【人教版初三物理】焦耳定律 教案

【人教版初三物理】焦耳定律 教案
【人教版初三物理】焦耳定律 教案

适用学科
初中物理
适用年级
初三
适用区域 人教版区域
课时时长(分钟)
2 课时
知识点 1.电流的热效应
2.焦耳定律
3.电热的利用和防止
教学目标 1.能通过实例,认识电流的热效应。
2.能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关,知道焦耳定律。
3.会用焦耳定律进行计算,会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。
教学重点 通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,并确定研究方法及实验操作中各个环
节应注意的问题。
教学难点 对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。
教学过程
一电、流在导电入路中做功,可以将电能转化为其它形式的能,如电动机、电灯发光、电视机工
作……。当这些用电器工作一段时间后,我们触摸它们的有关部位,会有什么感觉?这是什 么原因? 基础知识回顾
1.能量的种类你能知道哪些?(电能,热能,光能,风能,机械能等) 2.能量守恒定律:能量既不会凭空消灭,也不会凭空产生,它只会从一种形式转化为 其他形式,或者从一个物体转移到其他物体,而在转化和转移的过程中,能量的总量保持不 变。
二、知识讲解
考点 1 电流的热效应

生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生。如图 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。 在研究电流的热效应时,有个问题值得我们思考: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? 提出问题 电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关? 猜想与假设 提示:电热是电流通过电阻时产生的热量,电路中有电压不一定有电流,所以电压对电
流通过电阻产生热量的多少没有影响。(排除电压这个物理量) 电流通过导体产生热量的多少与有关。 你能结合实例说出这三个因素对电热的影响吗? 电流、电阻、通电时间…… 设计实验 实验时要控制电路中的电流相等,改变电阻,比较在相同时间内放出热量的多少。 可以通过加热相同物体,比较物体吸热升温的多少 进行实验 展示实验装置 1 观察本实验装置,思考: 1.本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系?(本装置研究电热与电阻的关系。) 2.两电阻为什么要串联?(电阻串联,可以使流过两根电阻丝的电流和通电时间相同。) 3.如何比较电流通过电阻放出热量?(通过左右两管液面的高度差来比较,液柱上升
的越高,放出热量越多。) 4.设计实验数据记录表格
电流
R1
R2
电阻/Ω
5
10
产生热量(多/少)
电路接通,进行实验,观察 U 形管中液柱的上升情况,把实验结果填入表格中。

分析实验数据,可以得到什么结论? 结论:在电流和通电时间相同时,电阻越大,电流通过电阻产生的热量越多。 展示装置 2 1.本装置可以用于研究电热与哪个因素的关系?(本装置研究电热与电流的关系。) 2.右边电阻丝上为什么要再并联一根电阻丝?(使右边容器中的电阻丝中的电流与左 边容器中的电阻丝不等) 3.如何比较电流通过电阻放出热量?(通过左右两管液面的高度差来比较,液柱上升 的越高,放出热量越多。) 4.设计实验数据记录表格
电阻Ω
R1
R2
电流
产生热量(多/少)
电路接通,进行实验,观察 U 形管中液柱的上升情况,把实验结果填入表格中。 分析实验数据,可以得到什么结论? 结论:在电阻和通电时间相同时,电流越大,电流通过电阻产生的热量越多。 对于某一个电阻,在电流一定时,通电时间越长,电流通过电阻产生热量越多。这个结 论可以通过刚才的实验中看出来,某一根电阻丝通电时间越长,液柱上升越高,说明放出热 量越多。 分析论证,得出结论 对以上两个实验进行总结,电流通过电阻产生热量多少与电流、电阻和通电时间有关。
考点2 焦耳定律
英国科学家做了大量实验于 1840 年最先精确地确定了电
流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系,即焦耳定律。
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟电阻成正比,跟通电时间成正比
如果热量用 Q 表示,电流用 I 表示,电阻用 R 表示,时间用 t 表示,则焦耳定律为 2。
已知电压、电流和通电时间,可以计算出取暖器消耗的电能,那么取暖器消耗的电能与
电热之间有什么关系呢?

通过计算我们发现电流做功与产生的电热是相等,那么用电器在工作时,电功与电热间 有什么关系呢?
当电流做的功全部转化为内能时: 由于 ,
2
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? 电功与电热的联系与区别 1.纯电阻电路中 2.非纯电阻电路中 W>Q 电热 2 讨论:电炉通过导线接到电路中,导线和电炉丝串联,为什么电炉丝热得发红而导线并 不很热? 电线与电炉丝串联,电流相等,根据焦耳定律,导线的电阻比电炉丝小的多,相同时间内放 出热量也少。
考点 3 电热的利用和防止
见一些用电器(电熨斗、电视机散热孔、取暖器、电饭锅、电脑主板风扇、笔记本散热 孔、电动机外壳……),给这些用电器进行分类,哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危 害的。
利用电热的有:电熨斗、取暖器、电饭锅等。
防止电热的有:电视机散热孔、电脑主板风扇、笔记本散热孔、电动机外壳等 .
三 、例题精析
例题 1
容积为 1L 的某品牌电热水壶如图甲所示,其加热功率为 1000W,保温时功率为 121W,简化 电路如图乙所示,S 为加热和保温自动转换开关,在一个标准大气压下,该电热壶正常工作, 将一壶初温为 20℃的水烧开,此过程中电热壶的效率为 70%.[c 水=4.2×103J(?℃)]求: (1)电阻 R2 的阻值; (2)在此过程中,水吸收的热量; (3)烧开一壶水,需要的加热时间.

【答案】(1)400Ω ;(2)3.36×105J;(3)8 【解析】试题分析:(1)由电路图可知,当开关 S 闭合时,R1 与 R2 并联,电路的电阻较小,
由 U 2 可知此时电饭煲的功率较大,为加热档,P 加热=1000W;当开关 S 断开时,电路中只有 R
R2 , 电 饭 煲 的 功 率 较 小 , 为 低 温 档 , P 保 温 =121W , 由 U 2 可 得 电 阻 R2 的 阻 值 : R
? ? R2 U 2
?
220V
2
400Ω ;(2)由ρ = m 得水的质量:ρ 1×1033×1×10﹣3m3=1,水吸收的热
P保温 121W
V
量:Q 吸△4.2×103(?℃)×1×(100℃﹣20℃)=3.36×105J;(3)由题知,Q 吸=70%×W,
电 热 壶 消 耗 的 电 能 : Q吸 ? 3.36 ?105 J 4.8 × 105J , 由 W 可 得 加 热 时 间 :
70% 70%
t
W ? 4.8?105 J 4808。 P加热 1000W
【点睛】本题是电学综合题,考查同学们对电学知识的综合运用能力,属于较难题型,在试 题中一般以压轴题的形式出现,是一道具有较高区分度的试题。
例题 2
在北方秋冬季节,汽车玻璃上会起雾或结霜,非常影响驾驶安全。如图所示,在玻璃上加装 电热丝,通电后就可以消除玻璃上的霜雾。前、后挡风玻璃上的电热丝分别由开关 S 前、S 后 控制,其电源是由车内电路提供,电压为 14V,前玻璃上的电热丝 R1=1.4Ω ,后玻璃上电热 丝 R2 的功率为 196W,请通过计算回答: (1)只闭合开关 S 前时通过 R1 的电流是多少? (2)只闭合开关 S 后时通过 R2 的电流是多少? (3)电热丝 R1 通电 10s 产生的热量是多少? (4)前后加热丝同时工作 10s 所消耗的电能是多少? 【答案】(1)10A;(2)14A;(3)1400J;(4)3360J。 【解析】解:(1)只闭合开关 S 前时,电路为 R1 的简单电路,则通过 R1 的电流:
I1
10A;(2)只闭合开关 S 后时,电路为 R2 的简单电路,由可得,通过 R2 的电流:

