间相等。实验发现，甲瓶温度计示数升高快，表明该实验条件下，导体的电阻越大，电流产生的热量越______。

（2）小靖提议利用该装置改装成“比较食用油和煤油的吸热能力”的实验。若保持甲的器材不变时，他们除了把乙的煤油换成食用油外，还需更换乙的_________。此外，为了能在通电一段时间后，通过比较两温度计示数的大小来比较食用油和煤油的吸热能力，他们设计的实验必须满足的条件还有____________________。

变式训练2：在探究“导体产生的热量与导体两端的电压、导体的电阻和通电时间关系”的实验中，实验装置如图所示，两烧瓶A、B中煤油质量相等，两只温度计的示数相同，电阻丝的阻值R1>R2。

（1）烧瓶中不装水而装煤油，是因为水的比热容较(选填“大”或“小”)。开关接在干路，是为了控制相同。

（2）闭合开关后，发现B中温度计的示数上升较快。则B中电阻丝放出的热量比A中放出的热量（选填“多”或“少”）。

由此得出结论：当导体两端的电压和通电时间相同时，导体电阻越大，导体产生的热量越（选填“多”或“少”）。

（3）电烘箱高温和低温两档的调节是通过改变接入电路的电阻丝的长度来实现的。由上述实验可知：低温档接入电路的电阻丝比高温档要（选填“长”或“短”）一些。

例2：电炉工作时，电炉丝与导线是联的，通过它们的电流相等。根据定律，在相同情况下，电流通过导体产生的热量跟电阻成。电炉丝的电阻比导线大，因此产生的热量，所以电炉丝比导线热

变式训练1：．电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为( ) A．导线的绝缘皮隔热

B．导线散热比电烙铁快

C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流

D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻

例3．两个电阻R1和R2，且R1＜R2，把它们接到同一电源上，要使相同时间内产生的热量最多，就应该（）A．只用R1B．只用R2

C．R1和R2串联D．R1和R2并联

变式训练1．将阻值为40Ω的电阻丝接在电源两端，通电10min，电流产生的热量是1.5×103J，若将阻值为10Ω的电阻丝接入同一电源的两端，通电10min，电流产生的热量是（）

A．1.5×103J B．3.75×103J

C．7.5×103J D．6.0×103J

变式训练2．用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10min 可烧开一壶水，若将电热丝对折起来接在原来的电路中，则烧开同样一壶水的时间是（不计热量损失）（ ）

A ．2.5min

B ．5min

C ．20min

D ．40min

变式训练3．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t 1；只给另一根通电，煮沸同样一壶水用的时间为t 2。若两根电阻丝并联接到原来的电源上，煮沸同样一壶水需用的时间为t ，则( )

A ．21+=t t t

B ．2

11

+1=

1t t t

C ．1t t ＞

D ．2t t ＞ 例4：5月20日是“中国学生营养日”，学生的膳食结构越来越受到学校、家庭和社会的重视。妈妈为了改善小红的早餐营养，买了一台全自动豆浆机，豆浆机的工作原理示意图和铭牌如下：

（1）计算豆浆机正常工作时的最大电流。

（2）豆浆机做一次豆浆，若电动机累计工作3分钟，电阻丝累计加热12分钟，则总共消耗多少电能？

变式训练：某校师生自制了一台电烘箱．电烘箱的电阻丝通过5A 的电流时，每分钟可产生6.6×104J 的热量．求， (1)此时电阻丝的电功率； (2)此时电阻丝的电阻； (3)此时电阻丝的工作电压。

例5：如图，电动机M 的线圈电阻为0.5Ω，当S 断开时，电流表读数1A ，当S 闭合时，电流表读数3A 。问：

（1）电阻R 为多大？

（2）电动机的机械功率为多大？

（3）电动机工作2min ，电动机线圈产生了多少热量？