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《探究焦耳定律》练习
1、（2017 邵阳）一根电阻丝的电阻值是10 ，通过2A的电流时，1min 内电阻丝产生的热量是 J．21·cn·jy·com
2、常用的电饭锅是利用电流的 效应工作的．其正常加热时的电阻为48.4Ω，接在家庭照明电路中正常加热工作1s产生的热量是 J．2-1-c-n-j-y
3、小刚家电热毯的电阻丝断了，他爸爸将电阻 ( http: / / www.21cnjy.com )丝接上后继续使用，在使用中小刚发现接头处被烧焦了．小刚猜测可能是接头处的电阻 （选填“变大”或“变小”），你判断小刚的爸爸是图中的 种接线方法（填“左”或“右“）．21*cnjy*com
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4、两只电阻之比R1：R2=3：5，把它们 ( http: / / www.21cnjy.com )串联在某电路中，则通过的电流之比I1：I2= ，电阻产生的热量之比Q1：Q2= ．【出处：21教育名师】
5、电炉工作时，电炉放出大量的热，而输电导线几乎不发热，这是因为电炉丝的电阻比输电导线的电阻 很多．【版权所有：21教育】
6、（2017 潍坊）下列家用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）
抽油烟机 B．电视机 C．电饭锅 D．电风扇
7、（2017 仙游县一模 ( http: / / www.21cnjy.com )）电风扇、电烙铁和电动机上都标有“220V 160W”字样，它们都在额定电压下工作相同时间，产生热量多的是（ ）【来源：21cnj*y.co*m】
A．电风扇 B．电烙铁 C．电动机 D．一样多
8、（2017 武汉）如图所示是探究电 ( http: / / www.21cnjy.com )流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置．两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差比左侧的大．下列说法正确的是（ ）21教育名师原创作品
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A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大
B．该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系
C．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系
D．U形管中液面高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的
9、一些金属或合金当达到某一温度时 ( http: / / www.21cnjy.com )，电阻会变为零，这种现象称为“超导”，能够发生超导现象的物质叫超导体，请你想想下列哪个事例不是利用超导体的（ ）
A．可用于输电线路降低输电损耗
B．研制成磁悬浮列车
C．装配成功率大、高效率的发电设备和电动机
D．制成大功率的电炉
10、（2017 自贡）计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（ ）
A．UIt B．t C．I2Rt D．前面三个都可以
11、（2017 石景山区二模）小 ( http: / / www.21cnjy.com )明家的电饭锅电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦糊味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可能是（ ）www.21-cn-jy.com
A．电路的电压过高 B．新买的电源线过短
C．新买的电源线过粗 D．新买的电源线过细
12、把一个标有“10V 3W”的小灯泡和定 ( http: / / www.21cnjy.com )值电阻R串联后接在电压为12V的电源上（如图所示），小灯泡恰能正常工作．该电路工作10s定值电阻产生的热量是（ ）
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A．60J B．36J C．30J D．6J
13、小军猜想电流产生的热 ( http: / / www.21cnjy.com )量跟电阻、电流、通电时间有关．为了探究，他设计了如图所示的甲、乙两种装置，将两根阻值不同的电阻丝（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．21·世纪*教育网
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（1）实验中通过气球膨胀程度来反映电流通过电阻丝产生的热量的多少，这种实验方法叫做 法；2·1·c·n·j·y
（2）甲装置可探究电流产生的热量与 的关系；
（3）在装置甲、乙的两次 ( http: / / www.21cnjy.com )实验中，通过比较相同时间里 （填气球字母标号）两个气球的变化情况，可探究电流产生的热量与电流的关系；21*cnjy*com
（4）两装置同时实验，相同的通电时间里，与 （填气球字母标号）气球相通的电阻丝产生的热量最少．
