九年级第十八章第四节焦耳定律 学案（无答案）

授课学案
学生姓名 上课时间 年 月 日 时-- 时
授课标题 焦耳定律
教学目标 知识与技能目标：1.知道电流热效应的现象及能量的转化。2.通过探究影响电流热效应的因素,理解焦耳定律的内容,能够利用焦耳定律公式进行简单的计算。3.会利用焦耳定律解释一些生活中的简单现象。4.举例说出生活中利用电热的实例,了解电热的危害和防止方法过程与方法目标：1.通过实验探究,培养学生实验探究的能力和理论分析的能力,体会运用控制变量法和转换法进行实验。情感态度与价值观目标：1.通过学习能够把所学知识应用到实际生活中去,树立学好科学文化知识为社会服务的观念。
教学重点 焦耳定律、电流热效应的应用、电热的计算。
教学难点 电热大小的影响因素的猜想和实验设计。
复习检测
一位同学测量额定电压为3.8V小灯泡的额定功率。
(1)连接电路如图2所示，闭合开关后，发现灯特别亮，随即灯丝烧断。他的实验操作有错误，正确的操作是________________________。
正确连好电路后，闭合开关，调节滑动变阻器，使电压表的示数为__________伏时，灯泡正常发光。灯泡正常发光时，电流表的示数为0.3安，请在图2中画出电流表指针的位置，计算得出小灯泡的额定功率是__________瓦。

二、兴趣构建
1.本节课内容主要有三部分,一是电流的热效应与哪些因素有关;二是焦耳定律;三是电热的利用和防止
2.电流通过导体会产生热,学生是有生活体验的,电流通过导体产生热的多少与什么因素有
关,是学生所不知道的
3.中考重要考点3-4分
三、知识讲解
1.电流通过导体时,导体发热,电能转化成　　　　,这种现象叫做电流的热效应。
2.电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成　　　　,跟导体的电阻成　　　　,跟通电时间成　　　　,这个规律叫做焦耳定律。
3.如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,时间用t表示,则焦耳定律的表达式为　　　　。
合作探究
一、电流的热效应
实物展示:把一只取暖器接在电路中,引导学生观察现象,并感受其产生的热量,然后用手摸一下导线感受其是否发热。
生活举例:生活中像取暖器这样的用电器,通电以后会产生热量的用电器还有很多,你能列举一下吗
思考讨论:取暖器的电阻丝通过导线接到电路中,通过电阻丝和导线的电流相同,为什么电阻丝热得发红,而导线却几乎不发热呢 电流通过导体时产生的热的多少跟什么因素有关
活动体验:
1.两个透明容器中密封着等量的空气,密闭容器中各有一段电阻丝,右边的电阻丝的电阻比较大。两电阻丝串联起来接到电源两端,通电一段时间后,比较U形管中液面高度的变化。
2.两个透明容器中密封着等量的空气,密闭容器中各有一段电阻丝,两电阻丝的电阻相同。右边的电阻丝与一个相同的电阻丝并联后再与左边的电阻丝串联起来接到电源两端,通电一段时间后,比较U形管中液面高度的变化。
方法指导:在实验中,将不易观察到的现象通过其他方式直观、形象地显示出来的方法,我们称之为转换法。
归纳总结:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量　　　　。在电阻相同、通电时间相同的情况下,电流越大,产生的热量　　　　。
当电流通过导体时，电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。
焦耳定律
1．内容：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。
　　2．公式：Q = I2Rt
　　3．单位：焦耳（J）安培（A） 欧姆（ Ω ） 秒（S)
当电流通过导体做的功(电功)全部用来产生热 量(电热)，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。）Q= t Q=U I t
[例题]一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源上,在5 min内共产生多少热量
想想议议:额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律,电阻越大,单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾,这是怎么回事
三、电热的利用和防止
1.电热对我们是有利还是有害的
2.生活中我们是如何利用电热的
3.有时电热会给我们造成什么危害 我们又是如何防止的呢
答案点拨:
1.电热既有利又有害。
2.生活中和许多产业中都要用到电热。家里的电熨斗、电饭锅、电热水器等都是利用电热的电器。
3.电热过多会烧坏用电器,产生很多安全隐患;电视机的后盖有很多孔,就是为了通风散热,使用时一定要把防尘布罩拿开。电脑里安装了微型风扇及时散热。
课堂练习
1.如图所示的各种用电器中,利用电流的热效应来工作的是(　　)
2.当电源电压一定时,为了使电炉的电热丝在相等的时间内发热量增加,可采取的措施 (　)　　　　　　　　　　　　　　　　　　
