教科版九年级物理 第六章第3节 焦耳定律学案（有答案）

第3节 焦耳定律
学习目标
1.通过阅读教材能说出什么是电流热效应并举例说明。
2.通过阅读教材能写出焦耳定律公式，并能进行有关计算。
3.通过结合生活中的实例能说出电功和电热的联系及区别。
重点难点
重点：焦耳定律的内容。
难点：电功和电热之间的联系和区别。
导学过程
一、电流的热效应
活动一：阅读教材P94内容，然后自主完成以下填空：
1.电流通过导体时，将 能转化为 能，这种现象叫做电流的热效应。
二、电流的热效应与什么因素有关
合作探究：电流的热效应与什么因素有关
1.提出问题：影响电流热效应的因素有哪些？
2.猜想：电流通过导体产生的热可能与 有关；
3.设计实验：
①科学方法：该实验需探究一个物理问题与多个因素有关，实验时应采用____________法，实验中是通过__________________比较产生电热的多少的，这种方法称为______法．
②设计电路：若探究电热Q与电阻R的关系，应保持______、______相同，______不同，应选择______或______图进行实验；若探究电热Q与电阻I的关系，应保持______、______相同，______不同，应选择______或______图进行实验；
4.进行实验：①通过实验发现甲图中装有电阻______的玻璃瓶中液柱上升较多，这说明在电流、通电时间相同时，电阻越______，导体产生的热量越多；②通过实验发现乙图中装有电阻______的玻璃瓶中液柱上升较多，这说明在电阻、通电时间相同时，电流越______，导体产生的热量越多．
5．结论：（1）在相等时间内，电流相同时，电阻越大，导体产生的热量越______；（2）在相等时间内，电阻相同时，电流越大，导体产生的热量越______；（3）在电阻及通过导体的电流一定时，通电时间越长，导体产生的热量越______．
三、焦耳定律
活动二：阅读教材P95-96页内容，完成下列填空：
1.内容：电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟导体的 成正比，跟 成正比。这个规律叫做焦耳定律。
2.公式： ；
变形公式： 、 、 。
3.公式中电流I的单位要用 ，电阻R的单位要用 ，
通电时间t的单位要用 ，这样，热量Q的单位就是 。
4.拓展：在纯电阻电路（如电炉、电饭锅、电灯、电阻等）中，电流做功时消耗的电能全部转化为 ，此时电流产生的热量与电流做的功 。即Q W=UIt。在非纯电阻电路（如电动机、电风扇等）中，电流做功时消耗的电能没有全部转化为 ，此时电流产生的热量与电流做的功 。即Q W。
【练习】 一台电风扇正常工作时，电机两端的电压为220 V，线圈电阻为1.5Ω，通过线圈的电流为0.2 A，这台电扇正常工作1 min 产生多少J的热量？消耗的电能又是多少？
四、电流热效应的利用与危害
活动三：阅读课本P96页最后一段及图6-3-6，并完成下列问题：
1.电热器是利用电流的 制成的加热设备，
2.电热的利用： 凡是加热的装置都是利用了电热。如：电烤箱、电熨斗、电烙铁、 等。
3.优点：清洁卫生 环境污染、热效率 、方便控制和调节温度。
4.电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片、安装 ，都是为了 。
我来闯关
1．如图所示的用电器中，利用电流热效应工作的是( )
A B C D
2．甲乙两电阻串联在电路中，闭合开关后，发现甲产生的焦耳热比乙产生的焦耳热多，则以下说法错误的是（　　）
A．通过甲的电流大 B．加在甲两端的电压大
C．通过两电阻的电流一样大 D．甲的电阻比乙的电阻大
3.电炉通电一段时间后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不发热，这主要是因为（　　）
A．通过导线的电流大于通过电炉丝的电流
B．导线的电阻远大于电炉丝的电阻
C．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流
D．导线的电阻远小于电炉丝的电阻
4.电风扇正常工作的同时要产生小部分热量，这是电流的_____ 效应，一台标有“220V、110W”的电风扇，线圈电阻是2Ω，工作1min消耗的电能是_____J，产生的热量是_____J。
5．如图所示，当开关S断开，甲、乙两表均为电流表，若两表示数之比I甲：I乙=1：4，R1：R2=______；当开关S闭合，甲、乙两表均为电压表时，则两表示数之比U甲：U乙=______；相同时间内R1、R2产生的热量之比Q1：Q2=______。
6．如图甲所示，是某电饭煲的铭牌，图乙是其电路原理图．试求：
（1）在电饭煲中装满20℃的水，将其接入家庭电路中加热至沸腾，需要吸收多少热量？（1标准大气压下）[c水=4.2×103J/（kg·℃）]
（2）加热过程中，消耗的电能是多少？
（3）R2的阻值是多大？
我的收获
答案：
导学过程
一、1.电 内
二、2.电阻R 电流I 通电时间t 3.控制变量 细玻璃管中液面的高度 转换 电流 通电时间 电阻 甲 电阻 通电时间 电流 乙 4.R2 大 R2 大 5.多 多 多
三、1.电流的平方 电阻 通电时间
2.Q=I2Rt R=Q/I2t t=Q/I2R
3.A s J
4.内能 相等 = 内能 不相等 ＜
【练习】解：产生的热量 Q=I2Rt=(0.2A)2×1.5Ω×60s=3.6J
消耗的电能 W=UIt=220V×0.2A×60s=2640J
四、1.热效应 2.电饭锅 3.没有 高 4.小风扇 散热
我来闯关
1.C
2.A
3.D
4.热 6600 30
5.
6.解：（1）由电饭煲的铭牌可知，水的体积，根据密度公式可知，水的质量，因此，根据吸热公式得，水烧开水吸收的热量为：
（2）由电饭煲的铭牌可知，，根据可得，水吸收的热量为：1.008×106J，将水烧开消耗的电能：
（3）由图乙可知，开关S与触点a连接时，只有电热丝R1接入电路，此时电饭煲处于加热状态，其加热功率为，因此根据可得，
当开关S与触点b连接时，电热丝R1和R2串联接入电路，此时电饭煲处于保温状态，其保温功率为，所以根据可得，，
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