焦耳定律的演示实验
焦耳定律的演示实验
[实验装置]
如图①所示，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根电阻丝，甲瓶中电阻丝的电阻比乙瓶中的大。
[实骤步骤]
1．接通电路一段时间，比较两瓶中的煤油哪个上升得高（图②）。实验结果是：甲瓶中的煤油上升得高。这表明，电阻越大，电流产生的热量越多。
2．在两玻璃管中的液柱降回原来高度后，调节滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间与前次相同。在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶）中的煤油哪次上升得高（图③）实验结果：在第二次实验中，瓶中煤油上升得高、这表明，电流越大，电流产生的热量越多。
3．实验表明，通电时间越长，瓶中煤油上升得越高，电流产生的热量越多。
[实验说明]
演示实验里的电阻丝，可用电炉丝截成长短不同的两段来做，其电阻值约为几欧姆，如2欧姆、4欧姆。电源电压以6～12伏为宜（用低压学生电源或蓄电池串联均可）。
由于煤油不易染色，可以在瓶内只装少许染成深红色的酒精，将细玻璃管插在酒精里面，把瓶塞塞紧一些，使瓶内气体压强大于外面的大气压，细玻璃管内的酒精柱面就会高过瓶塞。让电阻丝露在瓶内的酒精液面上，电流通过电阻丝产生的热量便对空气加热，瓶内空气变热后，压强增大，于是玻璃管里的酒精柱面就升高了。当电源电压为6伏特，甲、乙两瓶内电阻丝的阻值分别为4欧姆、2欧姆，电路中的电流为0.3安培，只需通电1分钟左右，就可观察到甲瓶玻璃管中的酒精柱比乙瓶玻璃管的酒精柱上升得高。
2020-2021【物理】物理一模试题分类汇编——焦耳定律的应用问题综合附答案
一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．如图所示是研究焦耳定律实验装置中的部分电路．两瓶中的电阻丝是串联的，甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值．比较通电后两根电阻丝两端的电压U 甲、U 乙．以及它们在相同时间内产生的热量Q 甲、Q 乙，以下关系式中正确的是 ( ) A ．U 甲= U 乙，Q 甲= Q 乙 B ．U 甲< U 乙，Q 甲> Q 乙 C ．U 甲< U 乙，Q 甲< Q 乙 D ．U 甲>U 乙，Q 甲< Q 【答案】C 【解析】 【详解】 由于两电阻丝串联，流过它们的电流I 相等，通电时间t 相等，由题意知：R R <甲乙，由U =IR 知：U U <甲乙；由焦耳定律Q =I 2Rt 知：Q Q <甲乙；故选C 。 2．如图，电源电压保持不变，R 1=10 Ω，开关S 闭合，S 0拔至b 时电压表的示数是拔至a 时的三分之一，则R 2=_____Ω；若电源电压为3 V ，当开关S 0拔至b 时，R 1在10 min 内产生的热量是_____J 。 【答案】20 60 【解析】 【分析】 【详解】 [1]闭合开关S ，开关S 0拨至b 时，两电阻串联，电压表测R 1两端的电压；闭合开关S ，开关S 0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，且开关S 0拨至b 时电压表示数是拨至a 时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比 312312 U U U U U ＝＝-
因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝U R 可得，两电阻的阻值之比 1 11 2 22 1 2 U R U I U R U I ＝＝＝ 则R2的阻值 R2＝2R1＝2×10Ω＝20Ω [2]若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，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＝ 12 3V 10Ω20Ω U R R ++ ＝＝0.1A R1在10min内产生的热量 Q1＝I2R1t＝(0.1A)2×10Ω×600s＝60J 3．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。 4．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
焦耳定律实验典型例题含复习资料及解析
中考物理复习焦耳定律一．解答题（共12小题） 1．（2010? 广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量 _________（选填“相等”或“不等” ）的_________（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻 丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与_________的关系；实验中通过观察 _________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择 _________来进行实验． 2．（1999?绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中_________图的电路（填“a”或“b”）． 3．（2012?德州）小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小． （1）实验中煤油吸热的多少是通过_________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）． （2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容 _________水的比热容．（选填“大于”或“小于”）． （3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是_________． （4）该实验中用到的研究物理问题的法是_________． 4．（2012?肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”． （1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉） （2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图可知：两电阻丝的阻值R a_________R b（选填“＞”、“＜”或“=”） （3）通电一段时间后，a、b两温度计的示数如图（乙）所示，则b的示数是_________℃．由此可知：在相同的时间内，电流一定时，电阻越_________，它产生的热量越_________．
《焦耳定律》教学设计
《焦耳定律》教学设计 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。开学时就将学生4人一组分组，分组时男女生分开后，自由组合，便于讨论与交流，随着学习的深入，可适当调整小组成员，每个组至少有一个好的同学能起到小老师的作用，带领小组同学开展自主式学习。 四、教具与学具 学生用：铁架台、学生电源、大号试管和温度计各三支、导线若干、量筒、煤油、电阻丝（5、10、10欧各一根，教师课前用电炉丝截取并焊好导线）。每小组一套。 教师用：与学生的基本相同，温度计改用数字的，另加各种电热器（电炉、电饭锅、白炽灯、电风扇等）、多媒体课件及教学平台。 五、探究实验：研究通电导体产生的热量跟电流、电阻和时间的关系。 六、教学活动实录（部分）： （一）导入新课 师：（教师出示电饭锅，白炽灯、电风扇）这几种电器各有什么功能？ 生：煮饭、照明、吹风。 师：这些电器虽然功能不同，有没有共同点？ （学生小组讨论，请三位同学上来各拿一个电器，同时通电实验1分钟，并请他们触摸电器和电扇的电动机部分） （凡教师提出问题，教师留有一定的时间，让学生同桌或四人小组讨论） 生：它们工作时都会发热。 师：对！电流通过任何电器或导体，电器和导体都会发热，这种现象叫电流热效应。（教师
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
焦耳定律实验
焦耳定律实验. 1、图16是“探究电流通过导体产生热量与导体电阻 ．．．．关系”的实验装置，两阻值分别为R 和2R的电阻丝浸在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，则闭合开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过反映出来的；采用这种连接方式的目的是。为什么选煤油而不选酒精做实验。 答案：温度计的示数变化控制电流相同 2、为了探究电流产生的热量跟什么因素有关 ．．．．．．系，王军设计了如图19所示的甲、乙两装置。他将两段阻值不同的电阻丝（R1 中考物理复习焦耳定律 一.解答题(共12小题) 1.(2010?广西)如图就是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置:在两个相同的烧瓶中装有 质量_________(选填“相等”或“不等”)的_________(选填“同种”或“不同”)液体,瓶中各放置一根电阻丝,且R甲大于R乙,这样的装置可以研究电流产生的热量与_________的关系;实验中通过观察_________来比较电阻丝发热量的多少;如果所用液体仅水或煤油,为使实验现象明显些,应选择_________来进行实验. 2.(1999?绍兴)如图,有二个电阻R1、R2分别以串联与并联的方式接入相同电压的电路上,则相同时 间内产生热量较多的就是图中_________图的电路(填“a”或“b”). 3.(2012?德州)小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.甲、乙两瓶中 装有质量与初温都相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小. (1)实验中煤油吸热的多少就是通过_________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”). (2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,就是因为煤油的比热 容_________水的比热容.