18.4课时 （导学案）焦耳定律（含答案）

18.4课时 焦耳定律 导学案
通电后，用手触摸灯泡；电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？
(2)电流通过用电器会发热，请从能量的转化角度进行分析呢。
。
这种现象叫做电流的热效应。
问题：生活中，哪些用电器是利用电流热效应工作的？
思考：电炉丝通过导线接到电路中，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么炉丝热得发红，而导线却不怎么热？换句话说，电流通过导体产生的热量与哪些因素有关？
（见课本P99图18.4—2）
两个U形管中液面高度发生变化，说明了 ，这里用到了 物理方法。本次实验中控制了 、 相同，改变了 ，从而研究了电流通过导体产生的热量与 有关， 越大， 越多。
（见课本P100图18.4—3）
本次实验中控制了 、 相同，在右边容器外部并联了一个电阻，改变了 ，从而研究了电流通过导体产生的热量
与 有关， 越大， 越多。
二：焦耳定律
，这个规律叫做焦耳定律.
公式 ： 热量单位：
注意：
纯电阻电路（将电能全部转化成内能的电路）中：W Q
三：电热的利用和防止
电热可以给人们的生活带来方便，也可以给人们带来危害。利用电热的用电器有 、 、 等。防止电热的危害，就是要防止电流过大烧坏灯丝、烧坏电流表、烧坏保险丝等后果。
比如：电视机的后盖有 ，就是为了 。电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，也是为了降温。
当堂练习
一、单选题
1．下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
A．电暖气 B．计算器 C．电视机 D．笔记本电脑
2．如图所示，是研究电流热效应的部分实验电路，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值。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
3．下图是某家用电热器内部电路结构图，其中R1、R2为加热电阻丝（R1>R2）下列关于电阻丝的四种连接方式，可使电热器提供不同的发热功率，其中大小说法正确的是（ ）
A．甲的连接方式发热功率最小
B．乙的连接方式发热功率最小
C．丙的连接方式发热功率最大
D．丁的连接方式发热功率最小
4．电炉工作时，根据焦耳定律可知，相同时间内电炉丝产生的热量比导线多，所以电炉丝热得发红而连接电炉丝的导线不太热，其原因是（ ）
A．电炉丝的电阻较大 B．电炉丝与导线是并联的
C．电炉丝的横截面大 D．通过电炉丝的电流较大
二、填空题
5．电热和电功：两个____（填“相同”或“不同”）的物理量。在纯电阻电路中，即电能全部转化为内能时，电热在数值上与电功________（填“相等”或“不相等”），此时所有公式都________。
6．在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越_____，即：电流通过导体产生的热量多少与_____有关；在电阻和通电时间相同时_____越大，电路产生的热量越多，即电流通过导体产生的热量多少与_____有关；在电阻和电流相同时_____越长，电路产生的热量越多，即电流通过导体产生的热量多少与_____有关，这是_______法。
7．探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关，两个透明的容器中密闭了____的空气，有时也用煤油，利用的是煤油________较低，受热后温度变化明显的特点。
8．电流通过导体产生的热量与哪些因素有关实验中通过观察__________来比较电流通过电阻产生的热量的多少，这是_______法。
9．电流的热效应的实质：____________，应用及优点：
（1）清洁卫生，没有____________；
（2）热效率高，使用____________；
（3）能方便的__________________。
10．__________________，这种现象叫电流的热效应。
参考答案
1．A
【解析】
利用电流热效应工作的用电器电能主要转化为内能．
A. 电暖气，工作时将电能转化为内能，利用了电流的热效应，故A符合题意；
B. 计算器，主要利用电流处理信息，没有利用电流的热效应，故B不符合题意；
C. 电视机，利用电流处理信息，将电能转化为光能和声音，没有利用电流的热效应，故C不符合题意；
D. 笔记本电脑，利用电流处理信息，将电能转化为光能和声音，没有利用电流的热效应，故D不符合题意；
故选A．
点睛：这类的题目从能的转化过程，很容易判断，特别是利用热效应工作的用电器，生活中我们都是很熟悉的，生活中要多留心．
2．A
【详解】
从图中可以看到，这两个灯泡是串联的，流过的电流大小相等，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，根据可知，；根据可知，时间相同，流过的电流大小相同，甲电阻丝的阻值大于乙电阻丝的阻值，那么。
故选A。
3．B
【分析】
甲的连接方式时，R1被短路，只有R2被接入电路，总电阻为R2；
乙的连接方式时，两个电阻是串联的，总电阻为两电阻之和；
丙的连接方式时，只有R1被接入电路，总电阻为R1；
丁的连接方式时，两电阻是并联的，总电阻小于任何一个电阻；
由以上分析判断即可。
【详解】
ABC．乙的连接方式电阻为最大，所以发热功率应最小，所以B正确，AC错误。
D．丁的连接方式电阻最小，发热功率应最大，所以D错误；
故选B。
4．A
【详解】
电炉子在使用时，电炉丝和导线串联，串联时电流相等，即，通电时间t相同；
因为电炉丝电阻大，导线电阻小，即，根据可知，电炉丝产生的热量多，即；
从而出现电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象．
故选A．
【点睛】
牢记焦耳定律即，导线与发热体串联，电流是相等的，通电时间也相等，只有电阻不等，导线的电阻小，所以发热少．
5．不同 相等 通用
【详解】
[1][2][3]电功指的是电流做了多少功，这些能量可能部分转化为内能，也可能全部转化为内能，电热指的是电流所做的功转化为内能的部分，所以电热和电功不是相同的物理量。纯电阻电路中，电能全部转化为内能了，这时，电热在数值上等于电功，此时电功的所有公式和电热的公式通用。
6．多 电阻 电流 电流 通电时间 通电时间 控制变量
【详解】
[1][2]在电流相同，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多，即：电流通过导体产生的热量多少与电阻有关。
[3][4]在电阻和通电时间相同时电流越大，电路产生的热量越多，即电流通过导体产生的热量多少与电流有关。
[5][6][7] 在电阻和电流相同时通电时间越长，电路产生的热量越多，即电流通过导体产生的热量多少与通电时间有关，这是控制变量法。
7．等量 比热容
【详解】
[1][2]探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关实验中，需要控制密闭容器中的空气或煤油的质量相等，煤油的比容较低，受热后实验现象明显。
8．U形管中液面高度差 转换
【详解】
[1][2]探究电流热效应的与哪些因素有关的实验中，通过观察U形管中液面的高度差来比较电流通过电阻产生的热量的多少，是转换法。
9．电能转化为内能 环境污染 方便 调节温度
【详解】
[1]电能转化为内能就是电流热效应。
(1)[2]利用电能的优点是清洁卫生，没有环境污染。
(2)[3]利用电能热效率还高，使用非常方便。
(3)[4]利用电流热效应能方便的调节温度。
10．电流通过导体时电能转化成内能
【详解】
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。