16.4 科学探究：电流的热效应—沪科版九年级物理全一册导学案（word含答案）

16.4科学探究：电流的热效应沪科版九年级全一册导学案（带答案）
学习目标
掌握探究电流产热相关实验。
理解并运用焦耳定律
知识回顾：
电流做功的实质就是将电能转化成其他形式的能的过程，我们也知道当电流通过一段导体时，导体会发热。这个过程中是将电能转化成内能，这种现象又叫做电流的热效应
那么，电流产生热量的多少与哪些因素有关呢？
I：探究实验
猜想：电流产热多少可能与电流大小，电阻以及通电时间有关系
实验方法：控制变量法
测量工具：①停表，用来记录加热时间。②温度计：测量温度，整个实验中我们是通过观察温度计的示数变化来判断电流产热多少，这种实验方法称为转换法。
整个实验中我们用煤油来做实验是利用了煤油比热容小的特性，温度变化明显。
探究电流产热与时间的关系
保证电流大小和电阻不变，每间隔一段时间记录温度计的示数变化。
实验电路图
实验结论：对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，煤油的温度越高，表明电流产生的热量越多。
探究电流产生的热量与电阻大小的关系
保证电流和通电时间相同，电阻不同，因此我们要选用两个阻值不同的电阻，将两个电阻串联起来，保证电流相同。实验中两个玻璃瓶内的没有质量要相同，并且记录玻璃瓶内煤油的温度。
实验电路图
结论：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流产热越多。
探究电流产生的热量与电流大小的关系
实验中要保证电阻和通电时间相同，电流不同
实验电路图
甲 乙
乙装置中并联一个电阻是起到分流的作用，保证流过下面两个电阻的电流不同
实验结论：在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流产热越多
II：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。
公式：false
公式中电流I的单位是A，电阻R的单位Ω，时间t的单位是s
热量Q单位是J。
达标检测
1．在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量多，则（　　）
A．通过甲的电流一定比通过乙的电流大
B．甲两端的电压一定比乙两端的电压大
C．甲的电阻一定比乙大
D．甲消耗的电功率一定比乙消耗的电功率大
2．在探究电流产生的热量与什么因素有关时，小李设计了如图的实验装置．甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，里面各放有一根5Ω的电阻丝，其中乙容器将一个5Ω的电阻丝与容器内5Ω电阻丝并联，两个U型管中装有等量的水．把这个装置接入电源，利用这套装置可来探究电流产生热量（ ）
与电压的关系??????????????????B．与电阻的关系??????????????????
C．与电流的关系?????????????D．与电能的关系
3．甲、乙两个电热器的电阻之比为false，通电相同时间产生的热量之比为false，则通过甲、乙的电流之比为（　　）
A．false B．false C．false D．false
4．采用如图所示的装置，既可以探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，也可以比较水和煤油吸热升温的现象，则在这两个实验过程中，下列说法正确的是(　　)
A．都一定要控制液体的初温相同
B．都是通过温度计示数的变化来反映液体吸收热量的多少
C．都要控制所选烧瓶中液体的质量相等
D．都要控制所选烧瓶中电阻丝的阻值相等
5．如图是探究电流产生热量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，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化．下列说法正确的是（?? ）
A．甲实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系
B．甲实验通电一段时间后，左侧容器内空气吸收的热量更多
C．乙实验是为了研究电流产生的热量与电流的关系
D．乙实验通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的小
6．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
7．小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
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