14、（2017 大连二模）如图所示， ( http: / / www.21cnjy.com )灯L标有“6V 3W”字样，电源电压恒为6V，R1的电阻是3Ω．若灯丝电阻不随温度变化而变化．试求：21cnjy.com
（1）灯L的电阻是多少？
（2）闭合S1、S2接b时，电阻R1在60s内产生的热量是多少？
（3）断开S1、S2接a时，小灯泡的实际功率是多少？
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答案与解析
1、2.4×103
2、热；1000
【解析】（1）电饭锅是利用电流的热效应工作的，工作时将消耗的电能转化成内能；
（2）在家庭照明电路中正常加热工作1s产生的热量：
Q=W=
3、变大，左
4、1：1； 3：5
【解析】两电阻串联时，因串联电路中各处 ( http: / / www.21cnjy.com )的电流相等，所以，通过两电阻的电流之比为1：1；通电时间相同，电阻产生的热量之比Q1：Q2=I2R1t：I2R2t=R1：R2=3：5．
5、大
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6、C
7、B
8、C
【解析】容器中的两个电阻丝串联，通 ( http: / / www.21cnjy.com )过它们的电流I与通电时间t相同，由焦耳定律Q=I2Rt可知，左边容器中的电阻小于右边容器中的电阻，故A错误；在装置中，左边容器中的电阻与右边容器中的电阻大小不同，所以实验是为了探究电流产生的热量与电阻大小的关系，故B错误，C正确；U形管中液面高度发生变化是因为透明容器中密封着等量的空气的热胀冷缩造成的，故D错误．21教育网
9、D
( http: / / www.21cnjy.com )10、C
【解析】电功的计算公式：W=UIt是用来计算用电器消耗电能的；焦耳定律公式：Q=I2Rt是用来计算电流产生热量的；电动机是非纯电阻电路，工作时将电能转化为机械能和内能，计算产生热量只能用Q=I2Rt来计算．用电器如果将电能只转化为内能，则Q=W=UIt=I2Rt=t是通用的．故选C．21世纪教育网版权所有
11、D
【解析】家庭电路中各用电器之间属于并联， ( http: / / www.21cnjy.com )其它用电器仍正常工作，说明电路电压正常，所以选项A不符合题意；电饭锅跟导线串联，通过它们的电流大小和通电时间相等，如果导线短或过粗，导线的电阻将会很小，产热将会很少，不会烧焦，所以选项BC不符合题意；而导线过细，电阻过大，产生热量过多，导线会烧焦说，所以选项D符合题意．
12、D
【解析】灯泡正常发光时的电流：；
小灯泡正常发光，所以，R两端的电压：UR=U-UL=12V-10V=2V，
因串联电路中各处的电流相等，该电路工作10s定值电阻产生的热量：
Q=W=URIt=2V×0.3A×10s=6J．故选：D．
13、（1）转换；（2）电阻；（3）AC（或BD）；（4）A
【解析】（1）当电阻丝通电后，电流产 ( http: / / www.21cnjy.com )生热量使瓶内温度升高，从而使气球膨胀，根据气球膨胀的程度大小可知电流通过电阻丝产生的热量的多少，这种方法叫转换法；
（2）甲中阻值不相等两电阻串联，则两电阻中的电流相等，通电时间也相等，所以可探究电流产生热量与电阻大小的关系；【来源：21·世纪·教育·网】
（3）由乙图可知两电阻并联，而B瓶与D ( http: / / www.21cnjy.com )瓶电阻相等、A瓶与C瓶电阻相等，电压不相等，则可知两瓶中的电流不同，可探究电流产生的热量与通过电流的关系；
（4）甲图中两电阻串联，则通过两电阻的电流相等，由焦耳定律可得，电阻小的电阻丝发热较少，即电阻丝R2发热量要少；乙图中两电阻并联，则电压相等，由Q=W=
可得，电阻大的发热量要少，故D ( http: / / www.21cnjy.com )相通的电阻丝R2发热量要少；而A、D相通的电阻丝电阻相等，由欧姆定律可得，A相通的电阻丝电流小于D相通的电阻丝电流，故A相通的电阻丝热量要比D相通的电阻丝热量少，故A相通的电阻丝热量最多．www-2-1-cnjy-com
14、（1）12Ω；（2）720J；（3）1.92W
【解析】（1）灯L的电阻：；
（2）闭合S1、S2接b时，灯L与电阻R1并联，
根据并联电路中各并联支路两端的电压相等可知，电阻R1两端的电压：
U1=U=6V，
通过电阻R1的电流：，则电阻R1在60s内产生的热量：
Q=I12R1t=（2A）2×3Ω×60s=720J；
（3）断开S1、S2接a时，灯L与电阻R1串联，
根据串联电路电阻特点可知，电路总电阻：R=RL+R1=12Ω+3Ω=15Ω，
电路中的电流：，
则小灯泡的实际功率：P实=I2RL=（0.4A）2×12Ω=1.92W．
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沪粤版九年级物理探究焦耳定律教学设计
课题 探究焦耳定律 单元 十五 学科 物理 年级 九年级
学习目标 知道电流的热效应及其在生活与生产中的应用；知道焦耳定律，会运用焦耳定律进行简单的计算。
重点 探究电流的热效应，会从电流做功的公式推导焦耳定律
难点 理解焦耳定律
教学过程
教学环节 教师活动 学生活动 设计意图
导入新课 复习电能利用的过程中伴随的能量转化。 学生思考、回答问题。 引入新课。
