2020_2021学年九年级物理全册18.4焦耳定律精讲精练含解析新版新人教版

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2020_2021学年九年级物理全册18.4焦耳定律精讲精练含解析新版新人教版

18.4焦耳定律

知识点扫描

知识点一:电流的热效应

(1)电流通过导体时电能转化成热量的现象叫电流的热效应。

(2)电流和通电时间相同时,电阻越大,导体产生的热量越多。

(3)电阻和通电时间相同时,电流越大,导体产生的热量越多。

知识点二:焦耳定律

1.内容: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,跟通电时间成正比。

2.公式:Q=I2Rt

3.当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。此时因为输电线路上有电阻,根据P=I2R可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。所以电厂在输电时增大送电电压,减少电能在输电线路上的损失。

重点难点解读

本节重点理解焦耳定律

1.焦耳定律的内容是电流通过导体产生的热量,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。

2.焦耳定律公式为Q=I2Rt ,(式中单位Q→焦、I→安(A)、R→欧(Ω)、t→秒)

3.当电流通过导体做的功(W)全部用来产生热量(Q),则有W=Q,可用电功公式来计算Q。(如电热器,电阻就是这样的)

对点例题解析

知识点一:电流的热效应

【例题1】(2019北京)下列用电器中,利用电流热效应工作的是()

A.计算器B.电热水壶C.收音机D.电冰箱

【答案】D

【解析】(1)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)电流的化学效应:电流通过导电的液体会使液体发生化学变化,产生新的物质,电流的这种效果叫做电流的化学效应,如电解,电镀,电离等就属于电流的化学效应的例子;(3)电流的磁效应:给绕在软铁芯周围的导体通电,软铁芯就产生磁性,这种现象就是电流的磁效应,如电铃、蜂鸣器、电磁扬声器等都是利用电流的磁效应制成的。

A.计算器工作时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.电热水壶工作时主要是把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故B正确。

C计算器工作时主要是把电能转化为声能,不是利用电流的热效应工作的,故C错误。

D.电冰箱工作时主要是把电能转化为机械能,不是利用电流的磁效应工作的,故D错误。知识点二:焦耳定律

【例题2】(2019福建)一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1Ω,正常丁作1min,

产生的热量是J o工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘,这属于现象。【答案】15;静电(摩擦起电)。

【解析】工作时间t=1min=60s,

由P=UI得,线圈中的电流:

I===0.5A,

则线圈产生的热量:

Q=I2Rt=(0.5A)2×1Ω×60s=15J。

风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带上了电荷,可以吸引轻小物体,所以灰尘会附着在扇叶上,这属于静电(摩擦起电)现象。

达标训练题

1.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,跟通电时间成正比。公式:_____.

当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,输电时电压越高,电流就越小。此时因为输电线路上有电阻,所以电厂在输电时增大送电电压,____电能在输电线路上的损失。【答案】Q=I2Rt.减少.

【解析】焦耳定律的数学表达式为Q=I2Rt. 根据功率功是P=UI知当发电厂电功率一定,送电电压与送电电流成反比,根据W=Q=I2Rt可知,电流越小时,在电线上消耗的电能就会越少。所以电厂在输电时增大送电电压,减少电能在输电线路上的损失。

2.电炉丝通过导线接到电路里,通过电炉丝和导线的电流大小________,由于电炉丝的电阻比导线的电阻大,导致电炉丝产生的热量比导线产生的热量________。

【答案】相等;多

【解析】电炉丝通过导线接到电路里,电炉丝和导线串联,那么通过电炉丝和导线的电流大小相等;由于电炉丝的电阻比导线的电阻大,根据Q=I2Rt可知可知,电炉丝产生的热量比导线产生的热量多。

3.下列用电器属于利用电流热效应工作的是()

A.电饭锅B.电风扇C.计算机D.电视机

【答案】A.

【解析】当电流通过电阻时,电流作功而消耗电能,产生了热量,这种现象叫做电流的热效应.

A.电饭锅将电能转化为内能,利用了电流的热效应,符合题意;

B.电风扇主要是把电能转化为机械能,是利用了电流的磁效应,不合题意;

C.计算机主要将电能转化为光能和声能,不是利用电流的热效应,不合题意;

D.电视机主要将电能转化为光能和声能,不是利用电流的热效应,不合题意.