I2
14A;(3)电热丝 R1 通电 10s 产生的热量:
Q112R1(10A)2×1.4Ω ×101400J;(4)因并联电路中各支路独立工作、互不影响,
所以,前后加热丝同时工作时通过的电流不变,
因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,所以,干路电流:12=101424A,
前后加热丝同时工作 10s 所消耗的电能:14V×24A×103360J。
例题 3
在探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”实验中,将两段阻值不同的电阻丝 R1、
R2 分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并设计了如图所示的甲、乙两套装置。已知电源电压
相等且保持不变,R1<R2。
(1)实验需要的器材有:初温、均相同的液体、电源、开关、滑动变阻器、两段不同的电
阻丝,除了温度计之外还需要的测量工具是。
(2)为了在较短时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用水做实验,是因为,实验中
煤油吸热多少是通过来反映的。
A.温度计升高的示数
B.通电时间
C.电路的连接方式
(3)利用题 17 图甲实验装置可探究电流通过导体产生热量与是否有关;观察温度计 a、c
的示数,可探究电流通过导体产生的热量与是否有关。
【答案】 质量 天平 水的比热容大 A 电阻 电流
【解析】解:(1)探究影响电热的因素时,通过液体吸热的多少反应电阻丝产生的热量,所
以应使液体的初温、质量相同,测量液体的温度的高低,所以需要的测量工具除了温度计外,
还需要的测量工具是天平;(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,选用煤油而不用
水做实验,主要是由于水的比热容大,吸收相同的热量,温度变化不明显。而相同质量的煤
油吸热的多少是通过温度计升高的示数来反映的;(3)电流产生热量与电流、电阻和通电时
间有关。甲中两电阻串联,则两电阻中的电流相等,两电阻丝的阻值不同,根据温度计示数
的变化判断吸收热量的多少,可探究电流产生热量与电阻大小的关系;甲乙两图中,通过电
阻 R1 的电流不同,比较相同通电时间内 a,c 两支温度计示数变化情况,可探究电流产生的
热量与电流是否有关。
【点睛】(1)煤油吸收热量的多少,与被加热体的质量、升高的温度、加热时间有关,所以
测量工具需要温度计、天平、秒表;(2)吸收相同的热量在较短的时间内温度升高快的液体

比热容较小,要想在较短的时间内达到明显的实验效果,所选液体的比热容应较小;相同质 量煤油吸收热量的多少可以通过升高的温度多少判断;(3)由甲图可知,两电阻串联,则可 知电路中电流一定相等;a、c 图中在电阻和通电时间相同,由此根据控制变量法分析解答。
例题 4
小红和小芳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)上述实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联,这样连接的目的是控制通 过金属丝的和通电时间相同. (2)实验中,小明和小红发现烧瓶 B 中温度计的示数升高很快,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. (3)小红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.若烧瓶 B 的器材 不变,她们除了把烧瓶 A 的煤油换成食用油外,还需更换烧瓶 A 中的金属丝.此外,为了能 在通电一段时间后,通过两温度计示数的变化量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烧瓶 A、B 中食用油和煤油的相同,烧瓶 A、B 中金属丝的电阻(填 “相同”或“不相同”). 【答案】 电流 大 质量 相同 【解析】试题分析:导体产生的热量与电阻大小的关系和比较食用油和煤油的吸热能力两个 实验都利用了焦耳定律,都采用控制变量法进行探究。
(1)由焦耳定律
可知实验中铜丝和镍铬合金丝采用的电路连接方式是串联,这样
连接的目的是控制通过金属丝的电流和通电时间相同;
(2)小明和小红发现烧瓶 B 中温度计的示数升高很快,说明 B 中电阻放出的热量多,因为
铜丝电阻小于镍铬合金电阻,由此可得出结论:在电流和通电时间相同的情况下,导体的电
阻越大,产生的热量越多;
(3)在比较食用油和煤油的吸热能力的试验中,需要控制食用油和煤油的质量相同,两烧
瓶中金属丝的电阻也要相同,目的是两种液体在加热相同时间的条件下,吸收的热量相同。
【点睛】在比较食用油和煤油的吸热能力的试验中,通过控制金属丝电阻相同,当加热时间
相同时,认为液体吸收的热量一样(金属丝放出的热量全部被液体吸收)。当加热相同时间
时,温度升高的小的吸热能力强。

四 、课堂运用
1.基下础列家用电器中,将电流热效应作为工作原理的是
A. 电视 B. 洗衣机 C. 电冰箱 D. 电饼铛
【答案】D
【解析】A. 电视机主要是把电能转化为声能和光能,不是利用电流的热效应工作的,故 A
错误。B. 洗衣机是利用电动机带动工作的,不是利用电流的热效应,故 B 错误; C. 电冰
箱利用电动机带动工作,不是利用电流的热效应,故 C 错误;D. 电饼铛主要是把电能转化
为内能,是利用电流的热效应工作的,故 D 正确;故选:D。
【点睛】电流的热效应:电流通过导体要发热,这叫做电流的热效应,如电灯、电炉、电烙
铁、电焊等都是电流的热效应的例子。
2.有些家用电器在使用过程中,温度过高会损坏电器。下列家用电器中要防止电热产生危
害的是( )
A. 电饭煲 B. 电热水器 C. 电熨斗 D. 电风扇
【答案】D
【解析】有些电器是应用电热,有些电器却要防止电器过多发热,如:电饭煲、电热水器、
电熨斗都是应用电热,而电风扇要防止过热而对电风扇造成危害。故选 D.
3.随着人们生活水平的不断提高,越来越多的家用电器进入我们的家庭,在下列家用电器
中主要用来获得热能的是( )
A.电风扇
B.电热毯
C.电冰

D.电视机
【答案】B
【解析】
A、电风扇工作时,消耗电能主要转化为机械能,不符合题意,故 A 错;
B、电热毯工作时,消耗电能转化为内能,供人们取暖,符合题意,故 B 正确;
C、电冰箱工作时消耗电能,压缩机把大部分电能转化为机械能,压缩空气做功把机械能又
转化为内能排到冰箱外,不符合题意,故 C 错误;
D、电视机工作时,消耗电能主要转化为光能,不符合题意,故 D 错.故选 B.
巩固

1、下列情况中,属于防止电热危害的是( )
A. 电脑机箱内有小风扇
B. 微波炉的门用玻璃做
C. 洗衣机的外壳用塑料做
D. 家电长时间停用,隔一段
时间应通电一次
【答案】A
【解析】解:A.电脑机箱内有小风扇是为了及时将电脑产生的热散掉,属于防止电热危害,
符合题意. B.微波炉的门用玻璃做是便于观察微波炉内的食物,与电热无关,不符合题
意;C.塑料是绝缘体,洗衣机的外壳用塑料做,是为了防止发生触电事故,与电热无关,
不符合题意;D.家电长时间停用,隔一段时间应通电一次防止家电受潮,再次使用时被损
坏,是利用电热,不符合题意.故选 A.
2.有两条电阻丝,它们的电阻之比是 2:1,把它们并联后接入电压为 U 的电路中,则在相等
的时间里,它们放出的热量比是 ( )
A.1:2
B.2:1
C.1:4
D.4:1
【答案】A
【解析】
试题分析:由 U 和 2 推导可得: U 2 t ,
R
R
并联电路电压 U 相等,两电阻丝并联在相等时间 t 内产生的热量之比:
Q12 U 2 t U 2 t 21=1:2. R1 R2
3.下列各种方法和措施中,为了防止电热危害的是(

A. 电脑的芯片上安有电风扇 B. 炎热的夏天,连续长时间工作的电视机要停用一会儿
C. 天气潮湿时,长时间不用的用电器隔一段时间要通电一次 D. 养鸡场用电热孵化器孵
小鸡
【答案】
【解析】A. 电脑的芯片上安有电风扇是为了加快散热,及时散去由电流的热效应而产生的
热量,故 A 符合题意;
B. 由于电流的热效应,电视机长时间工作时,温度会逐渐升高,所以炎热的夏天,连续长
时间工作的电视机要停用一会儿以及时散发热量,故 B 符合题意;
C. 天气潮湿时,长时间不用的用电器隔一段时间要通电一次,是利用电流产生的热量驱除

