6.3焦耳定律—教科版九年级物理上册学案(含答案)

文档属性

名称 6.3焦耳定律—教科版九年级物理上册学案(含答案)
格式 zip
文件大小 1.2MB
资源类型 教案
版本资源 教科版
科目 物理
更新时间 2020-09-25 16:06:22

图片预览

文档简介

.3焦耳定律
一、知识梳理
(一)电流的三大效应
1.电流的热效应:______能转化为______能的现象.
2.电流的三大效应分别是电流的______效应、电流的______效应、电流的______效应.
(二)电流的热效应与什么因素有关
1.实验探究:影响电流热效应的因素
(1)猜想与假设:根据已有知识和生活经验,电流的热效应可能与______、______、______有关;
(2)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:A.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;B.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\;
(3)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通过实验发现丙图中装有电阻______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.
2.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
1.内容:电流通过导体产生的热量跟____________成正比,跟______成正比,跟____________成正比.
2.公式:____________.
(四)电流热效应的利用与危害
1.电热的利用:电热器
(1)电热器的原理:是利用电流______效应制成的.(2)电热器的主要组成部分是发热体——选用电阻率______、熔点______的合金丝做成.(3)电热器的优点:____________,热效率高,便于控制.
2.电热的危害:使绝缘体______;烧坏用电器.
3.防止电热危害的措施:设法减少电热;____________.
二、易错分析
1.焦耳定律无论在纯电阻电路与非纯电阻电路中均能用,计算的都是电热.
纯电阻电路中电能全部转化为内能,电热和电功相等,即Q=W;
非纯电阻电路中电能转化为内能和其它形式的能,电热只是电功中的一部分,即:Q<W.如:电动机将电能转化为内能和机械能,W电=Q+W机;
2.电路中电流所做总功等于每个用电器所做电功之和.即:W总=W1+W2+…+Wn;
3.(1)串联电路:;(2)并联电路:.
三、达标训练
1.物理老师给同学们做短路演示实验时,他将蓄电池、自制铜导线组成短路电路,如图所示是在实验中铜导线烧断时的情境,烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与其它同长度的铜导线相比,它的(

A.电阻较大
B.电压较小
C.电流较大
D.电功率较小
2.将规格都是“220V
180W”的一台电冰箱、一台电脑和一床电热毯,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.电冰箱产生的热量最多
B.电脑产生的热量最多
C.电热毯产生的热量最多
D.三者产生的热量一样多
3.超导体若能应用到社会生活中,会给人类带来很大的好处.各国科学家一直在努力寻找能够在室温下工作的超导材料,假如科学家已研制出室温下的超导材料.你认为它可作下列哪种用途(

A.电炉中的电阻丝
B.白炽灯泡的灯丝
C.保险丝
D.远距离输电
4.如图为“探究焦耳定律”的实验装置.两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液比左侧高.下列说法正确的是(

A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法
B.右侧电阻丝的阻值比左侧小
C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小
D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系
5.利用如图所示电路可定性研究电热与电流、电阻和通电时间的关系,图中三个电阻的材料和质量相同,且R1=R3=5Ω,R2=10Ω,三个电子温度计分别与之相连(图中未画出),并能测量它们的温度.闭合开关后,每隔一定时间记录各电阻的温度,通过比较温度的变化来间接反映电阻产生电热的多少.下列有关分析与推断错误的是(

A.分析任意一个电阻的温度变化,可知电热与通电时间有关
B.分析比较R1和R2的温度及变化,可知电热与电阻有关
C.分析比较R1和R3的温度及变化,可知电热与电流有关
D.分析比较R2和R3的温度及变化,可知电热与电流和电阻有关
6.两个电阻R1和R2,且R1
A.只用R1
B.只用R2
C.R1和R2串联
D.R1和R2并联
7.一条电热丝,通过的电流为I,在时间t内产生的热量为Q,若将电热丝中通过的电流增加到2I,则在时间t内产生的热量为(

