初中物++理焦耳定律+課件+物理人教版九年級全一冊

第4節(jié)焦耳定律欄目導航新知梳理分層訓練一、電流的熱效應電流通過導體時電能轉(zhuǎn)化成

能,這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。

二、焦耳定律1.“探究電流產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)”實驗(1)實驗方法:控制變量法和轉(zhuǎn)換法(用

或

反映電流產(chǎn)生熱量的多少)。

(2)實驗結(jié)論①電流相同、通電時間相同時,電阻越

,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。②電阻相同、通電時間相同時,通過一個電阻的電流越

,這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。

新知梳理內(nèi)U形管兩端液面高度差溫度計示數(shù)大大③電阻、電流相同時,通電時間越長,產(chǎn)生的熱量越

。

2.英國物理學家

做了大量實驗,于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟

,即焦耳定律:

,

.

,

。

3.焦耳定律公式為

。

(1)電流通過導體時,如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能,那么,電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的

,即

。

多焦耳電流、電阻和通電時間的關(guān)系電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比跟導體的電阻成正比跟通電時間成正比Q=I2Rt電能WQ=W=UIt(2)結(jié)合歐姆定律推導公式:

,

。

(3)若電能未全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能(W≠Q(mào)),則根據(jù)能量守恒列出等式解答即可。三、電熱的利用和防止1.利用電流熱效應工作的電器有

、

等。

2.有時對我們有害,需要減少電流導致的發(fā)熱,或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。如電腦主機的散熱孔和風扇。Q=UIt電熱毯電熱器分層訓練1.電流具有熱效應,學習了電流的熱效應后,下列關(guān)于電熱的幾個說法錯誤的是()A.電熱會燒毀電器元件,引發(fā)火災,有百害而無一利B.電流通過任何用電器都會或多或少地產(chǎn)生熱量C.因為電流過大產(chǎn)生電熱而燒壞局部電路,可用于整體電路的保護D.為防止電熱帶來的危害,要盡量減少電熱的產(chǎn)生,并考慮如何加快散熱A2.用如圖所示的實驗裝置探究“電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”。以下說法中不正確的是()A.觀察溫度計的示數(shù)比較電流產(chǎn)生的熱量B.該實驗裝置可以探究通電時間一定時,導體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系C.該實驗裝置還可以探究通電時間一定時,導體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系D.甲、乙兩瓶中可以裝質(zhì)量相同的不同液體D3.(2023湘潭)取口香糖錫紙,剪成如圖所示形狀,其中AB和CD段等長。戴好防護手套,將錫紙條(帶錫的一面)兩端連接電池正、負極,如圖所示,發(fā)現(xiàn)錫紙條很快開始冒煙、著火。下列分析正確的是()A.通過AB和CD段的電流不相等B.正常情況下,AB段會先著火C.AB和CD段的電壓相等D.AB和CD段的電阻相等B4.甲、乙兩電熱絲電阻之比為2∶3,通過的電流之比為3∶1,則相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為()A.2∶1 B.6∶1 C.1∶2 D.1∶65.(2023阜新)LED(發(fā)光二極管)燈的主要材料是

(選填“導體”“半導體”或“超導體”),此材料具有

性。家用電飯鍋的電阻絲

(選填“可以”或“不可以”)選用超導材料制作。

B半導體單向?qū)щ姴豢梢?.(2024昆明官渡區(qū)期末)為探究“電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小是否有關(guān)”,某興趣小組設計了如圖(甲)所示的串聯(lián)電路(其余元件未畫出),實驗時應該選擇電阻值大小

(選填“相同”或“不同”)的電熱絲,將電熱絲分別輕放在如圖(乙)所示的兩個完全相同的石蠟上,通電后,通過觀察

(填寫實驗現(xiàn)象),來反映電熱絲產(chǎn)生熱量的多少。不同石蠟熔化多少7.如圖(甲)所示,小燈泡的額定電壓為2.5V,開關(guān)閉合后,小燈泡正常發(fā)光,圖(乙)是通過定值電阻R和小燈泡L的電流與電壓關(guān)系圖象,則小燈泡正常發(fā)光時的電流為