讲授新课 电流的热效应通过日常生活中的电热器引入电流的热效应。电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。活动：通电导体放出的热量跟哪些因素有关学生根据不同电热器工作时产生热量的不同，提出问题：影响电热的因素有哪些？学生观看小视频，提出猜想。设计实验引导学生分析应用控制变量法及转换法的应用。 用温度计示数的变化来表示电流产生热量的多少，这就是应用容易观察的现象表示不易观察的量的方法，就是转换法。播放多媒体视频：焦耳定律的实验探究电热与电流、电阻的关系、学生分组实验（1）研究电热与电阻关系实验记录数据，分析数据得出结论（2）研究电热与电流关系设计实验电路图，连接电路、分析实验能力。在电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多 。（3）探究电热与时间的关系观看视频并联里生活实际，得出实验结论：实验表明：通电时间越长，产生的热量越多。焦耳科学家简介。焦耳定律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。热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律可用公式表示为：Q = I2Rt 例题讲解：一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量 通过例题掌握焦耳定律。出示巩固练习。电能和电热关系在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）电能全部转化为热能，电功等于电热电热：W=Q=UIt=I2Rt=在非纯电阻电路中（如电动机）电能大部分转化为机械能，但不可避免的一小部分转化为热能。W=E机+Q视频播放电热的利用图片展示电热的防止。知识拓展电流的三大效应：热效应、磁效应、化学效应。STS发热材料PTC学生阅读展示巩固提升练习题。 学生结合实际联想。学生思考，小组讨论，提出问题。学生讨论设计实验方案，注意物理方法的应用。仔细观看视频。学生分组实验，记录数据，分析数据。观看视频，注意温度与时间的关系，并联系生活实际，小组之间讨论总结。学生带着问题阅读教材。掌握焦耳定律内容、公式、字母及意义。学生思考、讨论完成，掌握计算题的格式。学生讨论、比较电能与电热的关系。注意：纯电阻电路与非纯电阻电路的区别。电热的利用与防止，学生阅读教材找出防止电热危害的例子。阅读教材学生思考、讨论完成。 培养物理知识与实际生活的联系能力。培养学生发现问题的能力，体现从生活走向物理的理念。培养学生物理方法的应用。通过视频掌握实验方法、步骤以及实验中注意事项。培养学生小组合作能力，动手操作能力，分析归纳能力。培养学生物理知识与实际生活应用能力。培养学生阅读教材的能力，能从教材中提取有用的物理知识。培养学生计算能力，知识解决实际问题的能力。培养学生归纳总结能力。注意欧姆定律的应用范围及电热导出公式的应用。通过运用多种教学手段，激发学生的求知欲培养学生的总结意识。使学生养成对所学知识及时巩固、消化和梳理的习惯。拓展学生知识面。了解这种新型的发热材料。巩固所学知识。
课堂小结 教师引导，学生总结。 培养学生归纳总结能力。
板书 电流的热效应电热与哪些因素有关焦耳定律电能与电热的区别与联系电热的利用与防止
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探究焦耳定律
沪粤版 九年级物理上
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教学目标
导入新课
复习
电流做功的过程实质是能的转化过程：
电流通过电动机：
电流通过电灯：
电流通过电暖器：
电能转化为机械能
电能转化为光能
电能转化为内能
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生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。
教学目标
新课讲解
电流的热效应
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关
提出问题
猜想与假设
活动
通电导体放出的热量跟哪些因素有关
新课讲解
I R t
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教学目标
新课讲解
设计实验
2、控制 R 、t 相同: 研究 I 变化对电热的影响
3、控制 I、R 相同: 研究 t变化对电热的影响
1、控制 I 、t 相同: 研究 R 变化对电热的影响
控制变量法
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电流通过导体产热其中所产生的热既看不见也摸不着如何测量呢？
转 换 法
教学目标
新课讲解
R1=5Ω
R2=10Ω
用温度计示数的变化来表示电流产生热量的多少。
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教学目标
新课讲解
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（1）研究电热与电阻关系
R1=5Ω
R2=10Ω
通电前，先记下瓶中煤油的初温，通电后，每经过相同相同的时间，读出两支温度计的示数，并将数据填写在表格中。
教学目标
新课讲解
教学目标
新课讲解
分析实验数据，可以得到实验结论：
在电流一定时，导体的电阻越大，产生的热量就 。
t0 t1 t2 t3 t4
R1=
R2=
越多
温度t/℃
电阻R/Ω
数据记录表
5
10
20
20
21
22
22
24
23
26
24
28
教学目标
新课讲解
（2）研究电热与电流关系
实验电路图
A
R2
R'
S
选乙瓶中电阻丝做研究对象，保持电阻、通电时间不变，调节滑动变阻器改变电路中电流，记录温度计示数填入表格。
教学目标
新课讲解