A.2Q
B.4Q
C.
D.
8.当一个电阻的阻值为R时,将它接在电路中通电一段时间,产生的热量为Q.如果要使它产生的热量为2Q,下列办法中可行的是(

A.将电压变为原来的2倍,通电时间变为原来的
B.将电阻变为原来的2倍,通电时间变为原来的
C.将电阻变为原来的,通电时间变为原来的2倍
D.将电压变为原来的,电阻变为原来的2倍
9.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.
C.I2Rt
D.前面三个都可以
10.如图是一个油量表的示意图,滑动变阻器规格为“20Ω
1A”.闭合开关,当浮球最低时滑片P滑到a端,电流表示数为0.3A,当浮球最高时,滑片P滑到b端,电流表示数为0.5A.下列说法错误的是(

A.电阻R1的阻值为30Ω
B.电源电压为15V
C.在加满油后,1min内电阻R1产生的热量为450J
D.电阻R1最小功率为7.5W
11.两个定值电阻R1、R2并联在电路中.如图甲所示,它们的电流与其两端的电压关系如图乙所示,闭合开关S,则R1、R2产生的热量之比为(

A.2:1
B.1:2
C.4:1
D.1:4
12.(多选)电动自行车有行驶工作、蓄电池充电两种状态,局部电路图如图所示,断开S后,充电插口可以外接充电器对电池进行充电.电动自行车行驶过程中,其电动机正常工作电压为48V,此时通过电动机线圈的电流为5A.电动机线圈的电阻是0.5Ω.下列说法正确的是(