(选填“大于”或“小于”). (3)通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论就是_________. (4)该实验中用到的研究物理问题的法就是_________. 4.(2012?肇庆)如图(甲)所示,两只相同的烧瓶里装有同样的煤油,它们的初温相同,实验小组同学利 用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”. (1)请用笔画线代替导线,将图(甲)的电路连接完整(要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且 连线不得交叉) (2)两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同,由图可知:两电阻丝的阻值R a_________R b(选填 1、如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端． （1）实验中通过观察U形管中的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少．这种实验方法叫．下面实验也用这种实验方法的是． A．认识电压时，我们用水压来类比 B．用光线来描述光通过的路径 C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动 D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响 （2）装置中的U形管（选填“是”或“不是”）连通器． （3）甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系，通电一段时间，（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多． （4）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系，通电一段时间，（选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量多． 2、如图所示，甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝， 瓶中插入温度计a、b。 (1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加 入质量、初温都相同的煤油。闭合开关一段时间，可以通过情 况，判断电阻丝产生热量的多少，在此采用的方法是。 （2）此方案是探究和时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量与大小的关系。(3)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝的阻值时，可以比较不同物质的吸热能力。若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是C甲 C乙(填“大于”“小于”或“等于”)。 3、小明要用图所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系．其 中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同． （1）请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整． （2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此，在这个实验中是通过显示 电流产生热量的多少的．象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的 方法叫法．（填“转换法”，“控制变量法”，或“等效替代法”） （3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有． （4）在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则瓶内温度计的示数 升高的多． 4、为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如下图所示的家甲、乙两种装置，他将两端阻值不同的电阻丝（R1 4、(5分)某小组探究电流产生得热量与哪些因素有关,在正确猜想得基础上,明确了电流产生得热量与通电 时间得关系,在探究电流产生得热量与其它因素得关系时,她们分别设计了如图所示得装置并进行实验(R1 9、(5分)为探究“电流通过导体产生得热量跟哪些因素有关”,小成设计了如图所示得实 验电路。烧瓶中盛有质量相同得煤油,闭合开关S1、S2,用电阻丝(其中R甲=R丙＜R乙)给煤油加热相同时间,观察并记录烧瓶中温度计示数得变化情况。 (1)甲、乙、丙得烧瓶中温度计示数变化最大得就是 ; (2)比较烧瓶甲与烧瓶丙中温度计示数得变化,研究电热与得关系; (3)小成对此实验装置稍做改装,用改装后得装置测量未 知液体比热容。测量时,分别在两烧瓶中装入水与待测液体, 闭合 开关,一段时间后分别用温度计测出水与待测液体升高得温度Δt水与 Δt,在忽略热损失得情况下,则待测液体得比热容c=Δt水c水／Δt。 