湿气,利用了电流的热效应,故 C 不符合题意; D. 养鸡场用电热孵化器孵小鸡,是电热的利用,故 D 不符合题意。 故选。
拔高
1.如图所示的电路中,R1 为定值电阻,R2 为滑动变阻器,电源电压为 3V 且保持不变,闭合 开关 S 后,滑片 P 从 b 端移动到 a 端的过程,电压表示数 U 与电流表示数 I 的关系图象如图 所示,下列判断正确的是( ) A. R1 的电阻为 15Ω B. 滑动变阻器的最大电阻为 10Ω C. 电路消耗的最大总功率为 1.8W D. 电路中消耗的总功率最小时,通电 5s,R1 上产生的热量是 1J 【答案】 【解析】由如图可知,两电阻串联,电压表测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。(1) 当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时,电路为 R1 的简单电路,此时电路中的电流最大,
由如图可知最大电流 I1=0.6A,由 I= 可得,R1 的电阻:R1=
=5Ω ,故 A 错误;
电路消耗的最大功率:P 总大=1=3V 0.6A=1.8W,故 C 正确;(2)当滑动变阻器接入电 路中的电阻最大时,电路中的电流最小,由如图可知,最小电流 I2=0.2A,U2=2V,则滑动
变阻器的最大阻值:R2=
=10Ω ,故 B 正确;此时电路消耗的功率最小,通电 5s,
R1 上产生的热量:Q1=I22R1t=(0.2A)2 5Ω 5s=1J,故 D 正确。故选:。
【点睛】由图 1 可知,R1 与 R2 串联,电压表测 R2 两端的电压,电流表测电路中的电流。(1)
当滑动变阻器接入电路中的电阻为 0 时,电路中的电流最大,电路消耗的电功率最大,根据
图 2 读出电路中的最大电流,根据欧姆定律求出 R1 的电阻,根据 P=求出电路消耗的最大总
功率;(2)当滑动变阻器接入电路中的电阻最大时,电路中的电流最小,电路消耗的电功率
最小,根据图 2 读出电路中的电流最小时电表的示数,根据欧姆定律求出滑动变阻器接入电
路中的电阻,利用 Q=I2 算出通电 5s,R1 上产生的热量。
2.家用电饭锅正常工作时的电压为;它是根据电流的效应工作的。
【答案】 220 热

【解析】 (1)我们国家家用电器的正常工作电压为 220V;(2)电饭煲工作时,消耗电能转化 为内能,是根据电流的热效应工作的。 3.电炉工作时,电炉丝与导线是联的,通过它们的电流相等。 【答案】串 【解析】电炉子工作时,电炉丝与导线是串联的,通过它们的电流相等。
课堂小结
1. 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。 2. 焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟电阻成正比,跟通电时 间成正比
焦耳定律:2。 3. 当电流做的功全部转化为内能时: 2 4.电功与电热的联系与区别 (1).纯电阻电路中 (2).非纯电阻电路中 W>Q
课后作业
基础
1.电流通过导体放出的热量与成正比,与成正比,与成正比. 【答案】 电流的平方 电阻 通电时间 【解析】大量实验证明,电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正 比,跟通电的时间成正比.这个规律叫焦耳定律,可用公式 2 表示. 【点睛】本题考查了学生对焦耳定律的内容,需要牢记,属于基础题目. 2.在电阻恒定不变的电路中,通过电阻的电流越大,该电阻在单位时间内的发热量就越 (进 填“大”或“小”). 【答案】大 【解析】根据公式 Q=I2 可知:当电阻和时间 t 一定时,电流越大,发热量越大;在电阻恒 定不变的电路中,通过电阻的电流越大,该电阻在单位时间内的发热量就越大。 【点睛】根据焦耳定律的推导公式 Q=I2 来判断,当电阻和时间 t 一定时,电流越大,发热 量越大。 3.造成家庭电路中电流过大的原因可能是①,②用电器的总功率过大.另外,对于因线路

连接处接触不良现象,也应当引起我们足够的重视.与连接完好相比,线路接触不良处的阻 值将,造成此处产生的热量多,以致火灾. 【答案】 短路 变大 【解析】(1)引起家庭电路中电流过大的原因是:一是短路,二是用电器总功率过大。(2) 在家庭电路中,导线相互连接处因接触不良,该处的电阻较大,∵导线连接处与导线串联在 电路中,∴通过的电流相等、通电时间相等,∵Q=I2,∴连接处产生的热量较多,往往比 别处更容易发热,加速导线老化,甚至引起火灾。
1.为巩防固止造成的危害,电视机的机壳上都装有散热窗.在家庭电路中,空气开关的作用是.
【答案】 电热 电路超载时自动断开电路
【解析】电视机工作时会产生热量,为防止电热造成的危害,电视机的机壳上都装有散热窗;
在家庭电路中,空气开关的作用是电路超载时自动断开电路。
2.我们几乎每天都要看电视,电视机是用 来传递图象信号和声音信号.利用电视遥控器
发射的可以对电视节目进行选择,遥控器前端的发光二极管主要是利用材料制成的.电视机
的后盖有很多孔,这是为了防止 带来的危害.
【答案】 电磁波 红外线 半导体 电热
【解析】(1)电视机是用电磁波来传递图象信号和声音信号的;(2)红外线可以进行遥控。电
视机的遥控器的前端有一个由半导体材料制成的发光二极管,可以发射红外线,用它来传递
信息,实现对电视的控制;(3)电视机的后盖有很多孔是为了防止电流的热效应带来的危害。
【点睛】红外线可以进行遥控.电视遥控器前端有一个二极管,它是用半导体材料制成的,
可以反射红外线,来控制电视;为了防止电热的危害,在电视机后盖上留有很多小孔,有助
于散热。
3.在炎热的夏天,电视机连续使用较长时间后,要停一会儿,但如果长期停止使用,隔一
段时间要通电一次。这是因为在起作用,前者是为了,后者是为了。
【答案】 电热
避免电热造成危害 利用电热驱潮
【解析】电视机连续使用时间较长,会产生大量的热,停用一会可以散热,是为了避免电热
造成危害;家用电器若长时间停用,应隔一段时间通用一次,这样做可以利用电热来驱潮。
4.家庭电路中,电风扇和照明灯是(填“串联”或“并联”)的,用久后扇叶上沾满灰尘,
是由于带电体具有的性质。电炉丝热的发红,而与之相连的导线却几乎不发热,根据焦耳定

律可知,是因为电炉丝的大。 【答案】 并联 吸引轻小物体 电阻 【解析】由于家庭电路中的电风扇和照明灯是互不影响的,所以是并联的关系;扇叶和空气 摩擦,扇叶带了电,由于带电体能吸引轻小物体,所以灰尘被吸在扇叶上。家用电炉通电正 常工作后,电炉丝热的发红,而与之相连的导线却不热,是因为电炉丝电阻大,根据焦耳定 律可知,在电流相等和通电时间相同时,产生的热量多;
1、已拔知高定值电阻 R1:R2=1:3,若把它们并联在同一电路中,通电后,加在它们两端的电
压之比 U1:U2,通过它们的电流之比 I1:I2;若把它们串联在同一电路中,通电 1,R1、 R2 产生的热量之比 Q1:Q2。 【答案】 1:1 3:1 1:3
【解析】解:(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,所以,加在它们两端的电压之比 = ;
两电阻并联时通过的电流之比:
;(2)因串联电路中各处的电流相等,
所以,通电 1,R1、R2 产生的热量之比:
.
2.如图,定值电阻

,闭合开关 S,若 拨至 b 时电压表的示数为 1V,
则 拨至 a 时电压表的示数为。闭合开关 S,当开关 拨至 a 时, 在 3 内产生的热量是。 【答案】 2 9 【解析】 (1)闭合开关 S,开关 S0 拨至 b 时,两电阻串联,电压表测 R1 两端的电压;闭合开关 S,开关 S0 拨至 a 时,两电阻串联,电压表测电源的电压,因串联电路中总电压等于各分电 压之和 1=R2,所以,两电阻两端的电压相等:故电压表的示数为 2V;因串联电路中总电阻等
于各分电阻之和,所以,电路中的电流:I=
=0.05A,R1 在 3 内产生
的热量:Q1=I2R1t=(0.05A)2 20Ω 3 60s=9J.
3.电热器是利用电流的来加热的设备,一台额定电压为 220V 的电炉,电炉丝电阻为 44Ω ,

正常工作 10,电炉丝产生的热量是。 【答案】 热效应 6.6×105 【解析】解:电热器是利用电流的热效应来加热的设备;电炉属纯电阻电路,其消耗的电能
全部用来产生热量,故 Q=W=
×10×60s=6.6×105J

高二物理电荷库仑定律教案

高二物理电荷库仑定律教案 高二物理电荷库仑定律教案 电荷库仑定律 教学目标 (一)知识与技能 1.知道两种电荷及其相互作用.知道点电荷量的概念. 2.了解静电现象及其产生原因;知道原子结构,掌握电荷守恒定律 3.知道什么是元电荷. 4.掌握库仑定律,要求知道知道点电荷模型,知道静电力常量,会用库仑定律的公式进行有关的计算. (二)过程与方法 2、通过对原子核式结构的学习使学生明确摩擦起电和感应起电不是创造了电荷,而是使物体中的电荷分开.但对一个与外界没有电荷交换的系统,电荷的代数和不变。 3、类比质点理解点电荷,通过实验探究库仑定律并能灵活运用 (三)情感态度与价值观 通过对本节的学习培养学生从微观的角度认识物体带电的本质,认识理想化是研究自然科学常用的方法,培养科学素养,认识类比的方法在现实生活中有广泛的应用 重点:电荷守恒定律,库仑定律和库仑力