4.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝R1的阻值为10Ω.当开关S闭合后,

电压表的示数为2V,电流表的示数为0.4A.求:

(1)通电10s电阻丝R1产生的热量;

(2)电源两端的电压。

【答案】(1)通电10s电阻丝R1产生的热量为16J;

(2)电源两端的电压为6V。

【解析】(1)通电10s电阻丝R1产生的热量:

Q=I2R1t=(0.4A)2×10Ω×10s=16J。

(2)由I=得,R1两端的电压:

U1=IR1=0.4A×10Ω=4V,

根据串联电路电压规律可知,电源电压:

U=U1+U2=4V+2V=6V。

一、选择题

1.(2019内蒙古通辽)对下列四幅图的分析正确的是()

A.图中蓝牙耳机是通过超声波与手机进行信号传输的

B.如图装置可用来探究电流产生的热量与通电时间的关系

C.图中电路能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系

D.图中电路可以探究导体电阻与导体材料的关系

【答案】B

【解析】(1)通信设备是利用电磁波传递信息的;

(2)电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关,实验探究时应采用控制变量法;(3)电磁铁的磁性的强弱与电流大小的关系,实验探究时应采用控制变量法;

(4)影响导体电阻大小的因素:导体的材料、长度和横截面积,在研究电阻与其中某个因素的关系时,要采用控制变量法的思想,要研究导体的电阻大小与一个量之间的关系,需要保持其它量不变。

A.蓝牙耳机是通过电磁波与手机进行信号传输的,故A错误;

B.如图装置中两电阻丝串联,电源电压不变时,电路中电流不变,若只比较其中一个容器内电阻丝产生热量的多少,该电阻丝的阻值不变,改变通电时间,可用探究电流产生的热量与通电时间的关系,故B正确;

C.两个电磁铁串联,通过的电流相同,线圈匝数不同,所以能探究电磁铁磁性强弱与线圈匝数多少的关系,但不能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系,故C错误;

D.图中导线的材料相同、长度相同,只是横截面积不同,所以此实验可以探究导体电阻与跟导体的横截面积是否有关,但不能探究导体电阻与导体材料的关系,故D错误。

2.(2018武汉)如图所示,最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家是()

【答案】D

【解析】焦耳研究了电流通过导体产生的热量与电流平方成正比、与电阻成正比、与通电时间成正比,这个结论叫做焦耳定律。最先确定电流产生的热量与哪些因素有关的物理学家就是焦耳。

3.(2019四川成都模拟题)一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,线圈中通过的电流为10A.这台电动机工作1s消耗的电能为W,产生的热量为Q,则()

A.W=3800J,Q=200J B.W=3800J,Q=3800J

C.W=7200J,Q=200J D.W=7200J,Q=3800J

【答案】A.

【解析】本题考查的知识点是焦耳定律;电功的计算.

已知电压、电流与通电时间,由W=UIt可以求出电动机消耗的电能,由焦耳定律可以求出其产生的热量.

电动机消耗的电能:

W=UIt=380V×10A×1s=3800J;

产生的热量Q=I2Rt=(10A)2×2Ω×1s=200J;

4.(2019湖北黄石)图甲是小灯泡的电压——电流图像。将此灯泡L与滑动变阻器R串联在电压为4.5V的电路中(如图乙),闭合开关,移动滑片P,当小灯泡的功率为0.75W时,()

A.电流表的示数为0.2A

B.滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω

C.电路消耗的总功率为1.35W。

D.10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J

【答案】C

【解析】当小灯泡的功率为0.75W时,根据图甲,可知,灯泡L两端的电压为2.5V,通过灯泡的电流为0.3A,电路中的等效电阻15Ω.

电路消耗的总功率P=IU总=4.5V╳0.3A=1.35W。

变阻器R在10s产生的热量Q=W=UIt=2V╳0.3A╳10s=6J。

A.电流表的示数为0.2A ,错误。

B.滑动变阻器R接入电路中的电阻为15Ω,错误。

C.电路消耗的总功率为1.35W,正确。

D.10s内滑动变阻器R产生的热量为13.5J,错误。

5.(2020绥化模拟)在如图所示的电路中,闭合开关S,电源电压恒为6V,电流表的示数为0.5A,电压表

V2的示数为4V。当把滑动变阻器的滑片移至最右端时,电流表的示数为0.3A。则下列结

论正确的是()

A.R1的阻值为4Ω

B.滑动变阻器的最大电阻值为160Ω

C.电路消耗的最小总功率为0.18W

D.当滑动变阻器的滑片移至最左端时,在10min内电流通过R1产生的焦耳热为5.4×104J 【答案】AD

【解析】先确定电路是哪个电阻或者哪两个电阻的连接,是串联还是并联,再根据串并联电路电压、电流特点求出研究对象的电压、电流,根据欧姆定律列出等式,进行求解。以电源电压为不变量作为基础,利用P=U2/R和W=Q=U2t/R进行相应电功率、焦耳热的讨论求解。(1)闭合开关S,R1与R2串联,电源电压U=6V,电流表的示数为0.5A,表明流经R1的电流I1=0.5A,这时电压表V2的示数为4V。

则R1的两端电压U1=U-U2=6V-4V=2V

根据欧姆定律:R1=U1/I1=2V/0.5A=4Ω.选项A符合题意;

(2)当把滑动变阻器的滑片移至最右端时,滑动变阻器的最大电阻值为R2max,

流经其的电流为I2=0.3A,等于电路总电流。这时电路中R1和R2串联,电源电压U=6V

对总电路而言利用欧姆定律得:U=I2(R1+R2),代入数据有

6V=0.3A(4Ω+R2max)

解得R2max=16Ω. 选项B不符合题意;