小成对此实验装置做出得改装就是_______ ________。为了得出 待测液体比热容得表达式c=Δt水c水／Δt,实验中还需要增加一种测量 仪器,说出该仪器名称与作用_________、___________ ________。 一种简单实用的焦耳定律实验方法焦耳定律是初中物理教材中的一个比较重要、比较难的实验。笔者接触到不少焦耳定律的实验教具，它们有的装置较复杂、有的使用起来较麻烦。与其它焦耳定律实验方法相比，本文的实验方法有一个突出特点就是简单实用：用一般学校都具备的、学生都熟悉的定值电阻与电源在线路板底板上组成电路，然后用温度计直接与定值电阻接触，测出定值电阻的温度变化，从而得出焦耳定律（Q=I 2Rt）的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，跟通电时间成正比的实验结论。实验的设计、装置、操作都很简单、材料易得，效果也不错。具体说明如下： 一．在通电时间相同、电流相同的情况下，通电导体产生的热量与通电导体的电阻阻值成正比 按文章后面附图1所示的方法，用4—5节干电池做电源，将其与一个5Ω定值电阻、一个20Ω定值电阻、一个开关串联在线路板底板上组成电路。通电后，用两个温度计同时测量两个定值电阻的温度变化。这时会发现，它们升高的温度差别明显。定值电阻阻值越大，温度升高的越多。而且，可以较明显地看出，定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻的阻值之比基本相等。因为定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻产生的热量之比相等（为什么定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻产生的热量之比相等, 在下面的注意事项6中另有说明）。所以，定值电阻产生的热量之比与定值电阻的阻值之比基本相等。此实验说明在通电时间相同、电流相同的情况下，通电导体产生的热量与通电导体的阻值成正比。 二．在通电时间相同、导体阻值相同的情况下，通电导体产生的热量与导体 中电流强度的平方成正比 用4—5节干电池做电源。将两个10Ω定值电阻并联，然后将两个并联的定值电阻与一个10Ω的定值电阻串联。按文章后面附图2所示的方法，用这三个定值电阻与电源、开关在线路板上底板组成一个电路。通电后，用两个温度计同时测量两个定值电阻的温度变化（一个是并联电路中的电阻，一个是与并联电路串联的电阻）。这时会发现，它们的温度差别明显。定值电阻中的电流强度越大，温度升高的越多。而且，可以较明显地看出，定值电阻温度升高的度数之比与其电流强度的平方之比基本相等。因为定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻产生的热量之比相等。所以，定值电阻产生的热量之比与其电流强度的平方之比基本相等。此实验说明在通电时间相同、通电导体阻值相同的情况下，通电导体产生的热量与导体中电流强度的平方成正比。 三．在通电导体的阻值相同、电流强度相同的情况下，通电导体产生的热量随着通电时间的增加而增大 在上面的两个电路中，测量其中任何一个定值电阻的温度变化。可以明显地看出，通电时间越长，定值电阻的温度越高，定值电阻产生的热量越多（定值电阻温度升高的度数之比也许与定值电阻的通电时间之比相差较大）。从而说明在通电导体的阻值相同、电流强度相同的情况下，通电导体产生的热量随着通电时间的增加而增大。 四．注意事项 1.本文的实验方法还可以做成学生的分组实验。此教具所需的实验器材一般的学校都具备，而且学生还比较熟悉。如果20Ω定值电阻不够用，可用10Ω定值电阻代替。定值电阻的大小形状尽量要一致。 焦耳定律 【教学目标】 （一）知识与技能 1、知道电流的热效应。 2、在观察实验的基础上引出焦耳定律。 （二）过程与方法 理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用 （三）情感态度价值观 增强动手观察能力，激发学生学习物理知识，认识物理与技术联系的兴趣。 【教学重点】 理解焦耳定律并会应用 【教学难点】 电流做功和电热的区别和联系 【课前准备】 自制电热效应演示器，焦耳定律演示器、学生电源、开关、导线、小灯泡；多媒体课件。【教学时间】1课时 【教学过程】 （一）引入新课 1．引入新课问： （l）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？ （2）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？学生回答：发烫。是电流的热效应。 再通过课本图1，引入新课。 板书课题：18.4焦耳定律 （二）进行新课 1、电流的热效应 实验：出示自制的电流热效应演示器（电阻丝），在电阻丝内放一根火柴，然后接入学生电源两极，由一名学生拿着导线，火柴很快点燃。 师：这是电流的什么效应？ 生：热效应 师：电流通过任何导体都要发热，这是电流的热效应。为了更好地利用电流效应为我们服务，人们就要研究通电导体产生热量（即电热）与哪些因素有关，今天我们学习研究这个问题，即焦耳定律。 2、焦耳定律 ①介绍如图1的实验装置，告诉学生RA＞RB，RB=RC，通电后，IA=IB，IB＜IC（从电流 表的示数可知道I的数值）。 ②问：该实验的目的是什么？（研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关） ③问：该实验的原理是什么？观察什么？向学生讲述：当电流通过电阻丝A、B、C时，电流产生的热量就使三个瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过三个管中液面上升的高度比较电流产生的热量。 ④教师演示实验，记录下在同一时刻三管中煤油液面的高低情况：hC>hA>hB。 ⑤师生共同归纳，教师指出，英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律。 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 指出：焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电 例题： 例2：某导体的电阻是2欧。当1安的电流通过时，l分钟产生的热量是多少焦？ 例3：一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？ 3、电热的利用和防止 讨论：（先由学生说，然后在教师的引导下进行归纳） ①课文前面“？”中的为什么“觉察不出和灯相连的电线发热”。 分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热量发光，而电线却感觉不到热。 ②课文前面“？”中的和电炉相连的电线为什么显著发热？ 分析：照明电路的电压是一定的，由P=UI可知，电路中接入大功率电炉时，通过的电流大，在电线的电阻相同的情况下，跟电炉相连的电线中通过的电流比跟灯泡相连的电线中通过的电流大得多。所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的时间内，电流通过跟电炉相连的电线产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产生的热量大得多。因此跟电炉相连的电线显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。 ③讨论课本本节中的“想想议议”，让学生自己说。 讨论小结：应用公式解释判断问题时，必须注意条件。 （三）学习小结 1、焦耳定律内容、公式、单位 2、公式的适用范围 3、焦耳定律的简单应用 （四）课堂练习 1、标有“220V 40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是J，通过电热器的电流是A，产生的热量是J。 2、下列电器中，不属于电热器的是（） A．电饭锅B.电熨斗C.电风扇D.电烤炉 3\家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接导线却不热， 《焦耳定律》探究实验方 案 一、设计思想内容概述： 通过实验仪器改进创新，帮助学生直观的认识电流的热效应并分析总结实验数据，得出焦耳定律结论。由于传统的焦耳定律验证实验采用分步进行，产生的热量与电流的平方成正比，与电阻成正，与通电时间成正比，必须要控制变量，这样在分步进行时受热量传递的影响，不容易控制；另外它加热容器大用时长。而改进创新后的实验，采用三个加热瓶同时进行，同时加热，减小外界热传递的影响，做到控制变量又能同时进行对比，简化了实验的步骤，节约了时间，从而让学生有充足时间分析论证得出结 论。 二、地位和作用： 《焦耳定律》内容的教学位于（人教版）《物理》八年级第八章第四节《电与热》。课程标准的要求是知道电流的热效应，知道焦耳定律。因此本节课要想建立焦耳定律的概念（Q=I2Rt），实验效果的好坏是关键。因此我对此 实验进行了创新改进。 三、实验设计： （一）、教材建议实验装置的不足之处（如图1）：一是容器大，加热时间长，课堂四十分钟不能有效的完成教学法，如果用大电阻、电压高于教学电源提供的电压，需要变压器，电阻丝裸露不安全。二是分步进行比较产生的热量 与电阻之间和电流之间的关系过程繁杂，用时长，课堂时间不足，不能解决问 题。 （二）、创新实验的创新之处（如图2）：采用如图所示三个加热瓶，减少加热瓶的容量，同时对三瓶煤油一起加热并观察温度计的示数，做到及控制变量又能同时进行对比温度计升高与电阻和电流的关系，即节约时间，又让学生比较直观的得出产生热量与电流、电阻和通电时间的定性关系，从而总结实验结 论。 1、仪器和器材 演示板电路一个、教学法电源一台、三个容器，三只温度计、煤油、阻什分别 是R 1=5、R 2 =10、R 3 =10三段电阻丝、电流表两个、滑动变阻器两个、开关一只，导线若干、停表1只。 2、实验装置示意图：（下图） 1.(2012包头)用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生 的热量与电阻的关系”。 ⑴实验中通过观察 来比较电流产生的热量 的多少。 ⑵为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙 两瓶中要装入 、 的同种液体。 ⑶为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能 。 ⑷实验结论是 。 ⑸该实验装置还可以研究通电时间一定时,导体产生的热量与 的关系。 2.（13济南）电流通过导体时导体会发热，这种现象叫做电流的热效应．常见的白炽灯就是利用这一原理工作的．图1所示为小丽、小军、小梅三位同学与老师讨论这一现象时的情景． （1）图1中，小军发表的观点应用到的物理知识是 ． 根据小梅同学的猜想，他们讨论形成了一个问题：电流一定时，导体在一定时间内产生的热量与它的电阻有什么关系？于是，小丽和小梅从实验室找来了煤油、两只规格相同（有密封塞）的烧瓶、两端开口的细玻璃管、两根阻值不同的镍铬金丝等器材，并组装出图2所示的实验装置．为了在较短时间内达到明显的实验效果，选用煤油而不用水的主要理由是_____。 A ．煤油有颜色便于观察 B ．煤油的密度比较小 C ．煤油的比热容比较小 D ．煤油的热值比较大 （2）在小丽和小梅的实验装置中，是通过 来反映电流在一定时间内产生热量的多少的． （3）在物理学中，有些物理量的大小不易直接观察或测量，但它变化时引起的其他物理量的变化却易于直接观察或测量，就可以像小丽和小梅这样用易于观测的量来反映不易直接观测的量．在下列问题的研究中，也用到这一物理学方法的是（双选） ． A 、在研究平面镜成像时，通过等大的蜡烛与虚像重合来确定虚像的位置和大小 B 、在研究影响动能的因素时，通过木块被撞后运动的远近说明钢球动能大小 C 、在研究电压作用时，通过水压是水流形成的原因类比电压是电流形成的原因 D 、在研究电磁铁磁性时，通过吸引大头针数目的多少来判断电磁铁磁性的强弱 （4）小军看了小丽和小梅的实验装置后认为，用温度计代替两端开口的细玻璃管，实验效果会更好．于是，他们拆除了密封塞和玻璃管，将合适的温度计悬挂在适当的位置，然后开始实验．这是通过 来反映电流在一定时间内产生热量的多少的。在上述改进中，他们遗漏的一个重要操作是： ． 探究电流热效应（焦耳定律）实验专项训练 中考物理复习焦耳定律 一．解答题（共12小题） 1．（2010?广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量_________（选填“相等”或“不等”）的_________（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与 _________的关系；实验中通过观察_________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择_________来进行实验． 2．（1999?绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中_________图的电路（填“a”或“b”）． 3．（2012?德州）小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小．（1）实验中煤油吸热的多少是通过_________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时 间”）． （2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_________水的比热容．（选填“大于”或“小于”）． （3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是_________．（4）该实验中用到的研究物理问题的法是_________． 4．（2012?肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”． （1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉） （2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图可知：两电阻丝的阻值R a_________ R b（选填“＞”、“＜”或“=”） （3）通电一段时间后，a、b两温度计的示数如图（乙）所示，则b的示数是_________℃．由此可知：在相同的时间内，电流一定时，电阻越_________，它产生的热量越 _________． （4）若将图（甲）的电路改成图（丙）所示，通电一段时间后，_________温度计的示数较大．（选填“a”或“b”） 5．（2013?无锡）如图是“探究电流的热效应跟电阻大小关系”的实验装置图．A、B两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶A内金属丝是铜丝，电阻较小；烧瓶B内的金属丝是镍镉合金丝，电阻较大．实验中应使两瓶中盛装的煤油的质量_________（选填“相等”或“不相 等”）．当开关闭合后，_________（选填“A”或“B”）瓶中温度计示数上升较快． 6．（2013?甘孜州）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 焦耳定律专题 1.（2019福建，19）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。 2.(2019绥化，21)如图所示是探究电流通过导体时产生的热量与关系的实验装置。通电一段时间，左侧容器和右侧容器中的电阻丝产生的热量之比为。 3.