难点:利用电荷守恒定律分析解决相关问题摩擦起电和感应起电的相关问题,库仑定律的理解与应用。 教具:丝绸,玻璃棒,毛皮,硬橡胶棒,绝缘金属球,静电感应导体,通草球,多媒体课件 教学过程: 第1节电荷库仑定律(第1课时) (一)引入新课: 多媒体展示:闪电撕裂天空,雷霆震撼着大地。 师:在这惊心动魄的自然现象背后,蕴藏着许多物理原理,吸引了不少科学家进行探究。在科学史上,从最早发现电现象,到认识闪电本质,经历了漫长的岁月,一些人还为此付出过惨痛的代价。下面请同学们认真阅读果本第2页“接引雷电下九天”这一节,了解我们人类对闪电的研究历史,并完成下述填空: 电闪雷鸣是自然界常见的现象,蒙昧时期的人们认为那是“天神之火”,是天神对罪恶的惩罚,直到1752年,伟大的.科学家___________冒着生命危险在美国费城进行了着名的风筝实验,把天电引了下来,发现天电和摩擦产生的电是一样的,才使人类摆脱了对雷电现象的迷信。 师强调:以美国科学家的富兰克林为代表的一些科学家冒着生命危险去捕捉闪电,证实了闪电与实验室中的电是相同的。 雷电是怎样形成的(大气中冷暖气流上下急剧翻滚,相互摩擦,云层就会积聚电荷,当电荷积累到一定程度,瞬间发生大规模的放电,

中考物理焦耳定律的应用问题综合练习题及答案解析

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1.以下原理与应用上下对应正确的是() A.B. C. D. 【答案】C 【解析】 【分析】 【详解】 A.原理为电磁感应原理;扬声器是利用通电导体在磁场中受力的作用,故A错误;

B.原理为通电导体在磁场中受力的作用;麦克风是利用电磁感应原理,故B错误;C.原理为电流的磁效应即电流周围存在磁场;电铃是利用电流的磁效应,使电磁铁吸引衔铁击打铃盖发出声音,故C正确; D.原理为电流的热效应,电流做功将电能转化为内能;电风扇是利用电流做功将电能转化为机械能,故D错误。 故选C。 2.图中电源电压保持不变,灯泡标有"6V,3W字样,当开关s闭合时.灯泡L正常发光,电流表的示数为0.8A,则电阻R=____Ω..通电10s. R产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S时,灯L正常发光,说明电源电压为U=6V,电流表测的是总电流,则 I=0.8A, 由P=UI可知,灯泡中的电流: I L =P额/U额=3W/6V=0.5A, 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知:电阻中的电流: I R=I-I L =0.8A-0.5A=0.3A, 由I=U/R得,电阻: R=U/I R=6V/0.3A=20Ω; 通电1min电阻R产生的热量: Q=W=UI R t=6V×0.3A×10s=18J。 3.两个发热电阻R1:R2=1:4,当它们串联在电路中时,R1、R2两端的电压之比U1:U2=_____;已知R1=10Ω,那它们并联在4V电路中,两个电阻在100s内产生的热量是_______J. 【答案】1:4 200 【解析】 【分析】 【详解】 两电阻串联在电路中时时,电流相等,根据U IR =得,R1、R2两端的电压之比: 111 2221 4 U IR R U IR R ===;

中考物理考点总结焦耳定律

焦耳定律 1、焦耳定律反映了电流热效应的规律,是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。由公式Q=I2Rt可知,电流通过导体产生的热量和电流强度I,电阻R及通电时间t 有关,又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比,所以,电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。 2、运用公式Q=I2Rt解决问题时,电流强度I的单位是安,电阻R的单位是欧,时间t 的单位是秒,热量Q的单位才是焦耳,即各物理量代入公式前应该先统一单位。用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。因为电能还可能同时转化为其他形式,所以只有电流所做的功全部用来产生热量,才有或成立。 3、电热器的原理是电流的热效应,它表现的是电流通过导体都要发热的现象,在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。发热体是电热器的主要组成部分,它的作用是将电能转变为内能供人类使用。 常见考法 本知识点主要考查焦耳定律的应用,考察的形式主要是选择题、填空题。 误区提醒 1、凡是有电流通过导体时,都可以用它来计算所产生的热量; 2、公式Q=UIt,只适用于纯电阻电路,这时电流所做的功全部用来产生热量,用它计算出来的结果才是导体产生的热量。 【典型例题】 例析: 在电源电压不变时,为了使电炉在相等的时间内发热多些,可采取的措施是( ) A. 增大电热丝的电阻 B. 减小电热丝的电阻 C. 在电热丝上并联电阻 D. 在电热丝上串联电阻 解析: 有同学认为应选(A),根据焦耳定律 Q=I2Rt,导体上放出的热量与电阻成正比,所以要增加热量,可增大电阻。这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故。焦耳定律所阐述的导体

九年级物理:《焦耳定律》教学设计

《焦耳定律》教学设计 江苏南京29中致远校区殷发金 一、教学目标 (一)知识与技能 1.能通过实例,认识电流的热效应。 2.能在实验的基础上得出电热的大小与电流、电阻和通电时间有关,知道焦耳定律。 3.会用焦耳定律进行计算,会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治。 (二)过程与方法 体验科学探究过程,了解控制变量的物理方法,提高实验探究能力和思维能力。 (三)情感态度和价值观 会解释生活中一些电热现象,通过学习电热的利用与防止,学会辩证地看待问题。 二、教学重难点 电热是指电流做功把电能转化为内能,电热的大小与哪些因素这个实验从提出问题、猜想、设计实验、进行实验与收集证据、得出结论几个方进行研究。重点是研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,实验中要采用控制变量的方法。研究电热与电阻关系时要控制电流和通电时间相同,设计出的电路要使用两个不同的电阻串联。研究电热与电流的关系的设计是一个难点,电阻相同改变电流,可以利用并联分电流的思想,也可以两个电路来完成。 焦耳定律研究的是把电能转化为内能的多少,它与电功有联系也有区别。电功是指电流做功,可以把电能转化为各种形式能,而电热只是电功的一部分。只有在纯电阻电路中,这两个量才相等。 重点:通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。 难点:对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。 三、教学策略 电流做功的过程就是把电能转化为其它形式能的过程,不同的用电器转化成不同形式的能量。本节研究的是把电能转化为内能多少,生活中的用电器工作时都伴有热的现象,用此引入电流的热效应,从电炉丝与连接的导线入手,提出问题,学生也比较容易猜到电阻是影响电热的因素之一。在设计实验研究电热与电流、电阻和通电时间关系时,要利用到控制变

《库仑定律》教学设计教学提纲

《库仑定律》教学设 计

《库仑定律》教学设计 夏煜明 (一)教材分析: 库仑定律既是电荷间相互作用的基本规律,又是库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础,也是本章重点,不仅要求学生定性知道,而且还要求定量了解和应用。对库仑定律的讲述,教材是从学生已有认识出发,采用了一个定性实验,进而得出结论。库仑定律是学习电场强度和电势差概念的基础,也是本章重点。展示库仑定律的内容和库仑发现这一定律的过程,并强调该定律的条件和意义。 (二)学情分析: 两种电荷及其相互作用、电荷量的概念、起电的知识,万有引力定律和卡文迪许扭秤实验这些内容学生都已学过,本节重点是做好定性实验,使学生清楚知道实验探究过程。 (三)教学目标: 1、知识与技能: (1)了解定性实验探究与理论探究库伦定律建立的过程。 (2)库伦定律的内容及公式及适用条件,掌握库仑定律。 2、过程与方法 (1)通过定性实验,培养学生观察、总结的能力,了解库伦扭秤实验。 (2)通过点电荷模型的建立,感悟理想化模型的方法。 3、情感态度与价值观 (1)培养与他人交流合作的能力,提高理论与实践相结合的意识。 (2)了解人类对电荷间相互作用认识的历史过程,培养学生对科学的好奇心,体验探索自然规律的艰辛和喜悦。 (四)教学重点、难点: 教学重点:库仑定律及其理解与应用 教学难点:库仑定律的实验探究 教学难点的突破措施:定性实验探究与定量实验视频及理论探究相结合。(五)教学用具: 多媒体课件,毛皮,橡胶棒,气球,玻璃棒,丝绸,易拉罐,泡沫小球,铁架台。(六)教学过程: 引入新课 演示实验:让橡胶棒、玻璃棒摩擦起电,靠近易拉罐,会发生什么现象?