　　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
3.下列事例中,能防止电热造成危害的是(　　)
A.收音机、电视机的机壳上开有许多小孔
B.高空飞行员所穿衣服里的电热保暖装置
C.用于烘干物体的电烘箱
D.大型爆破工程,常常用电热装置引爆炸药
4.张亮同学仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器,发现它们上面都标着“220 V　40 W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同的时间,放出热量最多的是(　　)
A.电视机 B.电风扇 C.白炽灯 D.节能灯
5.陈师傅在检修一只1 000 W的电炉时,发现电炉丝断了一小截,他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长,这样再接入原电路中时,其实际发热功率将(　　)
A.小于1 000 W B.等于1 000 W C.大于1 000 W D.无法判断
6.当温度下降到很低时,导体电阻会突然消失,称为超导现象,假如,白炽灯灯丝、电动机内线圈、电饭锅的发热板、电熨斗的发热电阻都是用超导材料制作的,则下列说法正确的是(　　)
A.灯仍发光 B.电动机运转且效率比原来更高
C.电饭锅仍能煮饭 D.电熨斗仍能熨衣服
7.关于电热和电热器有以下几种说法,正确的是(　　)
A.电热只有积极作用而无消极作用
B.电热器的电阻越大,电流通过它时产生的热量就越多
C.电炉、电烤箱、电吹风、电熨斗、电风扇等都是电热器
D.500 W的电热器连续正常工作2 h就消耗1 kW·h的电能
8.如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,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各自两端的电压U甲、U乙以及它们在相同时间内分别产生的热量Q甲、Q乙的大小,下面关系中正确的是(　　)
A.U甲=U乙,Q甲=Q乙 B.U甲Q乙
C.U甲U乙,Q甲9.小明家新买了一个规格为800 W的电热水壶,他经过几次实验后发现,晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长,你认为主要原因是(　　)
A.晚间大气压升高,水的沸点升高,需要的热量比早晨多
B.晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端的电压
C.晚间水蒸发更快,带走更多的热量
D.晚间环境温度比早晨的温度低
10. 有两条电阻丝，它们的电阻之比是2：1，把它们并联后接入电压为U的电路中，则在相等的时间里，它们放出的热量之比是（　　）
A．1：2 B．2：1 C．1：4 D．4：1
11.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（　　）
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
12. 如图所示，阻值为R的电阻丝，用四种方法分别接在电压为U或2U的电源上．闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最多的是（　　）
A． B．
C． D．
13.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
14.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，这是因为（ ）
A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大　B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小
C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小　　D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大
15.下列情况中防止电热危害的是（ ）
A.电视机背后有散热窗　　 B.家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次
C.家庭电路一般安装的漏电保护器　　 D.大型爆破工程用电热引发炸药
16.某导体的电阻是2欧姆，通过2A的电流时，1分钟产生多少焦耳的热量？
17、一只额定功率是450W的电饭锅，在220V的额定电压下使用，每分钟产生多少焦耳的热量？
18.一台电动机正常工作时,两端的电压为220 V,通过线圈的电流为10 A,若此线圈的电阻为2 Ω,那么它的电功率是　　　　 W,这台电动机1 min内产生的热量是　　　　 J,这台电动机的效率是　　　　。
