沪粤版九年级上册物理 15.4 探究焦耳定律 习题课件(共29张PPT)

(共29张PPT)
第十五章 电能与电功率
15.4 探究焦耳定律
·上册·
目录
01
知识梳理
02
课堂演练
03
课堂检测
课程要求 通过实验，探究并了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象
探究实验 探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关
课时重点 焦耳定律的实验探究过程
课时难点 焦耳定律的实验与设计
知识梳理
1. 导体中有电流通过时会发热，这种现象叫做电流的________。
2. 实验结论：
（1）当________和___________一定时，
电流越大，电流产生的热量就越________。
（2）当________和__________一定时，电
阻越大，电流产生的热量就越________。
（3）当________和________一定时， 通电时间越长，电流产生的热量就越________。
知识点1：探究电流的热效应与哪些因素有关
热效应
电阻
通电时间
大
电流
通电时间
大
电阻
电流
大
3. 电流通过导体时产生的热量跟____________成正比，跟导体的________成正比，跟___________成正比。这个规律叫做焦耳定律。
4. 焦耳定律的计算公式：________(适用于所有电路)。对于纯电阻电路，电流通过导体时，电能全部转化为________，所以可以推导出：Q =W=________=________= ________。
知识点2：焦耳定律
电流的平方
电阻
通电时间
Q=I2Rt
内能
Pt
UIt
5. 生活和许多产业中都要用到电热，如____________________；但是，很多情况下也要防止电热造成危害，所以要采取散热措施，如：________、________、__________。
知识点3：电流热效应的应用与防止
电热水壶(或电饭锅)
散热窗
散热片
散热风扇
课堂演练
知识点1：探究电流的热效应与哪些因素有关
1. 用一个导体制成长度相等但横截面积不同的圆柱体a和b(a和b互相连接)，a比b的横截面积大，将它们接入电路中，如图15-4-1所示，通过a、b电流分别为Ia、Ib，a、b两端电压分别为Ua、Ub，a、b功率分别为Pa、Pb，a、b在相同时间内产生的电热分别为Qa、Qb。则下列说法正确的是(　　)
A. Ia=Ib，Ua＜Ub，Pa＜Pb，Qa＜Qb
B. Ia＞Ib，Ua＜Ub，Pa＜Pb，Qa＜Qb
C. Ia=Ib，Ua＞Ub，Pa＜Pb，Qa＞Qb
D. Ia=Ib，Ua＜Ub，Pa＞Pb，Qa＜Qb
A
2. 如图15-4-2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＜U乙，Q甲＞Q乙
C．U甲＜U乙，Q甲＜Q乙
D．U甲＞U乙，Q甲＜Q乙
C
3. 小明利用如图15-4-3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
____________（填“温度计示数”或
“加热时间”）来反映的。
（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________
（填“大于”或“小于”）水的比热容。
温度计示数
小于
（3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，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方法有_________________________________。
在通电时间和电流相同时，电阻越大，产生的热量越多
控制变量法和转换法
思路点拨：
探究电流的热效应与哪些因素有关的实验中，研究对象是定值电阻。电流通过定值电阻时产生热量，这些热量被煤油吸收，表现为温度计的示数升高,这是一种转换法。
易错辨析：
电热的影响因素有电流、电阻和通电时间。在写结论时，一定要用控制变量法的方式，把要控制不变的因素写全，特别注意不要漏掉“通电时间”。
知识点2：焦耳定律
4.有一个110 Ω的电阻丝，通过它的电流是2 A，要产生44 000 J的热量，所需的时间是多少
5.某电热器在220 V的电压下工作5 min，放出11 880 J的热量，则通过的电流是多少
答案：100 s
答案：0.18 A
6.一个电饭锅的电阻是55 Ω，额定电压为220 V，正常工作时每分钟产生多少热量？
答案：52 800 J
思路点拨：
电流通过导体产生的热量，用焦耳定律来计算。其数学表达式是Q＝I2Rt，计算时要用国际主单位。
易错辨析：
只有当电能全部转化为内能时，可以按需要对焦耳定律的公式进行推导，如Q=W=UIt=
知识点3：电流热效应的应用与防止
7. 下图所示中的机器工作时应用电流热效应的是(　　)
A
8. 下列例子中，能防止电热危害的是(　　)
A. 供取暖用的电褥子
B. 高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置
C. 收音机、电视机的机壳上有许多小孔
D. 孵化家禽的电热孵卵机
C
9. 许多重大火灾都是由于线路故障造成，其中的一个原因是导线连接处接触不良。由于导线连接处的阻值________，在该处消耗的电功率将________(填“减小”或“增大”)，会产生局部过热，引发火灾。假设某线路的导线连接处电阻为1 Ω，如果100 s内电流通过此处产生的热量为1×104 J，则电流等于________。
增大
增大
10 A
思路点拨：
电热有利有弊，要根据人的目的进行具体分析。
课堂检测
1. （3分）将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入同一家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是(　　)
A. 三个用电器产生的热量相同
B. 电风扇产生的热量最多
C. 电烙铁产生的热量最多
D. 电视机产生的热量最多
C
2. （3分）请你想象一下，假如没有电流的热效应，下列设备还能工作的是(　　)
A. 微波炉 B. 电烤箱 C. 保险丝 D. 电热毯
A
3. (3分)如图15-4-4所示实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，则下列说法正确的是(　　)
A. 该实验装置是为了探究电流产生的热
量与电流大小的关系
B. 该实验装置是利用U形管中液体的热胀
冷缩反映电阻丝放出热量的多少
C. 通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差比右侧的小
D. 将左边电阻丝换成10 Ω后，可以探究电热与电阻的关系
A
4. （3分）甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4，通过的电流之比为2∶1，通电时间之比为1∶2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为(　　)
A. 5∶2 B. 5∶4 C. 2∶5 D. 10∶1
A
5. （3分）下列情况中不属于防止电热危害的是(　　)
A. 电视机的后盖有许多孔
B. 电脑机箱内有小风扇
C. 电动机外壳有许多散热片
D. 家电长时间停用，隔一段时间应通电一次
D
6. (4分)电风扇工作的同时要产生小部分热量，一台标有“220 V 10 W”的电风扇，线圈电阻是2 Ω，正常工作1 min消耗的电能是________J，产生的热量是________J（结果保留两位小数）。
600
0.25
7. （4分）某导体的电阻是5 Ω，通过它的电流为1 A，通电1 min时，导体上产生的热量是________J，它消耗的电功率是________W。
300
5
8. (7分)为了探究电流产生的热量与什么因素有关，小明设计了如图15-4-5所示的甲、乙两种装置，他将两种阻值不同的电阻丝(R1＜R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相同的气球相连，两次实验电源电压不变。
(1)由于电流产生的热量不易直接测量，因此实验中通过___________________来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少，这里采用的探究方法是___________。
气球膨胀程度
转换法
(2)甲装置可探究电流产生的热量与________的关系。
(3)在两次实验中，通过比较相同的时间里气球B与D的变化情况，可探究电流产生的热量与________的关系。
(4)甲、乙两装置同时实验，在相同的通电时间里，与________(填气球字母)气球相通的电阻丝产生的热量最多。
电阻
电流
C