(3)电路电源电压一定,根据P=U2/(R1+R2max)知道,总电阻R=(R1+R2max)最大时,电功率最小,只有R2=16Ω时电路消耗的总功率最小,

P最小=U2/(R1+R2max)=(6V)2/(4Ω+16Ω)=1.8W. 选项C不符合题意;

(4)当滑动变阻器的滑片移至最左端时,滑动变阻器的电阻被短路,电路只有一个电阻R1在工作。根据焦耳定律:Q=I2R1t

I=U/R1

所以R1在10min=600s内产生的焦耳热为

Q=I2R1t=(U2/R1)t

=(6V)2×600s/4Ω=5.4×103J。选项D符合题意。

二、填空题

6.(2019湖南株洲)用图示装置探究“影响电热的因素”,A、B、C为三根相同的电阻丝。以A、B为研究对象,该实验探究的是在不变时电热与的关系;若将C也置于右侧容器中,这时B、C并联后可等效为一根电阻丝,那么,该装置还可探究在不变时电热与的关系。(填“电流”或“电阻”)

【答案】电阻;电流;电流;电阻。

【解析】(1)由图知,电阻丝B、C并联后与A串联,根据并联电路的电流特点可知,通过A的电流与通过B、C的电流之和相同,所以通过A的电流大于通过B的电流,已知容器内A、B的电阻相同,在通电时间相同时,该实验探究的是电流产生热量与电流大小的关系;(2)若将C也置于右侧容器中,这时B、C并联后可等效为一根电阻丝(等效电阻为5Ω),其等效电阻是A电阻丝的一半,此时通过A的电流与通过右侧“一根”电阻丝的电流相同,所以探究的是:电流相同时,相同时间内电流产生热量与电阻大小的关系。7.(2019?德州)从产品说明书得知,一台“6V 3W”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值为0.1Ω.则小风扇正常工作1min消耗的电能为J;电动机线圈1min产生的热量为J。【答案】180;1.5。

【解析】(1)一台“6V 3W”的迷你型小风扇,电动机线圈阻值为0.1Ω.首先,要明确小风扇的所消耗的电能W一部分转化为机械能,另一部分转化为内能Q.所以,产生的热量Q <消耗的电能W.千万不要误以为产生的热量就是消耗的电能,即对于风扇、空调、电动机

之类的用电器,其电热Q≠W。

(2)解题过程中需要注意所有哦物理量的单位都要用到国际单位,所以先要把1min化成60s来进行计算。

(3)通过“6V 3W”可以根据公式:I=P

U

可以求得。

(4)计算消耗电能的公W=Pt;计算电热的公式Q=I2Rt。

消耗的电能为W=Pt=3W×60s=180J;

电路中线圈的电流为I=P

U =3W

6V

=0.5A;

电路中通过线圈的电流为产生的热量为Q=I2Rt=(0.5A)2×0.1Ω×60s=1.5J。

8.(2020哈尔滨模拟)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电路中后,两个电阻在100s内产生的热量是J。

【答案】1:4;200。

【解析】本题考查了串联电路的电流特点和并联电路的电压特点以及欧姆定律、电热公式的灵活应用,是一道较为简单的应用题。

两电阻串联时通过的电流相等,根据欧姆定律求出两电阻两端的电压之比;

两电阻并联时它们两端的电压相等,根据Q=W=t求出两个电阻产生的热量。

(1)当两电阻串联在电路中时,

因串联电路中各处的电流相等,

所以,由I=可得,R1、R2两端的电压之比:===;

(2)已知R1=10Ω,R1:R2=1:4,所以R2=4R1=4×10Ω=40Ω,

当两电阻并联在电路中时,因并联电路中各支路两端的电压相等,

所以,两个电阻在100s内产生的热量:

Q总=W总=W1+W2=t+t=×100s+×100s=200J。

9.(2019福建)一台标有“5V 2.5W”的带有USB接口的小电风扇,线圈电阻为1Ω,正常丁作1min,产生的热量是J o工作一段时间后的风扇叶片黏有不少灰尘,这属于

现象。

【答案】15;静电(摩擦起电)。

【解析】工作时间t=1min=60s,

由P=UI得,线圈中的电流:

I===0.5A,

则线圈产生的热量:

Q=I2Rt=(0.5A)2×1Ω×60s=15J。

风扇的叶片在转动过程中与空气摩擦带上了电荷,可以吸引轻小物体,所以灰尘会附着在扇叶上,这属于静电(摩擦起电)现象。

10.(2018苏州)一只标有”8V 0.4A”的小灯泡,接在电源电压为12V的电路中,为使其正常发光,应串联一个Ω的电阻;该电阻通电10s所产生的热量是J。

【答案】10;16。

【解析】根据串联电路中总电压等于各分电压之和,则串联电阻R两端电压:

U R=U﹣U L=12V﹣8V=4V,

因串联电路中各处的电流相等,所以灯泡正常工作时电路中的电流:

I=0.4A,

由I=U/R可得,串联电阻R的阻值:

R=U R/I=10Ω;

此时该电阻通电10s产生的热量为:

Q R=I2Rt=(0.4A)2×10Ω×10s=16J。

11.(2018大庆)有一台电动机,额定电压3V,额定电流1A,电动机线圈电阻0.5Ω.这台电动机正常工作1min,消耗的电能为J.产生的热量为J,输出的机械能为J。【答案】180;30;150。

【解析】本题考查了电动机产生热量、电功、输出机械能的计算,关键是知道只有在纯电阻电路中电能才完全转化成内能。

这台电动机正常工作1min=60s,

电动机消耗的电能:W=UIt=3V×1A×60s=180J,

产生的电热:Q=I2Rt=(1A)2×0.5Ω×60s=30J,

输出的机械能:W机械=W﹣Q=180J﹣30J=150J。

三、简答题

12.(2019辽宁营口)据《生活报》讯,2017年4月14日起,插线板新国家标准正式实施,要求插线板的插孔须设置“保护门”,“保护门”可有效防止儿童将手指插入插孔而造成触电事故,同时可避免灰尘长期沉积而造成的内部(选填“断路”或“短路”).在线材方面要求:如果最大工作电流16A的延长线插座,导线的最小横截面积由原来的1mm2增加到1.5mm2.请你根据所学物理知识解释增加导线横截面积的好处.

【答案】短路;材料、长度相同的导线,横截面积越大,电阻越小,由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,电阻越小,产生的热量越少,采用横截面积更大的导线可以避免外部绝缘皮过热,引起火灾.

【解析】(1)处处连通的电路为通路;某处断开的电路为断路;电源短路是指电源两极不经过用电器直接连通的电路;

(2)根据影响电阻大小的因素分析导线的横截面积变大时其电阻的变化,根据焦耳定律可知电流和通电时间相等时产生的热量关系,从而得出答案.

四、实验探究题

13.(2019江苏南京模拟题)如图所示,物理实验小组探究“电流通过导体产生热的多少与什么因素有关”的实验装置。两个透明容器中封闭着等量的空气,且都有一段电阻丝。将透

明容器与U形管相连,接入电路。

(1)组装之前,U形管内注入适量红墨水,U形管(选填“属于”或“不属于”)连通器。

(2)图甲是探究在通电时间相同和相同的情况下,导体产生的热量与大小是否有关的装置。

(3)实验中通过观察的变化反映密闭空气温度的变化,在研究许多物理问题时都会用到这种方法,下列研究实例采用研究方法与此相同的是。

A.探究电流与电压、电阻的关系

B.用铁屑显示磁体周围磁场分布

C.研究光的传播时,引入“光线”

D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动

(4)由图乙,电流表的示数为A,在这种情况下,右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是 J。

(5)某实验小组发现通电一段时间后,其中一个U形管中的液面高度几乎不变,发生此现象的原因可能是。

【答案】(1)属于;(2)电流;电阻;(3)U形管液面高度;BD;

(4)2;400;(5)透明容器密闭性不好(透明容器漏气、对应电阻丝短路)。

【解析】(1)由图知,U形管内注入适量红墨水,上端开口,下端相连通,所以属于连通器;(2)由图知,阻值不同的电热丝串联在两个密闭容器中,通过的电流和通电时间都相同,所以探究的是电流产生热量与电阻的关系;

(3)电流通过导体产生热量的多少不能直接观察,但液体温度的变化可以通过液面高度差的变化来反映。采用的是转换法;

A.探究电流与电压、电阻的关系,采用的是控制变量法;

B.用铁屑显示磁体周围磁场分布,采用的是转换法;

C.研究光的传播时,引入“光线”,采用的是模型法;

D.扩散现象表明分子在不停地做无规则运动,采用的是转换法。故选BD;

(4)由图知,电流表选择的是~3A量程,对应的分度值是0.1A,电流表示数为2A;

右侧容器中定值电阻在10s内产生的热量是Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×10s=200J;

(5)由Q=I2Rt可知,电阻丝R1和R2在相同时间内产生的热量不同,则U形玻璃管中应该出现液面高度差;而其中一个U形玻璃管中液面高度几乎不变,说明与此相连的空气盒有可能漏气,也可能是对应的容器内的电热丝短路。

14.(2020安徽模拟)已知电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间有关.在探究“电流通过导体产生的热量跟电流的关系”时,可供选择的器材有:8V稳压电源一个;20Ω和50Ω的滑动变阻器各一个;停表和开关各一个;塑料盒与U形管相连的实验装置一个,盒内密封着空气,盒内电阻丝的阻值为20Ω;导线若干.

(1)该实验选用Ω的滑动变阻器更好.

(2)连接好的实验图如图所示.每次实验(即获得一组数据)后,都要断开开关,打开盒盖上的通气孔,U形管内两液面迅速回到原位,等片刻后,关闭通气孔,再进行下一次实验.请画出实验用的表格,表中要有必要的信息.