新人教版初中物理焦耳定律练习题只是分享

“焦耳定律”练习题 姓名 一、填空题 1、如图所示为“iPad”的充电器,参数标有5V 2.1A,表示充电电压是5V,最大输出电 流2.1A,电板充满电所储存的电能是113400J。充电时的能量转换是电能转化为______ (化学/内)能。若“iPad”充电时以最大输出电流充电,要将空电板充满电需要______h, 小明觉得充电时间太长了,他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢?这 样可以实现快速充电,于是他请教了物理老师,老师告诉了他一个信息,影响锂电池寿 命的最大杀手是电板发热,小明恍然大悟,请你解释其中的原因________。 2、电热毯是冬季北方常用的取暖设备,它是利用________来工作的。而计算机内都装有小风扇,它工作时把热空气驱走,这是为了________。 3、某加热装置的工作原理如图所示,两电阻丝的阻值相等,电源电压不变,它有加热和保温两个工作状态。当开关S1接b,S2断开时,它是处于状态,此时电路功率为P1;当开关S1接a,S2闭合时,电路功率为P2,则P1∶P2=。 4、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系,闭合开关S,将滑动变阻器的滑 片P从a端移至b端,电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示,由图像可得,定值 电阻R1的阻值是?.实验时,电源电压保持5V不变,当滑片P位于a端时, 滑动变阻器消耗的电功率是___ W,此时,电阻R1在10min内产生的热量为 J 5、一个电热水壶,铭牌部分参数如下:额定电压220 V,额定功率模糊不清,热效率 为90%。正常工作情况下烧开满壶水需要5 min,水吸收的热量为118 800 J,此时热水壶消耗的电能为________J,其额定功率为________W,电 阻是________Ω。若实际电压为198 V,通过电热水壶的电流是 ________A,1 min内电热水壶产生的热量是________J。(假设电阻不随 温度改变) 6、汽车行驶时,通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速,从而 改变行驶速度。当汽车速度最大时,电压表的示数为180V,电流表的示数为15A,此时电动机消耗的功率为W。若电动机的内阻为0.4Ω,则电动机内阻的发热功率为W。 二、选择题 7、如图是某家用电器内部电路结构图,其中R1R2为加热电阻丝,(R1>R2),下列电阻丝的四种连接方式,可使电热器提供不同的发热功率,关于其大小说法正确的是 A甲的连接方式,发热功率最小 B 乙的连接方式,发热功率最大 C 丙的连接方式,发热功率最小 D 丁的连接方式,发热功率最大 8、一只“220V 45W”的电烙铁,在额定电压下使用,每分钟产生的热量是( ) A、45J B、220J C、2700J D、9900J 9、关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是 A.根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 B.根据Q=U2t/R可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少

初中物理焦耳定律中考精选试题含答案

焦耳定律 1.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,主要是(C) 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 2.通过一根电阻丝的电流为2 A ,通电1 min 产生了2.64×104 J 的热量,它的电阻是(C) A .66 Ω B .6 600 Ω C .110 Ω D .220 Ω 3.某导体的电阻是10 Ω,通过3 A 的电流时,1 min 产生的热量是5__400J.请列举一个生产或生活中利用电流热效应的例子:电饭锅. 4.甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示,将甲、乙两灯泡串联后接在电压为8V 的电源两端时,甲灯泡中通过的电流为0.5 A ,此时乙灯泡1 min 消耗的电能是180J. 5.采用如图所示的电路装置探究“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)如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系,通电一段时间左瓶(填“左瓶”或“右瓶”)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,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电阻的关系,一段时间后电阻丝产生的热量左瓶(填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多. 6.某型号的电饭锅有两挡,分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡,其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位).已知R 1=44 Ω,R 2=2 156 Ω. (1)开关S 置于2(填“1”或“2”)挡时是高温烧煮档,它的功率是多大? (2)保温焖饭时电路中电流是多少?10 min 产生的热量是多少? (3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%,请通过计算具体说明改进措施. 解:(1)P 高温=U 2R 1=(220 V )244 Ω =1 100 W (2)I =U R 1+R 2=220 V 44 Ω+2 156 Ω =0.1 A Q =W =UIt =220 V×0.1 A×600 s =1.32×104 J (3)P 保温=UI =220 V×0.1 A =22 W R 总′=U 2 P 保温×(1+10%)=(220 V )222 W×110%=2 000 Ω R 2′=R 总′–R 1=2 000 Ω-44 Ω=1 956 Ω 将R 2换成阻值为1 956 Ω的电阻 整合集训 1.下列用电器均标有“220 V 100 W”,在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是(A) A .电热水袋 B .电视机 C .电风扇 D .白炽灯 2.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系,设计了如下电路图,其中正确的是(B) 3.如图所示,两透明容器中密封着等质量的空气,通电t 秒后(两容器都不向外放热),下列说法正确的是(C) A .两容器中电阻产生的热量相同 B .右边容器中空气的温度是左边容器中空气温度的两倍 C .右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的两倍 D .右边容器中空气温度的变化量是左边容器中空气温度变化量的四倍 4.如图所示电路,电源电压恒为6 V ,定值电阻R 1为10 Ω,滑动变阻器R 2的规格为“20 Ω 0.5 A”,电压表量程为0~3 V ,电流表量程为0~0.6 A .则(C) A .电压表测量的是电阻R 1两端的电压 B .当变阻器R 2的滑片P 向左移动时,电压表的示数变小 C .为了保证电路中各元件安全工作,变阻器R 2接入电路的阻值范围是2~10 Ω D .当变阻器R 2接入电路中的阻值是8 Ω时,通电1 min 电阻R 1产生的热量是53.3 J 5.李师傅帮助学校设计了一台电保温箱,保温箱电阻丝的阻值是40 Ω,当电阻丝通过5 A 电流时,30 s 内产

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高二物理教案 第一节静电现象的应用 教学目标 1、理解静电感应现象,知道静电平衡条件; 2、理解静电屏蔽 重点难点 重点:静电现象的应用 难点:静电感应现象的解释 教具 高压起电机、多媒体 教学过程 一、静电平衡的特点 1、处于静电平衡状态下的导体,内部的场强处处为零。 2、处于静电平衡状态的整个导体是个等势体,它的表面是个等势面。 3、导体外表面处场强方向必跟该点的表面垂直。 地球是一个极大的导体,可以认为处于静电平衡状态,所以它是一个等势体。这是我们可以选大地做零电势体的一个原因。 二、阅读课本了解本节内容,并回答下列问题: 1、放电现象有哪些? 2、什么是火花放电?什么是接地放电? 3、尖端放电的原理是什么? 4、尖端放电的原理有何应用?避雷针的发展历史是怎样的? 5、静电有哪些应用? 6、哪些地方应该防止静电? 二、利用实验和录像教学:

高压起电机、电荷分布演示器、静电现象(包括静电复印、静电除尘、静电喷漆录象) 三、解决问题 1、火花放电和接地放电; 2、火花放电是指物体上积累了电荷,且放电时出现火花的放电现象;接地放电是 指为了防止物体上过量积累电荷,而用导体与大地连接,把电荷接入大地进行时时放电的现象; 3、尖端放电的原理:物体表面带电密集的地方—尖端,电场强度大,会把空气分 子“撕裂”,变为离子,从而导电; 4、可以应用到避雷针上;避雷针的发展史介绍富兰克林与国王的避雷针“尖端” 与“圆端”之争; 5、静电除尘,静电复印,静电喷漆; 6、静电产生的火花能引起火灾,如油罐、纺织厂、危险制品等地方都必须避免静 电; 四、练习 1.如图,在真空中有两个点电荷A和B,电量分别为-Q和+2Q,它们相距L,如果在两点电荷连线的中点O有一个半径为r(2r<L)的空心金属球,且球心位于O点,则球壳上的感应电荷在O点处的场强大小________ 方向 _________. 作业 课后“问题与练习 1.2 静电力库仑定律

