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第3節(jié) 焦耳定律
學(xué)習(xí)目標(biāo)
1.通過(guò)閱讀教材能說(shuō)出什么是電流熱效應(yīng)并舉例說(shuō)明。
2.通過(guò)閱讀教材能寫(xiě)出焦耳定律公式，并能進(jìn)行有關(guān)計(jì)算。
3.通過(guò)結(jié)合生活中的實(shí)例能說(shuō)出電功和電熱的聯(lián)系及區(qū)別。
重點(diǎn)難點(diǎn)
重點(diǎn)：焦耳定律的內(nèi)容。
難點(diǎn)：電功和電熱之間的聯(lián)系和區(qū)別。
導(dǎo)學(xué)過(guò)程
一、電流的熱效應(yīng)
活動(dòng)一：閱讀教材P94內(nèi)容，然后自主完成以下填空：
1.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，將 能轉(zhuǎn)化為 能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
二、電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)
合作探究：電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)
1.提出問(wèn)題：影響電流熱效應(yīng)的因素有哪些？
2.猜想：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱可能與 有關(guān)；
3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：
①科學(xué)方法：該實(shí)驗(yàn)需探究一個(gè)物理問(wèn)題與多個(gè)因素有關(guān)，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)采用____________法，實(shí)驗(yàn)中是通過(guò)__________________比較產(chǎn)生電熱的多少的，這種方法稱為_(kāi)_____法．
②設(shè)計(jì)電路：若探究電熱Q與電阻R的關(guān)系，應(yīng)保持______、______相同，______不同，應(yīng)選擇______或______圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；若探究電熱Q與電阻I的關(guān)系，應(yīng)保持______、______相同，______不同，應(yīng)選擇______或______圖進(jìn)行實(shí)驗(yàn)；
4.進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：①通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)甲圖中裝有電阻______的玻璃瓶中液柱上升較多，這說(shuō)明在電流、通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越______，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多；②通過(guò)實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)乙圖中裝有電阻______的玻璃瓶中液柱上升較多，這說(shuō)明在電阻、通電時(shí)間相同時(shí)，電流越______，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多．
5．結(jié)論：（1）在相等時(shí)間內(nèi)，電流相同時(shí)，電阻越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越______；（2）在相等時(shí)間內(nèi)，電阻相同時(shí)，電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越______；（3）在電阻及通過(guò)導(dǎo)體的電流一定時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越______．
三、焦耳定律
活動(dòng)二：閱讀教材P95-96頁(yè)內(nèi)容，完成下列填空：
1.內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟 成正比，跟導(dǎo)體的 成正比，跟 成正比。這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。
2.公式： ；
變形公式： 、 、 。
3.公式中電流I的單位要用 ，電阻R的單位要用 ，
通電時(shí)間t的單位要用 ，這樣，熱量Q的單位就是 。
4.拓展：在純電阻電路（如電爐、電飯鍋、電燈、電阻等）中，電流做功時(shí)消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為 ，此時(shí)電流產(chǎn)生的熱量與電流做的功 。即Q W=UIt。在非純電阻電路（如電動(dòng)機(jī)、電風(fēng)扇等）中，電流做功時(shí)消耗的電能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為 ，此時(shí)電流產(chǎn)生的熱量與電流做的功 。即Q W。
