資源簡(jiǎn)介 第4節(jié) 焦耳定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.知道電流的熱效應(yīng),知道利用和防止電熱的場(chǎng)合和方法。2.能理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位。并且會(huì)運(yùn)用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。3.知道科學(xué)研究中常用的轉(zhuǎn)換法和控制變量法在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用。重點(diǎn)難點(diǎn)重點(diǎn):電流產(chǎn)生的熱量跟電阻、電流、通電時(shí)間的關(guān)系。難點(diǎn):理解焦耳定律。運(yùn)用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單的計(jì)算。導(dǎo)學(xué)過(guò)程自主學(xué)習(xí)1. ,這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟 成正比, 成正比,成正比,這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。3.焦耳定律的表達(dá)式是: 。合作探究探究點(diǎn)一 電流的熱效應(yīng)(一)知道電流的熱效應(yīng)1.根據(jù)課本圖思考:使用這些用電器時(shí),用電器所產(chǎn)生的熱是由 轉(zhuǎn)化來(lái)的。2.你能說(shuō)出什么是電流的熱效應(yīng)嗎?。3.電流的效應(yīng)有哪些?思考:為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?(二)學(xué)習(xí)與探究:探究電流產(chǎn)生的熱與什么因素關(guān)通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究影響電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與什么因素有關(guān)體會(huì)控制變量法和轉(zhuǎn)換法。猜想:電流產(chǎn)生的熱與 、 、 有關(guān)。思考:怎樣判斷電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少?提示:電流熱效應(yīng)我們不方便比較,但是可以通過(guò)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的現(xiàn)象直觀的比較熱效應(yīng)的強(qiáng)弱,這種研究問(wèn)題的方法叫轉(zhuǎn)換法。探究一:電流產(chǎn)生熱的多少與導(dǎo)體電阻的關(guān)系思考:為探究電流產(chǎn)生的熱與電阻大小的關(guān)系,應(yīng)讓 、 保持不變,讓 發(fā)生變化,(為此,應(yīng)選擇兩個(gè)阻值 同的定值電阻,設(shè)計(jì)一個(gè) 聯(lián)電路 )通過(guò)觀察 來(lái)判斷電流產(chǎn)生熱的多少。請(qǐng)?jiān)谙旅娴姆娇騼?nèi)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖:分析論證:如果二者溫度相同,則熱效應(yīng)與電阻 。如果二者溫度不同,則熱效應(yīng)與電阻 。結(jié)論:探究二:電流產(chǎn)生熱的多少與電流大小的關(guān)系思考:為探究電流產(chǎn)生的熱與電流大小的關(guān)系,應(yīng)讓 、 保持不變,讓 發(fā)生變化,(怎樣設(shè)計(jì)電路) 通過(guò)觀察 來(lái)判斷電流產(chǎn)生熱的多少。請(qǐng)?jiān)谙旅娴姆娇蛟O(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)電路圖:分析論證:如果二者溫度相同,則熱效應(yīng)與電流 。如果二者溫度不同,則熱效應(yīng)與電流 。結(jié)論: 。探究點(diǎn)二 焦耳定律閱讀課本“焦耳定律”部分,完成以下問(wèn)題:1.英國(guó)物理學(xué)家 在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上最先確定了電流產(chǎn)生的熱跟電流、電壓和通電時(shí)間的定量關(guān)系。2.焦耳定律的內(nèi)容是。3.公式: Q =I2Rt 。Q表示產(chǎn)生的______________,單位是______________;I表示通過(guò)導(dǎo)體的__________,單位是______________;R表示 ,單位是______________;t表示____________ ,單位是______________;4.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),電流消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為熱即沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量,此時(shí)電流產(chǎn)生的熱與消耗的電能_________。即Q W=UIt交流討論:為什么電爐絲熱得發(fā)紅,而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?電爐絲和導(dǎo)線是串聯(lián)接入到電路里,電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流 ,但電爐絲的電阻 導(dǎo)線的電阻,根據(jù) ,在通電時(shí)間相同時(shí),電爐絲產(chǎn)生的熱遠(yuǎn)大于導(dǎo)線產(chǎn)生的熱,所以電爐絲很熱而導(dǎo)線卻不熱。