分析实验数据，可以得到结论：
在电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量 。
越多
t0 t1 t2 t3 t4
I1=
I2=
温度t/℃
电流I/A
数据记录表
0.2
0.4
20
20
21
24
22
28
23
32
24
36
（3）探究电热与时间的关系
教学目标
新课讲解
实验表明：通电时间越长，产生的热量越多。
焦耳（1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。他的研究为能量守恒定律奠定了基础。
焦 耳
教学目标
新课讲解
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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。
热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律可用公式表示为：
Q = I2Rt
焦耳定律
教学目标
新课讲解
教学目标
新课讲解
Q = I2Rt
Q — —热量— —单位：焦耳，符号J
I— —电流— —单位：安培，符号A
R— —电阻— —单位：欧姆，符号Ω
t— —通电时间— —单位：秒，符号s
各字母意义及单位
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5min内电阻丝上产生的热量：
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 Ω×300 s
= 6 480 J
例：一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量
解:
I = = = 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
通过电阻丝中的电流：
新课讲解
解:
5min内电阻丝上产生的热量：
Q = I2Rt
=(0.2 A)2×100 Ω×300 s
= 1200 J
教学目标
巩固练习
通过某根100Ω的电阻丝的电流为0.2A，在5min内产生的热量是多少？
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教学目标
新课讲解
电能和电热关系
1、在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）
电能全部转化为热能，电功等于电热
结论：
电热：W=Q=UIt=I2Rt=
欧姆定律：U=IR
电热：Q=I2Rt
电热：Q=W=UIt
2、在非纯电阻电路中（如电动机）
电能大部分转化为机械能，
但不可避免的一小部分转化为热能。
（欧姆定姆不适用）
U>IR
W>Q
W=E机+Q
教学目标
新课讲解
电能：W=UIt
电热：Q=I2Rt
结论：
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电热的利用
教学目标
新课讲解
散热窗、散热片、散热风扇、通风等
结束
电热的危害和防止
教学目标
新课讲解
防止方法
电热的危害
用电器工作时不希望温度过高，否则会损坏用电器，影响使用寿命。
教学目标
新课讲解
知识拓展
电流的三大效应
电流的磁效应
电流的热效应
电流的化学效应
教学目标
新课讲解
发热材料PTC
PTC是一种半导体陶瓷材料，它是以钛酸钡为主，掺入多种物质后加工而成的。它的发热效率较高，目前家用的陶瓷暖风机，陶瓷电热水壶等都使用了这种材料。
教学目标
新课讲解
PTC有一个人为设定的温度。低于这个温度时，其电阻值随温度升高而减小；高于这个温度时，其电阻值则随温度升高而变大。利用这种特性，可以自动调节电热器的温度与电功率。
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教学目标
巩固提升
1、（2017 北京）下列家用电器中，将电流热效应作为工作原理的是（ ）
A．电视机 B．电热水器
C．抽油烟机 D．电冰箱
B
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教学目标
巩固提升
2、将规格都是“220V 180W”的一台电视机、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）
A．电视机产生的热量最多
B．电风扇产生的热量最多
C．三者产生的热量一样多
D．电热毯产生的热量最多
D
教学目标
巩固提升
3、如图所示，甲乙两个瓶中的电阻丝R1、R2分别为5Ω、10Ω，两瓶内装有初温相同的等量的煤油，将R1、R2串联并通电一段时间，读出甲乙两支温度计的读数．这是探究（ ）
A．电热与电流的关系
B．电热与电阻的关系
C．电热与通电时间的关系
D．电热与电压的关系
B
教学目标
巩固提升
4、电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为（ ）
A．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
B．通过导线的电流小于通过电熨斗电热丝的电流
C．导线散热比电熨斗散热快
D．导线的绝缘皮隔热效果好
A
1、电流通过导体时，电转化为热的现象，叫电流的热效应。
2、焦耳定律：Q=I Rt
3、要从通风、散热等角度来有效地防止电热的危害。
教学目标
课堂小结
谢 谢！
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