九年级物理上册焦耳定律焦耳定律的计算习题含解析新版教科版

初中物理焦耳定律的计算 (答题时间:20分钟) 1. 用焦耳定律公式Q= I2Rt计算电流产生的热量,这个公式适用于() A. 纯电阻性用电器,如白炽灯、电炉等 B. 电动机、电风扇等家用电器 C. 电解、蓄电池充电等 D. 对任何用电器都适用 2. 某导体的电阻是2Ω,通过2A的电流时,1min导体产生的热量是() A. 4J B. 8J C. 240J D. 480J 3. 电炉丝断了,去掉1/5后,仍然接在原来的电源两端,则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为() A. 5 :4 B. 1 :5 C. 5 :1 D. 4 :5 4. 阻值为R的电阻丝,接到电源上,6 min可将一杯水烧开。现在用两个相同的电阻丝串联起来,仍接到原来的电源上,烧开同样一杯水,需要的时间是() A. 12 min B. 6 min C. 3 min D. 4 min 5. 养鸡场有一台电热孵卵器,其电阻为110Ω,在额定电压下工作,通过孵卵器的电流是2A,那么该孵卵器10s产生的热量为______J。 6. 有两个电阻R1=6Ω,R2=9Ω。若把两个电阻R1、R2串联在电路中,在相同的通电时间内,电流通过R1、R2产生的热量之比是___________;若把两个电阻R1、R2并联在电路中,在相同的通电时间内,电流通过R1、R2产生的热量之比是___________。 7. 如图所示是一条电热毯电路的示意图,R0是发热电阻丝,R是串联在电路中的电阻,S是温控开关。电热毯铭牌上标有“0V 40W”字样。不考虑温度对电阻值的影响。 (1)求发热电阻丝R0的阻值; (2)当电热毯处于低温档时,开关S应处于什么状态?为什么? (3)已知当电热毯处于低温档时,电路中的电流为0.1A,求在1min内发热电阻R0产生的热量是多少?

初中物理焦耳定律计算

焦耳定律计算题 姓名:_____________班级:_____________ 1、如图所示的电路中,电阻R1的阻值为10Ω,闭合开关s,的示数为0.4A, 的示数为0.6A,求: (l)通过R2的电流; (2)Rl两端的电压; (3)在60S内Rl产生的热量。 2、如图所示,标有“6V 2W”字样的灯泡L与电阻R串联后接在电源上,开关S闭合后,灯泡L恰能正常发光,电路消耗的总功率为10W。 求:通电1分钟,电流通过电阻R产生的热量。 3、在如图14所示的电路中,电源电压不变,R1=3Ω,R2=6Ω。(1)当S l、S3断开,S2闭合时,电流表示数为1A,求电源电压。当S l、S3闭合,S2断开时,求:(2)电路中的总功率;(3)通电1min,电阻R1产生的热量。 4、如图为一台两挡式电热水器的内部简化电路。S为温控开关,当S接a时电路中的电流为5 A;当S接b时电路消耗的电功率为22 W,求: (1)R 1 的电阻; (2)高温挡时电路消耗的电功率; (3)在低温挡工作l0 min,电流通过R 2 产生的热量。

5、电饭锅工作时有两种状态:一种是加热状态,另一种是保温状态。如图所示为电饭锅的电路图,R1、R2为电热丝,S为温控开关,A、B两点接在家庭电路上。当S闭合时,电饭锅处于加热状态,加热功率为1000W;当S断开时,电饭锅处于保温状态,保温功率为100W.求: (1)电饭锅加热30s,电热丝产生的总热量是多少? (2)电热丝R1、R2的阻值之比是多少? (3)电饭锅保温30min,电热丝产生的R2产生的热量是多少? 6、小明学了家庭电路知识后,利用电能表和秒表测量家中电热水器的实际功率。他的做法是:打开标有“220V 1210W”的热水器,关掉家里的其他用电器,测得电能表(标有“1800r/kW·h”)的铝盘转过200转所用的时间是400s。(热水器电热丝的阻值不变) 求:(1)热水器消耗的电能(2)热水器的实际功率。(3)通过热水器的电流。 7、有一海尔电热水器铭牌如右表: ⑴防电墙技术就是在电热器内部形成永久性电阻,从而降低在异常情况下经过人体的电流值,经过防电墙处理后,人体承受的电压不高于12V,如图19所示,这就保证人体的安全,人体的最大电阻约为20MΩ,求防电墙的电阻大约是多少? ⑵如图该热水器在10min内产生的热量为7.8×105J,求热水器的实际功率和电路的实际电压? 8、有两根阻值分别为R1=30Ω和R2=60Ω的电热丝,以串联和并联两种方式接在36 V的电源两端,不考虑温度对电热丝电阻的影响。求:

高二物理焦耳定律教案

高二物理焦耳定律教案文件编码(008-TTIG-UTITD-GKBTT-PUUTI-WYTUI-8256)

焦耳定律【教学目标】 (一)知识与技能 1、理解电功的概念,知道电功是指电场力对自由电荷所做的功,理解电功 的公式,能进行有关的计算。 2、理解电功率的概念和公式,能进行有关的计算。 3、知道电功率和热功率的区别和联系。 (二)过程与方法 通过推导电功的计算公式和焦耳定律,培养学生的分析、推理能力。 (三)情感、态度与价值观 通过电能与其他形式能量的转化和守恒,进一步掌握能量守恒定律的普遍性。 【教学重点】 电功、电功率的概念、公式;焦耳定律、电热功率的概念、公式。 【教学难点】 电功率和热功率的区别和联系。 【教学过程】 (一)复习 1.串并联电路的性质。 2.电流表的改装。 (二)进行新课

1、电功和电功率 教师:请同学们思考下列问题 (1)电场力的功的定义式是什么 (2)电流的定义式是什么 学生:(1)电场力的功的定义式W=qU q (2)电流的定义式I= t 教师:投影教材图(如图所示) 如图所示,一段电路两端的电压为U,由于这段 电路两端有电势差,电路中就有电场存在,电路中 的自由电荷在电场力的作用下发生定向移动,形成 电流I,在时间t内通过这段电路上任一横截面的电荷量q是多少学生:在时间t内,通过这段电路上任一横截面的电荷量q=It。 教师:这相当于在时间t内将这些电荷q由这段电路的一端移到另一端。在这个过程中,电场力做了多少功 学生:在这一过程中,电场力做的功W=qU=IUt 教师:在这段电路中电场力所做的功,也就是通常所说的电流所做的功,简称电功。 电功: (1)定义:在一段电路中电场力所做的功,就是电流所做的功,简称电功. (2)定义式:W=UIT 教师:电功的定义式用语言如何表述

高中物理选修1-1 1.1 电荷 库仑定律 教案

1.1电荷库仑定律教案 一、教学目标 1.知道在什么情况下带电体可看成是点电荷 2.了解电荷的相互作用,并能应用库仑定律解决一些简单的实际问题 3.知道元电荷是实验得出的最小电量,元电荷e=1.60×10-19C 二、重点、难点、疑点及解决办法 1.重点:库仑定律库仑力 2.难点:库仑定律的定性演示 3.疑点:静电力常量K的数值的确定 4.解决办法:讲清库仑定律及适用条件,说明库仑力符合力的特征,遵守牛顿第三定律,说清K的单位由公式中各量单位确定,其数值则由实验确定。为定性演示库仑定律,应使带电小球表面光滑,防止尖端放电,支架应选绝缘性能好的,空气要干燥(采用红外线灯照射空气)。 三、教具准备 玻璃棒,丝绸,系有丝线的包有铝箔的泡沫塑料小球,红外线灯,库仑扭秤模型或挂图。 四、学生活动设计本课学生活动主要集中体现在两处: 1.学生观察演示实验定性分析,两带电体间的作用力大小与距离及带电体的带电量有关。 2.应用库仑定律解决简单实际问题的练习。 五、教学步骤 (一)明确目标 经过本课的讲授使学生知道点电荷、元电荷、库仑力的概念,理解库仑定律及其适用的条件,并能解决一些简单的实际问题;培养学生对实际复杂问题进行简化、抽象的思维能力及如何建立物理模型,渗透物质可分的思想,适当介绍粒子研究的物理学进展。 (二)整体感知 库仑定律是本课的核心,是静电学中的重要知识,它既是电荷间相互作用的基本规律,又是学习电场强度的基础,也是今后学习氢原子结构模型的依据。