(3)某同学对实验方案进行了重新设计:第一次实验记录高度差后,立即移动滑片增大电流做第二次实验,…….每次实验加热时间相同,记录的U形管内两液面高度差依次为Δh1、Δh2…….在处理数据时,该同学想用Δh2来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量,

他这样处理数据是否正确?.理由是.

【答案】(1)50 (2)记录的实验数据如下表

(3)不正确Δh2间接反映了第一次和第二次实验电流通过导体产生的热量的和.不是第二次实验电流通过导体产生的热量.

【解析】(1)盒内电阻丝的阻值为20Ω为定值电阻,选滑动变阻器的电阻要大得好,因为这样通过改变滑动变阻器电阻,电路电流能有效控制,不会太大,保护电源。

(2)所画表格要体现每次实验电阻丝电阻为20Ω为定值电阻。时间一定。要体现U形管液面高度差,电流大小,热量。

(3)该同学想用Δh2来间接反映第二次实验电流通过导体产生的热量实错误的。因为Δh2间接反映了第一次和第二次实验电流通过导体产生的热量的和.不是第二次实验电流通过导体产生的热量.该同学在设计方案就是错误的。

五、计算题

15.(2019江西模拟题)如图所示的电路中,定值电阻R1=150Ω、R2=300Ω.闭合开关S后,电流表A2的示数为5mA.求:

(1)电阻R1两端的电压为多少

(2)电流表A1的示数为多少

(3)电路工作5min,R1产生的焦耳热是多少.

【答案】(1)电阻R1两端的电压为1.5V;

(2)电流表A1的示数为15mA;

(3)电路工作5min,R1产生的焦耳热是4.5J.

【解析】由电路图可知,R1与R2并联,电流表A1测干路电流,电流表A2测R2支路的电流.(1)因并联电路中各支路两端的电压相等,

所以,由I=可得,电阻R1两端的电压:

U1=U2=I2R2=5×10﹣3A×300Ω=1.5V;

(2)通过R1的电流:

I1===0.01A=10mA,

因并联电路中干路电流等于各支路电流之和,

所以,电流表A1的示数:

I=I1+I2=10mA+5mA=15mA;

(3)电路工作5min,R1产生的焦耳热:

Q1=I12R1t=(0.01A)2×150Ω×5×60s=4.5J.

16.(2020?桂林模拟)如图甲所示。电源电压保持不变,R0为定值电阻。闭合开关S,将滑动变阻器的滑片从a端滑到b端的过程中,电压表示数U与电流表示数I间的关系图象如图乙所示。求:

(1)电源电压、R0的阻值、滑动变阻器的最大阻值。

(2)当滑片在a端时,通电1min电阻R0产生的热量。

【答案】(1)电源电压为12V,R0的阻值为10Ω,滑动变阻器的最大阻值为20Ω;

(2)当滑片在a端时,通电1min电阻R0产生的热量为96J。

【解析】(1)当滑片位于b端时,电路为R0的简单电路,电压表测电源的电压,电流表测电路中的电流,

此时电路中的电流最大,由图乙可知,电源的电压U=12V,电路中的最大电流I大=1.2A,由I=可得,R0的阻值:

R0===10Ω;

当滑片位于a端时,R0与R串联,电流表测电路中的电流,电压表测R0两端的电压,此时电路中电流最小,

由图乙可知,电路中的电流I小=0.4A,U0=4V,

因串联电路中总电压等于各分电压之和,

所以,滑动变阻器两端的电压:

U滑=U﹣U0=12V﹣4V=8V,

则滑动变阻器的最大阻值:

R===20Ω;

(2)当滑片在a端时,通电1min电阻R0产生的热量:

Q0=I小2R0t=(0.4A)2×10Ω×60s=96J。

17.(2020?南京模拟)如图所示电路中,灯泡L标有“12V 3W”字样,R为定值电阻,闭合开关S后,灯泡L恰好正常发光,电流表的示数为0.45A,通过计算回答:

(1)灯泡L的额定电流是多少安?

(2)定值电阻R的阻值是多少欧?

(3)该电路工作5min,定值电阻R产生的热量是多少焦?

【答案】(1)灯泡L的额定电流是0.25A;

(2)定值电阻R的阻值是60Ω;

(3)R在5min内产生的热量是720J。

【解析】由电路图可知,电阻R与灯泡并联,电流表测干路的电流。

(1)由P=UI可得,灯泡L的额定电流:I L===0.25A;

(2)因并联电路中各支路两端的电压相等,且灯泡正常发光,根据并联电路的电流规律可知,通过电阻的电流为:

I R=I﹣I L=0.45A﹣0.25A=0.2A;

所以,电源的电压U=U L=12V,由I=可得,R的阻值:R===60Ω;

(3)电阻在5min内消耗的电能:W=UIt=12V×0.2A×5×60s=720J。

后记

亲爱的朋友,你好!非常荣幸和你相遇,很乐意为您服务。希望我的文档能够帮助到你,促进我们共同进步。

孔子曰,三人行必有我师焉,术业有专攻,尺有所长,寸有所短,希望你能提出你的宝贵意见,促进我们共同成长,共同进步。每一个都花费了我大量心血,其目的是在于给您提供一份参考,哪怕只对您有一点点的帮助,也是我最大的欣慰。如果您觉得有改进之处,请您留言,后期一定会优化。