補(bǔ)充說(shuō)明:純電阻電路和非純電阻電路電燈、電爐子、電風(fēng)扇、電冰箱、電視機(jī)、電飯鍋、電烙鐵以上用電器工作時(shí)把電能全部轉(zhuǎn)化為熱的有 ,這樣的用電器稱(chēng)為純電阻電路,計(jì)算時(shí)消耗的電能W和電流產(chǎn)生的熱 ,即Q=W=Pt。還有的用電器沒(méi)有把電能全部轉(zhuǎn)化為熱例如 ,我們把這樣的用電器叫非純電阻電路。非純電阻電路計(jì)算電熱時(shí)我們只能用焦耳定律Q= 來(lái)計(jì)算。探究點(diǎn)三 電熱的利用和防止閱讀“電熱的利用和防止”部分內(nèi)容,回答:1.電熱器是利用電流的_______________制成的加熱設(shè)備,如:電熱水器、_______________電熱毯等。2.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_______________。當(dāng)堂檢測(cè)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.如圖是探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)裝置,將兩根阻值不等的電阻絲R1、R2串聯(lián)后分別放入兩個(gè)透明容器中,并封閉等量的空氣。通電前,A、B兩個(gè)U形管內(nèi)的液面相平,接通電源一分鐘后,通過(guò)R1、R2的電流分別為I1、I2,則( )。A.I1>I2,A管中的液面較高B.I1C.I1=I2,A管中的液面較高D.I1=I2,A管中的液面較低3.如圖所示,將三個(gè)相同空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封,將多個(gè)阻值相同的電阻R以不同的連接方式接入電路中,通電一段時(shí)間后體積變化最大的氣球是( )A.a(chǎn) B.b C.c D.三個(gè)相同4.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5.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6.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。7.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=______。8.在探究影響電流熱效應(yīng)的因素的實(shí)驗(yàn)中:(1)為了探究電流通過(guò)電阻產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,小明設(shè)計(jì)了甲圖裝置,在燒瓶?jī)?nèi)安裝一根電阻絲,并插入一支溫度計(jì),該實(shí)驗(yàn)通過(guò)比較______,來(lái)判斷相同時(shí)間內(nèi)不同電流產(chǎn)生的熱量多少,下面的探究實(shí)例中,也是采用這種研究方法的是______;A.探究電流與電壓、電阻的關(guān)系B.用總電阻表示同一段電路中串聯(lián)的兩個(gè)電阻C.在探究影響動(dòng)能大小因素的實(shí)驗(yàn)中,小車(chē)動(dòng)能的大小通過(guò)木塊移動(dòng)的距離來(lái)比較(2)小明先測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)煤油的溫度后,閉合開(kāi)關(guān),通電30 s再測(cè)量燒瓶?jī)?nèi)煤油的溫度,得到溫度的升高量填入表中;然后移動(dòng)滑動(dòng)變阻器滑片改變電流大小,重復(fù)上述操作,獲得第二組數(shù)據(jù)(見(jiàn)下表):實(shí)驗(yàn)次數(shù) 電流/A 通電時(shí)間/s 電阻/Ω 溫度升高量/℃1 0.3 30 10 1.52 0.6 30 10 6.0由此得出:同一導(dǎo)體,在通電時(shí)間相等時(shí),電流______,其產(chǎn)生的熱量______;(3)若要探究電流通過(guò)電阻產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系,可選擇乙圖中______(填A(yù)或B)燒瓶中的電阻與甲圖中的燒瓶電阻______(填串聯(lián)或并聯(lián));(本題中,三個(gè)燒瓶中的液體質(zhì)量相等)(4)小明提議利用上述實(shí)驗(yàn)裝置改做比較水和煤油比熱容的大小的實(shí)驗(yàn),則他應(yīng)選擇乙圖中______(填A(yù)或B)燒瓶與甲圖中的燒瓶并聯(lián),并將其中一燒瓶中的液體換成______。9.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(mǎn)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?參考答案1.C2.D3.B4.A5.D6.熱 6600 307.8.溫度計(jì)示數(shù)的變化 C 越大 越多 B 串聯(lián) A 等質(zhì)量的水9.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,,【點(diǎn)睛】在解決這類(lèi)高低溫檔的問(wèn)題時(shí),首先解決電路怎樣連接時(shí),處于高溫檔;怎樣連接時(shí),處于低溫檔;然后運(yùn)用等公式來(lái)計(jì)算.我的收獲 展開(kāi)更多...... 收起↑ 資源預(yù)覽 縮略圖、資源來(lái)源于二一教育資源庫(kù)