A;通電10s定值電阻R產(chǎn)生的熱量為

J。

0.228.小蕾同學在研究“電流通過導體產(chǎn)生熱量的多少與電流、電阻是否有關(guān)”時,采用了如圖所示的實驗裝置,其中a、b、c、d四個相同的容器密閉著等量空氣,將1、2和3、4導線分別接到電源兩端。(1)實驗中通過觀察U形管中

來比較電流通過電阻絲產(chǎn)生熱量的多少,這種實驗方法叫

。

(2)裝置中的U形管

(選填“是”或“不是”)連通器。

(3)(甲)圖所示的裝置是用來研究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與

的關(guān)系,通電一段時間,

(選填“a”或“b”)容器中電流產(chǎn)生的熱量較多。

(4)(乙)圖所示的實驗裝置是用來研究電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量與

的關(guān)系,通過實驗可得出結(jié)論:

.

。

液面高度的變化轉(zhuǎn)換法不是電阻b電流在電阻和通電時間相同時,電流越大,產(chǎn)生的熱量越多9.(2023新疆)如圖所示,電路中電源電壓為3V,閉合開關(guān)S后,電流表A的示數(shù)為I=0.90A,電流表A1的示數(shù)為I1=0.60A。求:(1)通過電阻R2的電流。解析:(1)兩電阻并聯(lián),根據(jù)并聯(lián)電路的電流規(guī)律可得,通過電阻R2的電流I2=I-I1=0.90A-0.60A=0.30A。答案:(1)0.30A

(2)電阻R1、R2的阻值。(3)整個電路在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量。(3)該電路為純電阻電路,由焦耳定律可得,整個電路在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I2R總t=UIt=3V×0.90A×1×60s=162J。答案:(2)5Ω

10Ω

(3)162J10.(2024云大附中期末)(多選)如圖所示是研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實驗,容器內(nèi)密封著相同質(zhì)量的空氣,下列分析正確的是()A.該實驗裝置是利用U形管中液體的高度差變化來反映電阻絲放出熱量多少B.(甲)實驗通電后,通過左右兩電阻的電流之比為1∶2C.(乙)實驗是為了研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系D.(乙)實驗通電一段時間后,左右兩電阻發(fā)熱量之比為2∶1AC11.小杰和小芳在“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)系”的實驗中,在兩個透明容器中密封等量的空氣,各放置一段電阻絲,并連接一個裝水的U形管,通過U形管中水面的高度差來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少。裝置的密封性能良好,電源電壓為6V。(1)小杰根據(jù)圖(甲)觀察到的現(xiàn)象得到“在通電時間和電阻相同時,

,電阻產(chǎn)生的熱量越多”的結(jié)論。

電流越大(2)小芳猜想電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān),下列能支持她猜想的現(xiàn)象是

。A.正常工作時,“36V

54W”的燈泡比“12V

6W”的燈泡亮B.插線板上接入的用電器越多,導線越容易發(fā)熱C.電熨斗工作時發(fā)熱明顯,而與之相連的導線卻不怎么熱(3)為了驗證猜想,小芳選用了5Ω和100Ω的電阻絲進行實驗,如圖(乙)所示,請你用筆畫線把電路連接完整。閉合開關(guān),她發(fā)現(xiàn)較長時間后兩個U形管的高度差均不明顯,原因是

,請你提出改進辦法:

。

C答案:如圖所示電路中電流太小(或電阻太大或電壓太低)將100Ω的電阻絲換為阻值更小的電阻絲(或增大電源電壓)12.如圖是一電動機提升物體的示意圖,電源電壓為120V。電動機將一個質(zhì)量為50kg的物體1s內(nèi)勻速上提0.9m,電路中的電流為5A。(g取10N/kg)(1)求該電動機工作1s所產(chǎn)生的電熱。解析:(1)由題意可知,電動機1s消耗的電能W=UIt=120V×5A×1s

=600J,消耗的部分電能轉(zhuǎn)化成機械能對物體做功,所以轉(zhuǎn)化成的機械能W機=Gh=mgh=50kg×10N/kg×0.9m=450J,