常言道:人生就是一场修行,生活只是一个状态,学习只是一个习惯,只要你我保持积极向上、乐观好学、求实奋进的状态,相信你我不久的将来一定会取得更大的进步。

最后祝您生活愉快,学业进步。

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

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

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:

人教版九年级物理全一册教学设计 焦耳定律教案

《焦耳定律》 焦耳定律是重要的物理定律,它是能量守恒定律在电能和内能转换中的体现,本节在电学中是重要的概念之一。运用功能关系的思想,在教材中起到承上启下的作用。 【知识与能力目标】 1、知道在电流相同的条件下,电能转化成热能的功率跟导体的电阻成正比。 2.知道利用电热和防止电热的场合和方法。 【过程与方法目标】 通过实验探究电流的热效应与电阻大小的关系,培养学生的观察分析能力和概括能力。【情感态度价值观目标】 通过电热的利用和防止知识的学习,认识到科学是有用的。 【教学重点】 通过实验探究电流热效应跟电阻大小的关系。 【教学难点】 焦耳定律的计算。 电炉、电熨斗、热得快等电热器,多媒体课件。 一、新课引入: 星期天,小明的妈妈出门前嘱咐小明别看电视,得先完成作业,可是小明等妈妈一走,就看起了电视,直到妈妈回来前才开始做作业。妈妈问小明为何没有做完作业,小明说作业太难,可是小明妈妈只用了一招就知道小明说了谎,请问,他妈妈是怎样做的?

学生:她摸了摸电视机的的散热窗,发现那儿还热着呢。 教师:你有类似的经历吗,这个故事对你有什么启示? 二、知识讲解: 提问:生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。 教师展示电炉、电熨斗、热得快等电热器。 让学生从能量转化角度分析,电热器将电能转化为内能。 (一)电流的热效应 1、电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。 想想议议: 电炉丝和导线通过电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热? 2、电热的影响因素 提出问题:电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 想想议议: (1)浴霸灯泡和电线串联在电路中,电流相同,灯泡下面非常热,电线却不怎么热,这是为什么? (2)如果将小功率的浴霸灯泡换成大功率的浴霸灯泡,灯泡下面更热,这又是为什么? (3)浴霸灯泡通电的时间更长,会产生更多的热量,这说明了什么? 猜想: 电热的大小可能的影响因素——电阻、电流和时间。 实验方法:控制变量法。 设计实验: 用电阻丝给密封容器里的空气加热,U形管中液面高度的变化反映空气温度的变化,进而比较电热的大小。

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《焦耳定律1》优质课教案、教学设计

18.4 焦耳定律教学设计 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。 (二)过程与方法:知道科学研究中常用的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:通过对焦耳生平的介绍,培养学生热爱科学,勇于克服困难的决心和信心。 教学重点:理解电流的热效应及焦耳定律内容 教学难点:实验过程 教学方法:演示法、观察法、讨论法。 教学用具:焦耳定律演示器、课件、导学案 教学过程; (一)、导入情景:1、回顾:我们之前学过的两条定律是什么定律?导出课题:第4 节焦耳定律;2、介绍物理学家:焦耳 (二)、了解学习目标:1.知道电流的热效应。2.知道焦耳定律、会探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关。3.知道电热的利用和防止。 (三)自主学习需要解决的问题:1.什么是电流的热效应?2.焦耳定律的内容是什么?3.怎样利用和防止电热? (四)跟踪学习: 一、电流的热效应

想一想:1.你们家里有哪些用电器?2.比较它们有什么不同?3.它们有什 么共同特征? 读图并回答;它们的共同特征是什么? 小结:电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。 二、焦耳定律 想想议议:电炉丝和导线通过电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线 却几乎不发热? 问题和猜想:电流通过导体时产生的热量的多少跟什么因素有关? 探究:在电流相同、电阻不同时,产生电热的效果如何呢? 演示实验1① 电阻串联时电流相同。② U 型管连接的容器加热后,温度升高,气体膨胀,压力变大,液面升高。 回答:①看到了什么现象?②说明了什么结论? 结论:在电流相同时、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。 探究:在电阻相同,电流不同时,产生电热的效果如何呢? 演示实验2① 此时,右边电流小。②并联分流的电阻要放在盒子外面,因为 并联的电阻分去一半的电流。不让它产生的热量影响盒内的温度。 回答:①看到了什么现象?②说明了什么结论? 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。 问题:①是那个物理学家通过大量的实验确定了电流产生热量与电流、电阻 通电时间是的关系?这个关系的内容是什么?把这个规律叫做什么定律?②如

