物理九年级上册15.4 探究焦耳定律教学设计

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1．电流通过导体，导体会________的现象，叫做电流的热效应。
2．探究通电导体放出热量时，当电流和通电时间一定时，导体的电阻越大，产生的热量就________；当电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量就________；电阻和电流一定时，通电时间越长， 产生的热量________。
3．电流流过导体时产生的热量，跟________的平方成正比，跟导体的________成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。公式为________。
4．在纯电阻电路中，电流做的功全部用来产生热量，即Q＝W，结合欧姆定律可推出计算电热的推导式：Q＝W＝Pt＝UIt＝________＝________。
5．电热在生活中被广泛地利用，举出你家里利用电热的家用电器：__________、__________、______________；但有时也要防止电热带来的危害，如电视的后盖上有很多孔，是为了______________。
1．小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。
(1)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容________(填“大于”或“小于”)水的比热容。(2)闭合开关，通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快，由此得出的实验结论是______________________________________________________________。
通过导体的电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
(3)移动滑动变阻器滑片，继续观察，要使煤油的温度升高得更快，那么滑动变阻器滑片应向________(填“A”或“B”)端移动。(4)此实验中采用串联电路主要是利用了________的物理学研究方法。
2．【中考·盘锦】如图所示实验装置，可以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，若通过R1的电流是1 A，10 s内电流通过电阻R2产生的热量是________J。
【答案】电流；12.5　
3．近年来，我国城乡许多地区进行了供电线路改造。改造的内容之一就是把电线换成更粗的，使它的电阻______，电流在导线上产生的热量__________。在线路改造时，还把电能表换成额定电流更大的，改造后家庭中可以使用的用电器总功率将________。
4．【2020•南宁】下列家用电器主要利用电流的热效应工作的是(　　)A．电饭锅 B．电冰箱C．电视机 D．电风扇
5．【2020•娄底】下列事例，属于防止电流热效应产生危害的是(　　)A．养鸡场使用电热孵化器孵小鸡B．家里使用电热水壶烧水C．小明妈妈用电熨斗熨衣服D．电脑温度过高时，及时启动风扇，给电脑降温
6．【模拟·青岛】甲、乙两个电热器的电阻之比为5∶4，通过的电流之比为2∶1，通电时间之比为1∶2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为(　　)A．5∶4 B．5∶2 C．2∶5 D．10∶1
7．电炉丝断了，去掉后，仍然接在原来的电源两端，则在相同时间内产生的热量与原来产生的热量之比为(　　)A．5∶4 B．1∶5C．5∶1 D．4∶5
8．【中考·哈尔滨】在探究“影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是__________________ 。如图所示，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，电源电压3 V，则通电10 s电流通过R1、R2产生热量之比为________。
【答案】电阻和通电时间；1∶2
9.【模拟·淮北】如图所示，电源电压恒为12 V，闭合开关S，当滑动变阻器的阻值为10 Ω时，电压表的示数为8 V，此时电动机正常工作，若电动机内部线圈的电阻为2 Ω，则通电5 min电动机的工作效率约为________。
10．【中考·杭州】如图是一电动机提升物体的示意图，电源电压为120 V。电动机将一个质量为50 kg的物体1 s内匀速上提0.9 m，电路中的电流为5 A。(g取10 N/kg)(1)求该电动机工作1 s所产生的电热。
解：由题意可知电动机工作1 s消耗的电能： W＝UIt＝120 V×5 A×1 s＝600 J，消耗的电能转化成机械能和内能转化成的机械能： W机＝Gh＝mgh＝50 kg×10 N/ kg×0.9 m＝450 J，所以转化成的内能，即产生电热：Q＝ W－ W机＝600 J－450 J＝150 J。
(2)求电动机线圈的阻值。
(3)当该重物上升到一定高度时，电动机的转子突然被卡住，这种情况下电动机容易烧坏，为什么？
解：电动机被卡住时，电动机可看成是纯电阻电路，通过电动机的电流增大，将电能全部转化为内能，电动机温度升高，所以容易烧坏。
11．【中考·威海】火锅是人们比较喜欢的一种饮食方式，如图为小明家使用的一款电火锅工作电路的原理图。它有高、中、低三个加热挡位，旋钮开关可以分别置于“0和1”、“1和2”、“2和3”或“3和4”接线柱。正常工作时，低温挡功率为高温挡功率的 ，R1为242 Ω，R2为60.5 Ω。(忽略温度对电阻的影响)
(1)请指出开关置于什么接线柱时，火锅处于低温挡？
解：当旋钮开关置于“1和2”接线柱时，火锅处于低温挡
(2)R3的阻值是多少欧姆？电火锅处于低温挡正常工作时，在1分钟内产生的热量是多少焦耳？
(3)小明关闭家中的其他用电器，只让电火锅独立工作，用高温挡加热汤汁2分钟，电能表的表盘转了81转。请通过计算判断此时电火锅是否正常工作？[电能表的铭牌上标有3 000 r/(kW·h)]