19. 如图所示，是研究“在相同时间内电流通过导体产生的热量与　　的关系”的实验装置和．若电阻丝R甲=5Ω，R乙=10Ω，通过电路中的电流为0.5A，则甲电阻丝在2min内产生的热量是　　J．
20电热毯（俗称“电褥子”）是根据电流的_______效应制成的。小亮家的电热毯通电后指示灯不亮，小亮检修时发现是电热丝断了，他把电热丝的两个断头连接起来，他发现连接处比别处更热，这是为什么？
21.在探究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验中,采取了如图的实验装置(两个透明容器中封闭着等量的空气)。
(1)实验中通过观察_____________变化来比较电流通过电阻产生热量的多少。
(2)观察图甲中的AB管,在通电时间相等时,发现B管液面上升的高,则表明电流通过导体产生的热量多少与___________有关
(3)采用图乙实验装置,可以得出结论:在电阻和通电时间相同时,___________越大，电流产生的热量越多
(4)在图乙实验装置中,连接在透明容器外的5Ω电阻的作用是____________________
(5)该实验中用到了“控制变量法和______________法
(6)根据你得出的结论,简要解释:电炉工作时,电炉丝热得发红,而与电炉丝连接的导线却
几乎不发热,这是为什么 ______________________________________________
22.如图是小明同学探究电流产生的热量与电阻关系的实验装置，在A、B两个相同的烧瓶中分别装有质量和初温都相同的煤油，两根电阻丝分别为等长等粗的铜丝和镍铬合金丝，请你解答：
（1）实验中通过两金属丝串联的方式可以控制　　和　　相同，通过观察　　来比较电阻丝产生热量的多少；
（2）他把该装置改成探究物质吸热能力的实验装置，先将甲烧瓶中的铜丝换成与乙烧瓶中阻值相等的镍铬合金丝，然后将其中一个烧瓶中的煤油换成　　相同的水，并对金属丝做绝缘处理，实验中发现加热相同的时间，装　　的烧瓶中温度计示数变化大．
23如图所示，是探究“焦耳定律”的实验电路，在烧瓶中装入质量相等的煤油，用电阻丝加热，然后观察插入密封烧瓶里的细玻璃管中煤油液柱上升的高度，就可以比较电阻丝放热的多少，回答下列问题：
(1)请将实物电路连接完整
(2)探究“电流产生热量的多少与电阻大小的关系”时,应断开开关S2、闭合开关S1,在相同实验内,对比甲、乙两个烧瓶中煤油液柱上升的高度,则这两个烧瓶中电阻丝的阻值应该是_ __的.(填“相等”或“不相等”)
(3)探究“电流产生热量的多少与电流大小的关系”,闭合开关S1、S2,在相同时间内,对比乙、丙两个烧瓶中煤油液柱上升的高度,则这两个烧瓶中电阻丝的阻值应该是 的.(填“相等”或“不相等”)
(4)在不改动现有电路的条件下，小文还设计了另一种实验方案探究“电流产生热的多少与电流的关系”，他的方法是 .
24.如图是某品牌家用电饭锅的工作原理图,已知R2的阻值为44 Ω;单独闭合开关S1时,电饭锅处于保温状态,此时的保温功率为40 W。求:
(1)R1的阻值;
(2)同时闭合开关S1、S2,电饭锅工作1 min消耗的电能。
25某校师生自制了一台多功率电烘箱,电路结构如图所示,所选两根电热丝R1,R2的阻值分别为75Ω、150Ω，由于电路电压不足，实际工作电压为200V，求：
(1)这台电烘箱以最大功率工作时，通过电烘箱的电流；
(2)这台电烘箱以最大功率工作5min，电热丝产生的热量；
(3)这台电烘箱以最大功率工作5h，消耗多少度电
26某型号家用电饭锅有加热和保温两个档位，加热档功率大于保温档功率．其原理如图所示，R1和R2为两个加热电阻．电饭锅在保温档正常工作时的功率P保=22W．已知电阻R2=44Ω，求：
（1）电饭锅在加热档正常工作时的功率是P加；
（2）加热电阻R1的阻值；
（3）电饭锅正常工作时，用加热档给食物加热20min后，换用保温档给食物加热10min．此过程中，电饭锅产生的热量Q．
四、思维导图
定义:电流通过导体，导体发热，电能转化为内能
1.电流的热效应 在电流、通电时间相同情况下，电阻越大，产生热量越多
在电阻、通电时间相同情况下，电流越大，产生热量越多
内容
焦耳定律 2.焦耳定律
公式Q=I IRt
3.电热的利用和防止
五、效果检测
1、小宇同学按如图所示的装置，研究“电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两只烧瓶内盛有质量和温度相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小。
①闭合开关后，通过两段金属丝中的电流是 。
②一段时间后，可观察到A瓶中温度计的示数 （填“大于”、“小于”或“等于”）B瓶中的温度计的示数。
③由上述实验可知，在电流和通电时间都相同时，导体电阻越大，产生的热量 。
2、一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210欧姆，它的额定功率是多大？在额定电压下通电10分钟产生多少热量？
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