初中九年级物理焦耳定律教学设计二

第十八章第四节焦耳定律 教学设计 卢龙镇中学梁爱东 (一)教学目标: 1、知识和技能目标:知道电流的热效应,理解焦耳定律的内容、公式及其运用,知道电热器的原理及构造。 2、过程与方法目标:要求学生能从感知事物→提出问题→自己设计→动手动脑探究科学规律中体会科学研究的方法,学会科学探究、知识迁移的方法,培养学生的科学研究的能力。 3、情感态度与价值观目标:激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神,培养学生的辩证唯物主义精神,渗透实事求是和科学献身教育,激励学生努力学习。 (二)教学重点与难点 如何引导学生进行科学探究;如何使学生在科学探究中掌握科学研究的方法,培养科学研究的能力。 (三)教法与学法 将学生分组,以小组为单位进行教师引导下的科学探究,加强组内同学间的合作、讨论和交流,加强师生间相互反馈,以问题和小组交流贯穿教学的始终,不断提出新问题,不断解决新问题。 (四)教具 学生电源、焦耳定律演示器、电流表、导线、多媒体课件及教学平台。 教学过程: 一、导入新课 出示电脑、电视、电烙铁、电饭锅,充电器图片 提出问题:这些电器工作时能量是怎样转化的? 小组讨论确定答案。 生回答:电脑、电视把电能转化为光能、声能和内能;电烙铁、电饭锅把电能转化为 内能;充电器把电能转化为化学能和内能。 提出问题:这些电器在工作时有什么共同特点? 小组讨论回答:都有内能产生。 师:用电器消耗电能就是把电能转化为其他形式能的过程。只要电流通过导体,就有一部分电能或全部电能转化为内能。电能转化为内能的现象就叫做电流的热效应。焦耳定律就是研究电流通过导体时的热效应。今天我们就来学习第四节焦耳定律。(板书:第四节焦耳定律) 二、进行新课 (一)探究影响电流通过导体产生热量的因素。 1、提出探究问题 出示小太阳,通电。

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 )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

人教版九年级物理第十八章第四节焦耳定律(教学设计)

《焦耳定律》教案 【教学目标】 1.知识与技能 理解焦耳定律。 知道理解和防止电热的场合和方法。 2.过程与方法 通过实验探究电流的热效应与电流、电阻的关系。 3.情感态度和价值观 具有对科学的求知欲、乐于探索日常生活中的物理学道理,乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。 【教学重点】 电流产生的热量与电流、电阻大小之间的关系。 【教学难点】 理解焦耳定律。 【教学方法】 合作探究交流 【教学用具】 多媒体课件焦耳定律演示器 【课时安排】 1课时 【教学过程】 一、创设情境导入新课 展示图片,讨论热量的来源,以此引入新课 电热水器提供热水电暖气提供热量电熨斗熨烫衣物电烤箱烘烤食品 二、探究新知 (一)电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。 生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。 电暖气电饭锅电热孵卵器电热毯等。

知识拓展 电流的三大效应 电流的热效应电流的磁效应电流的化学效应想想议议 电炉丝和导线通过电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 猜想与假设 1、可能与导体电阻大小有关 电阻越大,电流热效应越大 2、可能与电流大小有关 电流越大,电流热效应越大 3、可能与通电时间长短有关 通电时间越长,电流热效应越大 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。 实验原理:利用气体的热胀冷缩。 实验器材: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。 实验装置:

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

九年级下册物理焦耳定律

第4节焦耳定律 第1课时焦耳定律 备课笔记

电电流的热效应 焦耳定律Q=I2Rt 1.探究电流产生的热量跟哪些因素有关 (1)猜想:(教师引导鼓励学生发言) 生1:可能与电压有关,因为电压越大,电炉中产生的热越多; 生2:可能与电阻有关,因为电炉丝发热,而跟电炉丝相连的铜导线却不太热; 生3:可能跟电流有关,因为常听说,电流大容易引发火灾. 教师总结:电流、电压和电阻三个量之间是有联系的,明确了两个量就可以再确定另外一个量,故我们研究电流、电阻与导体产生热量的关系就可以了. 备课笔记 课外拓展: 任何用电器,只要有电阻存在,电流通过时都会有热效应产生;如果电阻为零(如超导体),则没有电流的热效应产生;如果电阻很小,发热就不明显.

在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多 用一个电阻来做,通过滑动变阻器改变通过电阻的电流,观察烧得出什么结论? 在电阻、通电时间相同的情况下,通过的电流越大,产生的热量越 备课笔记 小组问题探讨: 1.如何控制电流一定时电阻的变化? 2.如何控制电阻一定时电流的变化? 3.如何比较电流产生热量的多少?

纯电阻电路中利用Q = 2 U t R 求电热 备课笔记 知识拓展: 两类用电器. (1)纯电阻用电器:电 流通过导体时将电能全 部转化为热能的用电器, 如电饭煲、电炉等单纯用 来加热的用电器. (2)非纯电阻用电器: 电流通过导体时只有部 分电能转化为热能的用 电器,如电风扇、电视机 等用电器在工作时,除部 分电能转化为热能外,大 部分电能会转化成其他 形式的能.