【練習(xí)】 一臺(tái)電風(fēng)扇正常工作時(shí)，電機(jī)兩端的電壓為220 V，線圈電阻為1.5Ω，通過(guò)線圈的電流為0.2 A，這臺(tái)電扇正常工作1 min 產(chǎn)生多少J的熱量？消耗的電能又是多少？
四、電流熱效應(yīng)的利用與危害
活動(dòng)三：閱讀課本P96頁(yè)最后一段及圖6-3-6，并完成下列問(wèn)題：
1.電熱器是利用電流的 制成的加熱設(shè)備，
2.電熱的利用： 凡是加熱的裝置都是利用了電熱。如：電烤箱、電熨斗、電烙鐵、 等。
3.優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生 環(huán)境污染、熱效率 、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。
4.電熱的防止：在用電器上開(kāi)散熱窗、加散熱片、安裝 ，都是為了 。
我來(lái)闖關(guān)
1．如圖所示的用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是( )
A B C D
2．甲乙兩電阻串聯(lián)在電路中，閉合開(kāi)關(guān)后，發(fā)現(xiàn)甲產(chǎn)生的焦耳熱比乙產(chǎn)生的焦耳熱多，則以下說(shuō)法錯(cuò)誤的是（　　）
A．通過(guò)甲的電流大 B．加在甲兩端的電壓大
C．通過(guò)兩電阻的電流一樣大 D．甲的電阻比乙的電阻大
3.電爐通電一段時(shí)間后，電爐絲熱得發(fā)紅，而與電爐絲相連的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱，這主要是因?yàn)椋ā　。?br/>A．通過(guò)導(dǎo)線的電流大于通過(guò)電爐絲的電流
B．導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)大于電爐絲的電阻
C．通過(guò)導(dǎo)線的電流小于通過(guò)電爐絲的電流
D．導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電爐絲的電阻
4.電風(fēng)扇正常工作的同時(shí)要產(chǎn)生小部分熱量，這是電流的_____ 效應(yīng)，一臺(tái)標(biāo)有“220V、110W”的電風(fēng)扇，線圈電阻是2Ω，工作1min消耗的電能是_____J，產(chǎn)生的熱量是_____J。
5．如圖所示，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)，甲、乙兩表均為電流表，若兩表示數(shù)之比I甲：I乙=1：4，R1：R2=______；當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合，甲、乙兩表均為電壓表時(shí)，則兩表示數(shù)之比U甲：U乙=______；相同時(shí)間內(nèi)R1、R2產(chǎn)生的熱量之比Q1：Q2=______。
6．如圖甲所示，是某電飯煲的銘牌，圖乙是其電路原理圖．試求：
（1）在電飯煲中裝滿20℃的水，將其接入家庭電路中加熱至沸騰，需要吸收多少熱量？（1標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下）[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（2）加熱過(guò)程中，消耗的電能是多少？
（3）R2的阻值是多大？
我的收獲
答案：
導(dǎo)學(xué)過(guò)程
一、1.電 內(nèi)
二、2.電阻R 電流I 通電時(shí)間t 3.控制變量 細(xì)玻璃管中液面的高度 轉(zhuǎn)換 電流 通電時(shí)間 電阻 甲 電阻 通電時(shí)間 電流 乙 4.R2 大 R2 大 5.多 多 多
三、1.電流的平方 電阻 通電時(shí)間
2.Q=I2Rt R=Q/I2t t=Q/I2R
3.A s J
4.內(nèi)能 相等 = 內(nèi)能 不相等 ＜
【練習(xí)】解：產(chǎn)生的熱量 Q=I2Rt=(0.2A)2×1.5Ω×60s=3.6J
消耗的電能 W=UIt=220V×0.2A×60s=2640J
四、1.熱效應(yīng) 2.電飯鍋 3.沒(méi)有 高 4.小風(fēng)扇 散熱
我來(lái)闖關(guān)
1.C
2.A
3.D
4.熱 6600 30
5.
6.解：（1）由電飯煲的銘牌可知，水的體積，根據(jù)密度公式可知，水的質(zhì)量，因此，根據(jù)吸熱公式得，水燒開(kāi)水吸收的熱量為：
（2）由電飯煲的銘牌可知，，根據(jù)可得，水吸收的熱量為：1.008×106J，將水燒開(kāi)消耗的電能：
（3）由圖乙可知，開(kāi)關(guān)S與觸點(diǎn)a連接時(shí)，只有電熱絲R1接入電路，此時(shí)電飯煲處于加熱狀態(tài)，其加熱功率為，因此根據(jù)可得，
當(dāng)開(kāi)關(guān)S與觸點(diǎn)b連接時(shí)，電熱絲R1和R2串聯(lián)接入電路，此時(shí)電飯煲處于保溫狀態(tài)，其保溫功率為，所以根據(jù)可得，，
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