8．一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈电阻为2false，线圈中电流为10 A。这台电动机正常工作1 s消耗的电能为W，产生的热量为Q，则
A．W=3 800 J，Q=200 J
B．W=3 800 J，Q=3 800 J
C．W=72 200 J，Q=200 J
D．W=72 200 J，Q=3 800 J
9．电熨斗是利用电流的__工作的。把一个电熨斗接入家庭电路使其正常工作，其电热丝的电阻为false，则该电熨斗在false内产生的热量为__false。电熨斗工作时热得发烫而导线却几乎不热，是因为电热丝的阻值__于连接导线的阻值。
10．一个标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为9V的电路中，为使其正常发光，应串联一个_____Ω的电阻，该电阻在10秒内产生的热量是_____J．
11．如图是电饭锅内部简化电路图，已知R0=55Ω，R1=1045Ω，当S接“1”时，电饭锅正常工作电路中电流是__A；当S接“2”时，通电1min产生的热量是__J。
12．将“6V 1.5W”灯泡L1和“6V 3W”灯泡L2按图甲电路连接，闭合开关，L1和L2均正常发光，则电路的总电阻R=______Ω。若改接在图乙电路中，闭合开关，L1正常发光，则电源2的电压U=______V，如果通电2min，灯泡L2产生的热量Q=______J（假设灯丝电阻不变）。
13．如图是两个电阻R1、R2的I-U图像，则R1、R2的阻值之比为________；若R1两端的电压为3V，通电2min时，则R1所产生的热量为________J；若将R1、R2串联接在某电源上，通过R1、R2的电流为0.3A，则电源电压为________V。
14．在探究影响电流热效应的因素的实验中：
(1)为了探究电流通过电阻产生的热量与电流的关系，小明设计了甲图装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，该实验通过比较______，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，下面的探究实例中，也是采用这种研究方法的是______；
A．探究电流与电压、电阻的关系
B．用总电阻表示同一段电路中串联的两个电阻
C．在探究影响动能大小因素的实验中，小车动能的大小通过木块移动的距离来比较
(2)小明先测量烧瓶内煤油的温度后，闭合开关，通电30 s再测量烧瓶内煤油的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据（见下表）：
实验次数
电流/A
通电时间/s
电阻/Ω
温度升高量/℃
1
0.3
30
10
1.5
2
0.6
30
10
6.0
由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流______，其产生的热量______；
(3)若要探究电流通过电阻产生热量与电阻的关系，可选择乙图中______（填A或B）烧瓶中的电阻与甲图中的烧瓶电阻______（填串联或并联）；（本题中，三个烧瓶中的液体质量相等）
(4)小明提议利用上述实验装置改做比较水和煤油比热容的大小的实验，则他应选择乙图中______（填A或B）烧瓶与甲图中的烧瓶并联，并将其中一烧瓶中的液体换成______。
15．如图甲是一种电热水龙头，图乙是它的内部电路图。旋转手柄可使扇形开关S同时依次接触两个相邻触点，从而控制水龙头流出的水位冷水、温水、或热水。已知R1、R2是电热丝，其中R2=55Ω，该电热水龙头的热效率为90%。已知水的比热容是4.2×103J/（kgfalse℃），求：
(1)当开关旋至与触点2、3接触时，电热水龙头正常工作42s将0.33kg的水从20℃加热到50℃，则水吸收了多少热量？
(2)当开关旋至与触点2、3接触，电热水龙头正常工作时的功率？
(3)当S旋到热水档时，电路中的总电流是多少？
16．小华家新买了一个电动吹风机，其简化电路如图所示，电源电压为220V。闭合S1时，电动机工作，吹风机吹冷风，电动机的功率为110W；再闭合S2，电动机与电热丝并联，吹风机吹热风，电路的总电流是4.5A．请你通过计算回答：
(1)吹冷风时电路中的电流是多少？
(2)电热丝的电阻是多少？
(3)吹热风时，10s内电热丝产生的热量是多少？
答案：
1．D 2．C 3．C 4．C 5．B 6．C 7．D 8．A
9．热效应 false 大
10．6 15
11．0.2 5.28×104
12．8 9 90
13．1∶2 216 4.5
14．温度计示数的变化 C 越大 越多 B 串联 A 等质量的水
15．(1)4.158×104J；(2)1.1×103W；(3)9A
16．(1) 0.5A；(2)55Ω；(3)8800J