A.对蓄电池充电时,蓄电池相当于电路中的用电器
B.电动自行车的电动机是把电能全部转化为机械能
C.电动机正常工作1min,电流通过线圈所产生的热量为14400J
D.电动机正常工作1min,消耗的电能为14400J
13.家用饮水机电阻丝的阻值为100Ω,通过的电流为2A,电阻丝的电功率为______W,在10s时间内产生的热量为______J.
14.雷电是大气中一种剧烈的放电现象.某次雷电,云层和大地之间的电压为2×106V,放电电流为5×104A,放电时间为0.1s,则该次雷电所释放的能量为______J.
15.额定功率均为“220V
500W”的电吹风和电熨斗,都在额定电压下工作两分钟,______产生的热量多,产生的热量为______J.
16.家用电水杯利用了电流的______效应.某型号电水杯铭牌标有“220V
400W”字样,它正常工作时,发热元件的阻值为______Ω.正常工作5分钟,电水杯消耗的电能为______J.
17.有一块手机用的锂电池,上面标明电压为3.7V,容量为1800mA·h,它充满电后,大约储存了______J的电能;某同学观察到家中电能表上标有600revs/(kW·h)的字样,他断开家中其他用电器仅使电水壶工作,测得1min内该电能表的转盘转了9圈,则该电水壶的电功率是______W.
18.太阳能充电宝上表面贴有太阳能板,可利用太阳能为内部锂电池充电,但销量低迷.某款太阳能充电宝内锂电池容量为0.1kW?h,合______J.在充足阳光下太阳能板产生5V电压、0.25A电流为锂电池充电,充电效率为80%,将锂电池从无电状态下充满,太阳能板需要输出______J的电能,若每天充足太阳光照10小时,需要______天才能将锂电池充满.
19.如图所示实验装置,可用来探究通电时间相同时,电流通过导体产生的热量与______的关系.将装置接在电压为3V的电源上,通电2min,电流通过电阻R2产生的热量为______J.
20.小明用如图装置探究电流产生的热量和电流的关系,锥形瓶内装有200g煤油.他先闭合开关,调节滑片P使电流表示数为0.5A,记录到5分钟内温度计的示数升高了5℃,则煤油吸收的热量为______J;接着他调节滑片P使电流表示数发生改变,观察并记录______温度计示数的变化.对比前后数据,可初步得到结论.利用该装置还可以探究电流产生的热量与______的关系.[c煤油=2.1×103J/(kg·℃)]
21.内蒙古上海庙至山东省临沂市沂南县800kV特高压直流输电工程.是“十三五”期间国家电网规划投资建设落点临沂市的特高压输电工程.在输电功率一定时.若将输电电压从400kV提高800kV,则输电电流将从I变为______I.输电线路上损失的电能将______(选填“增加”、“减少”或“不变”)
22.某工厂开发研制了一种高、中、低三挡家用电火锅,观察其内部结构发现是由两个相同的发热电阻丝构成.改变挡位就是改变电热丝连入电路的方式.研究发现:旋动开关,当转换开关在中挡位置时,发热功率为600W,这时只有一个电阻丝连人电路.那么,当转换开关分别处于高、低两挡位置时,其发热功率分别为______W和______W.
23.如图所示,是某种电热器的电路图,电源电压220V,R1、R2的阻值分别为11Ω、22Ω,通过旋转扇形开关S,接触不同触点,实现高、中、低三个档位的转换,电热器在低温工作时的电功率是______W,在高温档工作1min产生的热量是______J.
24.电灯正常工作时会发热发光,这是电流使电能转化为内能和光能.如果电灯在一段时间内消耗的电能为E1,电流做的功为W,转化的内能为E2,转化的光能为E3,那么E1、E2和E3三者的等量关系是______,功与能的关系是W=______.
25.一台线圈电阻为0.3Ω的电动机,接在12V的电源上时,通过电动机的电流为0.5A,在2min内电流产生的热量是______J,转化成的机械能是______J.
26.用如图(a)所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”.相同烧瓶内装满了煤油.
(1)烧瓶中装入的煤油是______(选填“导体”或“绝缘体”).
(2)请根据实物电路,在虚线框内画出对应的电路图.
(3)为达到实验目的,选用的两电阻丝R1与R2的阻值应______,通过R1的电流______通过R2的电流.
(4)通电一段时间后,乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大.说明______________________________.
(5)小红用如图(b)所示的装置,进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”.经多次实验测量,收集实验数据,绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流I的关系图象.根据焦耳定律可知,图丙中能正确反映h—I关系的是______.
A
B
C
【拓展】用Q=I2Rt可以计算电流通过任何用电器产生的热量,能用Q=UIt计算通过任何用电器产生的热量吗?请用实例说明原因._________________________________________________________________.
27.小金对玩具汽车的电动机很感兴趣,他拆下电动机,测得它的内阻为1.5Ω.为测量电动机工作时的电流,利用身边现有器材,设计了如图所示的电路(符号表示数值可读的变阻器).已知电源电压为12V,当变阻器的阻值为6Ω时,电压表的读数为3V.计算此时:
(1)通过电动机的电流;(2)电动机消耗的电功率.
四、能力提升
某型号电动机
ZGZ007
工作电压
220V
总功率
1100W
频率
50Hz
28.随着精准扶贫政策的落实,小红家正在新建楼房.她看到工人师傅用如图所示的装置,把220kg建筑材料提升到3楼地板上用时20s,楼层高3m,电动机的铭牌如下表,求:(1)装置中电动机正常工作时的电流.(2)拉力F所做的功.(3)该装置的效率.
6.3
1.A2.C3.D4.D5.D6.D7.B8.A9.C10.D
11.A12.AD
13.400、4000;
14.1×1010;
15.电熨斗、6×104;
16.热、121、1.2×105;
17.23976、900;
18.3.6×105、4.5×105、10;
19.电阻、108;
20.2.1×103、5分钟内(相同时间内)、时间;
21.0.5、减少;
22.1200、300;
23.2200、3.96×105;
24.E1=E2+E3、E1;
25.9、711;
26.(1)绝缘体;(2)略;(3)相同、小于;(4)电阻与通电时间相同时,通过导体的电流越大产生的热量越多;(5)A、不能,比如有电动机的电路,Q=UIt计算的是电动机消耗的总电能,大于电动机产生的电热;
27.(1)1.5A;(2)4.5W;
28.(1)5A;(2)1.32×104;(3)60%;