（2019宜宾，12）如图甲所示电路中，已知定值电阻R1=20Ω。开关闭合后，两个完全相同的电流表 A1、A2指针均指在同一位置，如图乙所示，则此时通过R1的电流为________A，在10s内R2产生的热量为________J。 4.（2019辽阳，25）阳阳做了如图所示的一个实验，将一个两端开口的玻璃管的下端靠近乒气球，管的上端用一个电吹风对着管口水平吹风，发现乒乓球沿着玻璃管向上运动，并从管口飞出，请回答下列问题： （1）乒乓球沿着玻璃管向上运动，是利用了流体压强的什么特点？ （2）电吹风中的电动机工作时，主要的能量转化是什么？ （3）电吹风吹热风时，电热丝的发热原理是什么？ 5.（2019湘潭，18）如图是一把既能吹冷风、又能吹热风的简化电路图，其中M是吹风机，R是电热丝。由电路图可知（） A．只将开关S1闭合，吹出的是热风 B．M和R是串联在电路中的 C．将S1和S2都闭合，吹出的是热风 D．开关S2可以控制整个电路 6.（2019毕节，13）电热水壶上标有“220V800W”，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻；在额定电压下，热水壶烧水210s，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为J，若发热体产生的热量全部被水吸收，能将kg的水从20℃升高至100℃．[c水＝4.2×103J/（kg?℃）] 7.（2019辽阳21，）将标有“6V9W”阳值不变的小灯泡L与阻值为6Ω的定值电阻R0接入如图所示的电路。闭合开关S，电压表的示数为 6V，则电流表的示数为 A，电源电压为 V，工作 3min定值电阻R0产生的热量为 J。 8.（2019岳阳，12）如图所示，电源电压恒定不变。闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b 端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（） A．电源电压为7V B．R1的阻值为20Ω C．电路消耗的最小功率为1.2W D．滑片P在b端时，10秒内R1产生的热量为12J 9.（2019通辽，4）有一种电动烤地瓜机，将地瓜放在托盘上，盖上锅盖相当于闭合开关S1， 专题20:焦耳定律实验探究 1.（08江苏连云港）如图是“探究电流通过导体产生的热量与 导体电阻间关系”的实验装置，两阻值分别为R和2R的电阻 丝浸在相同质量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温 度计。请回答下列问题： （1）合上开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少 是通过反映出来的； （2）采用这种连接方式的目的是。 2.（08江苏南京）为研究通电导体产生热量的多少与电阻的关 系，小明找来了如图23所示的实验器材，其中A、B两个相同 的瓶内分别装有质量和初温都相同的煤油，将选择好的铜丝 和镍铬合金丝浸没在煤油中，两根温度计分别测量两瓶中煤 油的温度． (1)实验时，将铜丝和镍铬合金丝串联接人电路中，这是为了 控制相同； (2)绐图中的装置通电一段时间后，切断电源．根据铜丝和镍铬合金丝的大小以及双察到 的，可得通电导体产生热量的多少与电阻的关系． 3．（08江苏无锡）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。温度计显示煤油的温度。 (1)这两个烧瓶中所盛煤油的质量应该。 (2)小红问小明“水比较容易获得，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 (3)实验中，小明和小红发现B烧瓶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。 4．（08江苏扬州）在“探究影响电流热效应的因素”活动中,海洋 同学为了研究通电导体电阻的大小对产生热量多少的影响, 设计的正确方案是:选择两个阻值 (相等/不等)的 电阻丝，控制通过两个电阻丝的电流（相等/不等）， 通电时间相等，比较产生热量多少。于是他找来两段材料、 粗细相同，长短不同的电阻丝分别绕制成两个外形相同，长 焦耳定律实验探究专题 一．选择题 1．某实验装置如图。甲、乙两烧瓶中液体质量相同但电阻丝的阻值不同。利用此装置和秒表可以探究哪些物理问题呢？下列相关说法中不正确的是（） A．若两烧瓶中液体种类相同，可以探究电流产生的热量与电流大小的关系 B．若两烧瓶中液体种类相同，可以探究电流产生的热量与电阻大小的关系 C．若两烧瓶中液体种类不同，可以探究电流产生的热量与电流大小的关系 D．若两烧瓶中液体种类不同，可以探究不同物质吸热升温现象 2．利用图中5个阻值相等的电阻完成“焦耳定律”的探究实验，以下说法错误的是（） A．本实验采用的研究方法有“控制变量法”和“转换法” B．通电后会发现在相同时间内乙产生的热量是丙产生热量的2倍 C．若要探究导体的电阻对电热的影响，应该选择观察甲、乙 D．图丙中外接5Ω电阻的作用是改变流过电阻D的电流，使通过电阻A、D的电流不同3．如图甲为探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”的实验装置，两烧瓶中盛有等质量的煤油，电热丝R1、R2的电压与电流关系如图乙，则（） A．