人教版 九年级物理全册 第十八章 电功率 第4节 焦耳定律 学案（有答案）

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焦耳定律学案
【学习目标】
认识电流热效应及电热的影响因素
掌握焦耳定律公式及电热计算
结合生活实际，了解电热的利用和防止增强科学知识和实际生活的联系。
【学习重、难点】
电热的计算
【课前准备】
1、电功的计算公式： 、 、 、 。
2、电功率计算公式： 、 、 、 。
3、纯电阻： 。
4、非纯电阻： 。
【以问导学】
5、电流的热效应： 。
6、电热的影响因素： 、 、 。
电热影响因素实验：
7、在 、 相同时，电阻越 （大/小），电阻产生的热量越多。
8、在 、 相同时，电流 （大/小），电阻产生的热量越多。
9、在 、 相同时，通电时间 （长/短），电阻产生的热量越多。
10、焦耳定律定义： 。
11、电热计算公式： 。
12、热功率公式： 、 。
13、字母含义：
符号 含义 单位
Q
I
P
R
t
14、电功和电热的关系
在纯电阻中：电能完全转化为内能，W=Q=UIt= 、 。
电功率P电=P热= 、 、 、 、 。
在非纯电阻中：电能只有一部分转化为内能，W>Q，计算电功W用公式 ，计算电热Q只能用公式： 。
电功率用公式： 、 。
热功率用公式： 。
15、电热利用与防止（举例）
利用：
防止：
16、档位判断
档位的高低，以 为依据进行划分，电功率从大到小可以分为高温档，中温档，低温档。
高温档：电路中电功率最大时的档位，根据P= U2/R可知，在电源电压不变的情况下，电阻越 （大/小），电路的实际功率越大，为高温档。
低温档：电路中电功率最小时的档位，根据P= U2/R可知，在电源电压不变的情况下，电阻越 （大/小），电路的实际功率越小，为低温档。
质量检测：
1、如图是探究电流通过导体产生的热量与 关系的实验装置，实验中用U形管内液面的 反映导体产生热量的多少.通电一段时间后，容器 （选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。
2、如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
（1）实验中通过观察________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是________（填序号）。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下，________越大，产生的热量越多。
（3）图中U形管________（选填“是”或“不是”）连通器，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的________不同。
（4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因：________。
3、甲、乙两电热丝电阻之比为2:3，通过的电流之比为3:1，则相同时间内产生的热量之比为（ ）
A. 2:1 B. 6:1 C. 1:2 D. 1:6
4、如图所示，电源电压不变，灯泡标有“6V 3W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.6A电阻R的电功率为 W，通电10min后R产生的热量为 J。
5、（单选题）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A. 电饼铛 B. 智能音箱 C. 路由器 D. 数码相机
6、如图所示，电源电压为9V，电动机线圈电阻为1Ω。闭合开关，电动机正常工作，电压表示数为6V，电流表示数为0.5A，电动机在1min内消耗的电能为 J，R0的阻值为 Ω，1min内电动机产生的热量
为 J
7、2.学校教学楼有一个额定电压为220V电热水器，图是其简化了的工作电路图。已知电阻R1＝22Ω，R2＝220Ω，电源电压保持220V不变，利用开关S1、S2闭合与断开，可实现电热水器的加热和保温功能。求：
（1）开关S1闭合、S2断开，电热水器处在保温状态还是加热状态；
（2）电热水器处于保温状态时的功率；
（3）电热水器处于加热状态时，经过5min电流产生的热量。
学案答案：
W=UIt、W=Pt、W=I2Rt、W=（U2/R）t
P=W/t、P=UI、P= I2R、P=U2/R
电能完全转化为内能的导体
电能一部分转化为内能一部分转化为其他形式的能的导体
电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应
电阻、电流、通电时间
电流、通电时间、大
电阻、通电时间，大
电阻、电流、长
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。
Q=I2Rt
P=Q/t、P=I2R
符号 含义 单位
Q 热量 焦耳（J）
I 电流 安培（A）
P 热功率 瓦特（W）
R 电阻 欧姆（Ω）
t 通电时间 秒（s）
纯电阻中：W=Q=UIt=I2Rt =（U2/R）t
P电=P热=W/t=Q/t=UI=I2R= U2/R
非纯电阻中：W=UIt，Q= I2Rt；P=W/t，P=UI；P= I2R
利用：热水器、电熨斗等
防止：电脑散热器等
16、电功率、小、大
质量检测答案：
电流；高度差；甲
（1）液面的高度差（或液面的高度、或两侧液面的高度差、或两侧液面的高度答案前面有“U形管”字样不扣分）；①（2）电阻（3）不是；电流（4）电阻R3断路
3、B
4、0.6；360
5、A
6、180；6；15
7、【答案】 （1）开关S1、S2闭合时，电路时R1的简单电路，开关S1闭合、S2断开时， R1、R2串联，此时的电阻比简单电路时电阻大，由P=可知，电热水器处在保温状态；
答：开关S1闭合、S2断开，电热水器处在保温状态；
（2）开关S1闭合、S2断开时， R1、R2串联，电热水器处在保温状态，此时的电功率为：P保温=；
答：电热水器处于保温状态时的功率 为200W；
（3）开关S1、S2闭合时，电路时R1的简单电路，处在加热状态，
经过5min电流产生的热量为： ；
答：电热水器处于加热状态时，经过5min电流产生的热量为6.6×105J.
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