(三)重点、难点的学习与目标完成过程 1.创设情景 [提问]用丝绸摩擦过的玻璃棒靠近包有铝箔的小球,会发生什么情况?让学生猜想,并要求说明理由。 2.实验探索 演示1 演示上述提问内容,结果先吸引,而铝箔与带电玻璃 棒接触后再排斥。这是由于两者接触后带有同种电荷的带电体 间发生相互排斥作用的缘故。 [引导]同种电荷相互排斥,异种电荷互相吸引。那么电荷间相互作用力的大小跟什么有关呢? 演示2 让带电玻璃棒在不同距离上靠近悬挂的带电小球,观察小球悬线偏离竖直方向的角度不同的情况,这说明了什么?启发学生回答。(说明电荷之间作用力随着距离的增大而减少。)为什么?启发学生分析小球的受力情况,当小球平衡时后它所受的电荷间的作用力F=mgtgα(如右图)玻璃棒距小球越远,偏角α越小,表示电荷间作用力越小。 演示3 固定玻璃棒位置,增加悬挂小球带电量,观察偏角α增大的现象。说明了什么?启发学生回答,说明电荷间的作用力随着电量的增大而增大。 3.教师归纳 出示扭秤模型或挂图,简述库仑利用扭秤研究点电荷间相互作用力的大小与电量和距离的关系及控制变量科学研究方法。介绍库仑的实验结论——库仑定律(用幻灯片投影显示)在真空中两个点电荷间的作用力跟它们的电量的乘积成正比,跟它们间的距离的平方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 同时应指出 (1)关于“点电荷”,应让学生理解这是相对而言的,只要带电体本身的大小跟它们之间的距离相比可以忽略,带电体就可以看作是点电荷。严格意义上的点电荷只是一个理想化的物理模型,实际上是不存在的,类同于质点概念。库仑定律适用于真空中的点电荷。

中考物理压轴题专题焦耳定律的应用问题的经典综合题及答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1.如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油,阻值不同的电阻丝1R、2R。关于此电路说法中正确的是 A.探究的是电流产生的热量与电压的关系 B.温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小 C.通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同 D.温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少 【答案】D 【解析】 【详解】 A.实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起,探究的是电流产生的热量与电阻的关系,故A错误; B.温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大,故B错误; C.通电时间相同时,烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多,故C错误; D.本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少,故D正确。 2.一台电动机正常工作时,两端的电压为220V,通过线圈的电流为10A,若此线圈的电阻为2Ω,则这台电动机1min内产生的热量是______J,这台电动机的效率是______.【答案】1.2×104 90.9% 【解析】 【分析】 【详解】 已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间,根据公式Q=I2Rt可求这台电动机1min内产生的热量.已知电动机两端的电压和通过的电流,根据公式P=UI可求电动机的总电功率;再根据公式P=I2R计算线圈消耗的功率,总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率,输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率. (1)这台电动机1min内产生的热量: Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×60s=1.2×104J; (2)电动机的电功率:

P 总=UI=220V×10A=2200W , 线圈消耗的功率: P 圈=I 2R=(10A )2×2Ω=200W , 输出功率: P 出=P 总-P 圈=2200W-200W=2000W , 这台电动机的效率: η= P 出/ P 总=2000W/2200W=90.9%. 3.如图甲所示,为额定电压为 6V 的灯泡 L 的 I -U 图像.如图乙所示的电路,电源电压 12V 不变,R 1 为定值电阻,R 2 为滑动变阻器,闭合开关 S 1,滑片 P 从最右端移动到最左端,电压表示数变化范围为 2V~6V ,则灯泡的额定功率是____W ,R 1 的阻值为_____Ω,滑动变阻器 R 2 两端的最大电压为_____V ,移动滑片 P 使R 2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的 7/15,通电 1min R 2 产生的热量为_____J 。 【答案】3.6 10 6 105 【解析】 【分析】 【详解】 [1]由灯泡L 的I - U 图象可知,当额定电压U = 6V 时,灯泡的额定电流I = 0.6A ,则灯泡额定功率 6V 0.6A 3.6W P UI ==?= [2]当滑片P 在在最左端时,变阻器没有连入电路,电压表示数为6V ,由图象可知,这时电路中的电流为 I 大=0.6A 由串联电路的电压特点和欧姆定律可得,电源电压 L 1U U I R =+大 即 112V 6V 0.6A R =+? 解得 110R =Ω [3]由电路图可知,当滑片P 在最右端时,滑动变阻器全部接入电路,R 1与R 2灯泡串联,电 压表测灯泡两端电压,此时电压表示数最小,为 U 小= 2V

初中物理《1焦耳定律》优质课教案、教学设计

9-18-4焦耳定律 一.教学目标 (一) 知识与技能 1.知道电流的热效应。 2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用。 3.了解电热在生产和生活中的应用。 (二) 过程和方法 1.通过探究“电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关”初步培养学生发现、研究、解决问题的能 力。 2.知道等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用。 (三) 情感、态度与价值观 1.通过对焦耳生平的介绍培养学生热爱科学,勇于克服困难的信念。 2.通过对所学知识的应用,体会物理知识来源于生活,服务于社会的理念。 二.教学背景分析 (一)教材分析 焦耳定律是九年级物理第十八章第四节的内容,是本章的重点,是初中物理学习的重要任务之一,是能量守恒定律在电能与内能之间转化的具体体现。教材在电功、电功率之后安排焦耳定律,符合学生的认知规律,本节由“电流的热效应、焦耳定律和电热的利用与防止”三部分组成,研究电热与电阻、电流、通电时间的定性关系,焦耳定律的理解及应用既是教学重点又是教学难点。教学中,做好实验及分析实验现象是关键。本节课的设计体现从生活走向物理,从物理走向社会的基本理念,注重科学的探究,激发学生的学习兴趣,培养良好的思维习惯。 (二)学生学习背景分析 1.学生对焦耳定律较为陌生,但有一定的电流的热效应认识。由于新课程理念与应试教育观念的冲突,学生对探究教学形式还有某些不适应。 2.九年级学生有一定的归纳能力、分析能力,能对较简单的物理现象进行归纳并得出初步结论, 但用图像法收集与分析实验数据的能力较为薄弱。 三.教学重难点

1.重点: 通过实验研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,并确定研究方法及实验操作中各个环节应注意的问题。 2.难点: 对焦耳定律的理解及焦耳定律在实际生活中的应用。 四.教学方法 观察法、讨论法、讲练法、小组合作探究。 五.教学用具和实验器材 多媒体课件、焦耳定律演示器、电流表、电源、开关、导线、滑动变阻器等。 六.课时安排 1 课时 七.教学过程

高二物理人教版选修3-112库仑定律12库仑定律教案68

选修3-1 第一章静电场教案精选 课题§1.2库仑定律课型新授课(1课时) 教学目标知识与技能 1、掌握库仑定律,知道点电荷的概念,并理解真空中的库仑定律. 2、会用库仑定律进行有关的计算. 过程与方法 1、渗透理想化方法,培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力. 2、渗透控制度量的科学研究方法 情感、态度与价值观 通过元电荷的教学,渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点. 教学重点、难点教学重点: 库仑定律和库仑力的教学. 教学难点: 关于库仑定律的教学 教 学 方 法 探究、讲授、讨论、练习 教 学 手 段演示实验、多媒体课件

教学活动 一、库仑定律: 1、电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 提问:那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢? 结论、电荷之间存在着相互作用力,力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小 有关,电量越大,距离越近,作用力就越大;反之电量越小,距离越远,作用力就越 小。作用力的方向,可用同种电荷相斥,异种电荷相吸的规律确定。 2、库仑定律:内容:真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘 积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 3、库仑定律表达式: 2 2 1 r Q Q K F 4、对库仑定律的理解: (1)库仑定律的适用条件:真空中,两个点电荷之间的相互作用。 a:不考虑大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷. b:点电荷是一种理想化模型. c:介绍把带电体处理为点电荷的条件. d:库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力,但是任一带电体都可看成是由许多 点电荷组成的,据库仑定律和力的合成法则就可以求出带电体间的静电力大小和方 向. (2)K:静电力恒量。重要的物理常数K=9.0×109Nm2/C2,其大小是用实验方法确 定 的。其单位是由公式中的F、Q、r的单位确定的,使用库仑定律计算时,各物理量的 单位必须是:F:N、Q:C、r:m。 (3)关于点电荷之间相互作用是引力还是斥力的表示方法,使用公式计算时,点 电 荷电量用绝对值代入公式进行计算,然后根据同性电荷相斥、异性电荷相吸判断方向 学生活动