R1的阻值较大 B．通过R2的电流较大 C．通电一段时间后，R2瓶中温度计的示数变化较大 D．若用水代替煤油实验效果会更好 4．某同学用如图的实验装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，两个透明容器中封闭着等量的空气。下列分析正确的是（） A．通电后透明容器中电阻丝的内能增大是通过热传递方式改变的 B．观察图甲中的A、B管，可得出电流通过导体产生的热量多少与电阻有关 C．用乙图中的装置探究“电流产生的热量跟电流是否有关”时，右边容器中应选用阻值为10Ω的电阻丝 D．用图乙中的实验结论能解释“电炉丝热得发红而与电炉丝相连的导线几乎不发热”5．如图是探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气。开关闭合后，则（） 焦耳定律实验典型例题(含答案及解析) 中考物理复习焦耳定律 一．解答题（共12小题） 1．（2010?广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪 些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量 _________（选填“相等”或“不等”）的 _________（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与_________的关系；实验中通过观察 _________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择 _________来进行实验． 2．（1999?绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中_________图的电路（填“a”或“b”）． 3．（2012?德州）小明利用图所示的实验装置探究“导 体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小． （1）实验中煤油吸热的多少是通过_________ 来反 映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）． （2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容 _________水的比热容．（选填“大于”或“小于”）．（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是_________． （4）该实验中用到的研究物理问题的法是 _________． 4．（2012?肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”． （1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉） （2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图 焦耳定律实验中的科学研究方法 在研究和解决问题的过程中，不仅需要相应的知识，还要注意运用科学方法。《物理课程标准》要求，在突出科学探究内容的同时，重视研究方法的指导，使学生在进行科学探究、学习物理知识的过程中，逐渐拓宽视野，初步领悟到科学研究方法的真谛。因此，注意考察研究物理问题的方法，成为当前和今后中考的热点。在初中阶段，需要掌握的科学研究方法主要有：控制变量法、理想实验法、转换法、物理模型法、类比法、归纳法等．在研究焦耳定律实验中，就体现了多个科学研究方法，下面通过一道考题来说明。 例：我们知道：“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。”这就是焦耳定律，用公式可表达为：Q=I2Rt。爱动脑筋的小明在探究这个问题时，设计了图1所示的实验，只连接一次电路就完成了实验探究。他的方法是用电阻丝（其中R甲≠R乙）给烧瓶中的煤油（煤油质量相同）加热，然后观察煤油在插入密封烧瓶里的玻璃管中上升的高度，就可以对比电阻丝放热的多少。请你仔细观察小明设计的实验电路，并应用所学知识分析回答下列问题： （1）探究电热的多少与电流的关系，应该对比两个烧瓶中煤油柱上升的高度，而这两个烧瓶中电阻丝阻值应 该。 （2）探究电热的多少与电阻的关系，应该对比两个烧瓶中煤油柱上升的高度。 （3）有许多家用电器的工作原理即为焦耳定律，请举两个例子。 分析：本题主要涉及两种物理研究方法：一是控制变量法。另一种是转化放大的方法。 在探究电热的多少与电流的关系时，应控制两个电阻丝的阻值相同；在探究电热的多少与电阻的关系时，要控制通过两个电阻丝的电流相同，最好的方法当然是采用串联。这里就应用了控制变量法。 当要研究的一个物理量与另外几个物理量都有关系时，为简化和焦耳定律实验典型例题含答案及解析
焦耳定律实验探究
各校焦耳定律实验总结汇总
一种简单实用的焦耳定律实验方法
焦耳定律
焦耳定律探究实验方案
探究焦耳定律实验专题训练
焦耳定律实验典型例题 含答案及解析
中考物理试题分类汇编(五)57焦耳定律专题
焦耳定律实验专题
焦耳定律实验探究专题
焦耳定律实验典型例题(含答案及解析)
焦耳定律实验中的科学研究方法