)图甲中有定值电阻R1(置于电热毯外部),电热丝 、S2应处于什么状态?并写出低温挡时电热毯发热电功率的表 )图乙中有两根电热丝R2、R3,请说明要使电热毯处于高温挡,开关 应处于什么状态?并写出高温挡时电热毯发热电功率的表达式 )请指出你认为其中较好的电路,并说明理由. 所谓“挡位”问题,通常是在电压不变的情况下,通过改变电路电阻, 从而改变用电器的电功率,所以常用公式P= 2 U R 来判定,R 越大,是高挡位. 闭合,S2断开; 低温挡时电热毯的发热功率: 2 22 22 12 U R P I R R R == + () . 均闭合; 高温挡时电热毯的发热电功率: 2 23 23 U R R P R R + = () . )较好的电路是乙,因为在甲电路中,R1置于电热毯外部,低温挡时 解答此类问题时要正确选用公式.在串联电路中,电流相等,一般选 ;在并联电路中,电压相等,一般选用公式P= 备课笔记

中考物理焦耳定律的应用问题综合题附详细答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1.小明在一次野炊活动中,将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看作导体)接在干电池正负两极上取火。如图所示,锡箔纸较窄处最先燃烧,这是因为长度相同的锡箔纸较窄处比较宽处的 A.电阻小B.电流大C.电压小D.电功率大 【答案】D 【解析】 【详解】 较窄处更细,横截面积更小,电阻更大,所以在串联电流相等的前提下,根据公式2 P I R 可得,较窄处的电功率更大,故ABC不符合题意, D符合题意。 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。

3.两定值电阻R A 和R B 中的电流与其两端电压的关系如图所示,若将两电阻串联在电压为3V 的电源两端,电路的总功率为________ W ,通电一段时间后,R A 和R B 产生的热量之比是________ . 【答案】0.6 1:2 【解析】 【分析】 【详解】 由图象知, U =3V 时,I A =0.6A ,I B =0.3A , 根据U R I = ,电阻 3V 50.6A A A U R I ===Ω, 3V 100.3A B B U R I = ==Ω, 两电阻串联时,电路总电阻 R =R A +R B =5Ω+10Ω=15Ω, 电路总功率 22(3V)0.6W 15U P R ===Ω ; A 、 B 两电阻串联流过它们的电流I 相等,通电一段时间产生的热量之比 2251102 A A A B B B Q I R t R Q I R t R Ω====Ω. 4.电烙铁和电风扇上都标有“220V 60W ”的字样,使它们分别在额定电压下工作相同的时间。以下判断中正确的是 A .它们在工作时通过的电流一定相等 B .它们在工作过程中消耗的电能一定相等 C .它们在工作过程中产生的电热一定相等 D .它们在工作过程中的电功率一定相等 【答案】ABD

最新九年级物理焦耳定律

18.4 焦耳定律 学习目标 1、知道电流的热效应。 2、知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关。 3、知道电热的利用和防止。 课程预习 1、,这个现象叫做电流的热效应。 2、电流通过导体产生的热量跟成正比,成正比, 成正比,这个规律叫做焦耳定律。 3、焦耳定律的表达式是:。 教学过程 一、认识电流的热效应、电热器 1、电流通过导体时将能转化为,这种现象叫做。 2、电热器:利用电器为电热器。它们有一个共同的组成部分 叫 .它由的材料制成。 〔思考讨论〕:电炉丝工作时,电炉丝与它的连接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?电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关? 二、探究电热大小的影响因素 1、猜想:电流通过导体产生的热可能与有关; 2、大家猜想电热的多少跟几个因素有关,那么我们实验研究时就要采取。 3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少? 方法: 4、实验参考电路图。 5、按照设计好的实验方案进行实验。 实验现象:(1)闭合开关后发现,甲瓶中的温度计升温快些, 而甲、乙两瓶和相等, 表明: 。 (2)观察同一个煤油瓶,通过改变通入的电流,通电相同时间后,观 察温度计的示数升高情况。实验表明 。 (3)观察同一个煤油瓶,改变通电时间,发现电流和电阻相同时,通电时间越长,电流产 生的热。 6、综合得到焦耳定律: (1) 这个规律叫做焦耳定 律。 (2)表达式为: 公式中各符号的意义及单位 符号意义单位符号意义单位 Q ------ ----- R ------ ----- I ------ ----- t ------ ----- 理论推导焦耳定律表达式。

新人教版初中物理焦耳定律练习题

新人教版初中物理焦耳 定律练习题 Company number:【WTUT-WT88Y-W8BBGB-BWYTT-19998】

“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Ω,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 C.根据Q=UIt可知,相同时间内,相同时间内产生的热量与电阻无关 D.根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 10、额定功率为2W的小灯泡L与一个阻值为4Ω的电阻R串联后接到电压为6V的电源上,小灯泡恰能正常发光。则通电1分钟,小灯泡产生的热量是() A.80J B.120J C.540J D.无法判断

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