3焦耳定律教学设计

3焦耳定律 广东省中山市北区中学张常红(中教高级) 教材依据 人民教育出版社九年义务教育三年制初级中学教科书第二册第九章。 教学理念和设计思想 根据素质教育的要求,我们的教学要培养学生的科学素养和创新能力,体现以人为本的教学思想,使学生在学校里得到全面的发展。物理学科是一门以实验为基础的学科,要想学好物理,就得认真地做好实验,鼓励学生敢于动手、勤于动手、要多动脑,对实验中看到的现象和学习中遇到的问题,要多问些为什么。我们还要突破知识本位的思想,着力培养学生的科学研究方法和能力。学习物理还要多联系社会与生活,试着用科学知识解释看到的现象。物理知识在日常生活中有着重要的应用,想一想科学技术给我们的社会带来了哪些好处,同时又带来什么社会问题,应该怎样解决,力争使自己的教学富有时代气息,突出科技、技术、环境和社会三大主题,增强学生的社会责任感和时代紧迫感。 我们的教学目标包括三个方面:知识和技能目标,过程与方法目标,情感态度与价值观目标。“焦耳定律”一节内容若仅从知识和技能目标来看,是让学生理解和运用焦耳定律的公式,这是很容易达到的,教师多出几道例题让学生训练就可以了。然而这是远远不够的,这样根本没有达到教学目标。教师再补做一下演示实验,也仅仅是让学生增加一些感性认识,使学生对焦耳定律产生一些认同感,加深记忆,培养学生的实验技能和尊重实验的精神。这仍然是不够的,完成的仍然是浅层次的教学目标,过程与方法、情感态度与价值观目标很难体现。 为了全面完成各项教学目标,我们必须充分挖掘隐含在该节内容中的素质教育因素对学生进行教育。首先,把教师的演示实验改为学生的科学探究实验,严格按照科学探究的步骤展开;其次,将学生进行分组,加强同桌和小组同学间的交流与讨论。学生在自己提出的问题驱动下去探究,在讨论交流中进行思维的沟通和碰撞,这些都是创新学习的重要手段,既能培养学生的实验动手能力,又能培养学生的合作学习精神和探求真知的兴趣,真正成为学习的主体,更重要的是使学生真正体验到科学发现的成功喜悦,得到了科学探究的方法和科学研究的能力的培养,领悟科学的思想和精神,为学生将来的科学研究奠定了基础。

高中物理12库仑定律教学设计新人教版

选修3-1 1.2 库仑定律教学设计 知识目标: 1.掌握库仑定律,知道点电荷的概念,并理解真空中的库仑定律. 2.会用库仑定律进行有关的计算. 能力目标: 1.渗透理想化方法,培养学生由实际问题进行简化抽象建立物理模型的能力. 2.渗透控制度量的科学研究方法 德育目标: 通过元电荷的教学,渗透物质无限可分的辩证唯物主义观点. 教学重点: 库仑定律和库仑力的教学. 教学难点: 关于库仑定律的教学 教学方法: 实验归纳法、讲授[] 库仑定律教学过程: 一、电荷间的相互作用:同种电荷相互排斥,异种电荷相互吸引。 提问:那么电荷之间的相互作用力和什么有关系呢? 结论、电荷之间存在着相互作用力,力的大小与电量的大小、电荷间距离的大小有关,电量越大,距离越近,作用力就越大;反之电量越小,距离越远,作用力就越小。作用力的方向,可用同种电荷相斥,异种电荷相吸的规律确定。 电荷间的作用力与它们带的电荷量以及距离有关,那么电荷之间相互作用力的大小会不会与万有引力的大小具有相似的形式呢? 早在我国东汉时期人们就掌握了电荷间相互作用的定性规律,定量讨论电荷间相互作用则是两千年后的法国物理学家库仑.库仑做了大量实验,于1785年得出了库仑定律. 二、库仑定律: 1.内容:真空中两个静止的点电荷的相互作用跟它们所带电量的乘积成正比,跟它们之间距离的二次方成反比,作用力的方向在它们的连线上。 2.库仑定律表达式: 2 2 1 r Q Q K F 3.对库仑定律的理解: 库仑定律的适用条件:真空中,两个点电荷之间的相互作用。 a:不考虑大小和电荷的具体分布,可视为集中于一点的电荷. b:点电荷是一种理想化模型. c:介绍把带电体处理为点电荷的条件. d:库仑定律给出的虽是点电荷间的静电力,但是任一带电体都可看成是由许多点电荷组成

初中物理焦耳定律

学科教师辅导教案 组长审核:

A: 根据可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 B: 根据可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少 C: 根据可知,相同时间内,电流产生的热量与电阻无关 D: 根据 可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 3、下列家用电器中,利用电流热效应工作的是( )。 A: 笔记本电脑 B: 电冰箱 C: 电风扇 D: 电暖器 总结:电流通过任何导体时都会放出热量产生热效应。 利用电热的例子:热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。 防止电热的例子:电视机外壳的散热窗;计算机内的散热风扇、电动机外壳的散热片等。 考点二:焦耳定律的计算 一)例题解析 1、将规格都是“ ”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,下列有关说法中,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 方法总结: 对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q =W ),这时以下公式均成立 t R U UIt Rt I Pt Q 2 2 ==== 非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q 时只能用Q =I 2Rt 。 二)相关知识点讲解、方法总结 ● 对于纯电阻电路,电流做功消耗的电能全部转化为内能(Q =W ),这时以下公式均成立 t R U UIt Rt I Pt Q 2 2 ==== ● 对于非纯电阻电路,电能除了转化为内能,还要转化为其他形式的能量。求Q 时只能用Q =

C.把电阻丝两端电压减小到原来的一半 D.将通过电阻丝的电流减半 考点三:探究电流热效应实验 1)例题解析 1、如图的装置可用来定性研究_____定律。将电阻R甲与R乙(R甲>R乙)串联在电路中是为了使时间和 _____相同,通过温度计示数的变化可以比较_____的多少。 2)相关知识点讲解 探究电流的热效应 【实验器材】(如下图)烧瓶(三个烧瓶中放入等量的煤油)、温度计、铜丝、镍铬合金丝、电源。 【实验步骤】 ①如下图中的左图,在两瓶中分别浸泡铜丝、镍铬合金丝。 ②将两瓶中的金属丝串联起来接到电源上。 ③通电一段时间后,比较两瓶中煤油的温度变化。 在通电时间相同的情况下,分别给一个烧瓶中的镍铬合金丝通入大小不同的电流(下图中的右图),观察什么情况下产生的热量多。 【实验结论】

初中物理 焦耳定律 中考精选试题含答案

焦耳定律 1.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,主要是(C) 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 2.通过一根电阻丝的电流为2 A ,通电1 min 产生了2.64×104 J 的热量,它的电阻是(C) A .66 Ω B.6 600 Ω C.110 Ω D.220 Ω 3.某导体的电阻是10 Ω,通过3 A 的电流时,1 min 产生的热量是5__400J.请列举一个生产或生活中利用电流热效应的例子:电饭锅. 4.甲、乙两灯泡中的电流与电压变化的关系如图所示,将甲、乙两灯泡串联后接在电压为8V 的电源两端时,甲灯泡中通过的电流为0.5 A ,此时乙灯泡1 min 消耗的电能是180J. 5.采用如图所示的电路装置探究“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)如图所示是探究电流产生的热量跟电流的关系,通电一段时间左瓶(填“左瓶”或“右瓶”)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,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电阻的关系,一段时间后电阻丝产生的热量左瓶(填“左瓶”“右瓶”或“两瓶一样”)多. 6.某型号的电饭锅有两挡,分别是高温烧煮挡和保温焖饭挡,其原理如图所示(虚线框内为电饭锅的发热部位).已知R 1=44 Ω,R 2=2 156 Ω. (1)开关S 置于2(填“1”或“2”)挡时是高温烧煮档,它的功率是多大? (2)保温焖饭时电路中电流是多少?10 min 产生的热量是多少? (3)若只要求保温焖饭挡的功率提升10%,请通过计算具体说明改进措施. 解:(1)P 高温=U 2R 1=(220 V )2 44 Ω =1 100 W (2)I =U R 1+R 2=220 V 44 Ω+2 156 Ω=0.1 A Q =W =UIt =220 V×0.1 A×600 s=1.32×104 J (3)P 保温=UI =220 V×0.1 A=22 W R 总′=U 2P 保温×(1+10%)=(220 V )222 W×110% =2 000 Ω

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