人教版九年级全册第4节 焦耳定律教学设计

焦耳定律题型

选择题

1. 一幢楼的用电器全部使用时，电路中消耗的电功率是P，串联在干路里的保险丝每分钟产生的热量是Q，若只用部分用电器时，电路中消耗的电功率变成，这时保险丝每分钟产生的热量是（　　）

A.               B.         C. Q            D. 2Q

2.如图所示，电源电压恒定不变．闭合开关后，滑动变阻器的滑片P由b端移到某点c的过程中，电压表的示数由4V变为3V，电流表的示数由0.2A变为0.3A，由此可知（　　）
 

A. 电源电压为7V

B. R1的阻值为20Ω

C. 电路消耗的最小功率为1.2W

D. 滑片P在b端时，10秒内R1产生的热量为12J

3.如图电路，电源电压为12V且保持不变.闭合开关S，当滑片P置于变阻器的中点时，电压表的示数为4V；当滑片P置于变阻器的b端时，电压表的示数变化了2V，在10s内定值电阻R1产生的热量为36J.则下列结果正确的是（　　）
 

A. 电路中的最大电流为1A

B. 滑片P在中点时，10s内滑动变阻器R消耗的电能为60J

C. 滑动变阻器R先后两次消耗的电功率之比为8：1

D. R1先后两次消耗的电功率之比为16：9

4.如图所示，电源电压为12V且保持不变，小灯泡L的规格为“6V  3W”，滑动变阻器的最大阻值为12Ω，电流表的量程为0~3A，当开关S1、S2都断开时，小灯泡L恰能正常发光，则下列说法正确的是（　　）

A．R1的阻值为24Ω

B．当开关S1、S2都断开时，在10min内电流通过R1所产生的热量是30J

C．当开关S1、S2都闭合时，要使电流表能安全使用，变阻器接入电路的阻值不得小于6Ω

D．当开关S1、S2都闭合时，R2消耗的电功率的变化范围是12W~36W

5.如图所示电路，电源电压为6V，R1=10Ω，R2=20Ω，R3=5Ω，当闭合开关S1后，下列说法不正确的是（    ）

A.闭合开关S2、S3，通过R2的电流是0.24A

B.断开S2、S3，电路消耗的功率是2.4W

C.断开S2、闭合S3，R1两端的电压是6V

D.在相等的时间内闭合S2，S3时和断开S2、S3时电流通过R1产生的热量之比是9：4

填空题

1.一台小型电动机接在220V的电源上，已知线圈的电阻是10Ω，当输入电动机的电流是5A时，电动机的输入功率是          ；要使电动机的输出功率最大，应输入的电流是          ．

2.如图所示甲、乙两段实心铁导体的电阻值相等，甲导体比乙导体的长度和横截面积都小，将它们串联在电路中，通电一段时间后，甲、乙导体通过的电流I甲       I乙，产生的热量Q甲      Q乙，消耗的电功率P甲      P乙（填“>”、“=”或“<”）

3.某型号电饭煲有加热和保温功能，如下图甲所示为其内部电路原理图，当开关S接触点1时，该电饭煲处于         （填“保温”或“加热”）状态，如图乙是该电饭煲工作时电功率与时间的关系图像，则图中阴影部分面积表示的物理量是          ，其大小为         。

计算题

一、用电器的高、中、低温档的计算

1.小美家的卫生间里装有一种即热式电热水器，电热水器内部简化电路如图所示，R1和R2均为电热丝，下表为该电热水器的铭牌。求：

(1)电热丝R1的阻值；

(2)低温状态下电阻丝R2的功率；

(3)若电热水器连续工作15分钟消耗的电能为1.1千瓦时，请计算说明电热水器处于哪种工作状态？

2.苏泊尔智能型电饭锅，如图甲所示，有加热、保温、断电的功能。内部简化的电路如图乙所示，开关S可根据设定在“1”、“2”、“3”挡之间自动转换，某次煮饭时电功率与时间的关系如图丙所示。求：

(1)当开关在什么状态时，电饭锅为加热档；

(2)电阻R1的阻值；

(3)煮饭25min产生的总热量。

3.某电吹风的简化电路图如图所示，R1、R2是发热电阻丝，M是电动机，开关S1闭合后，S2接1、2时吹冷风，通过电动机的电流为0.2A：S2接2、3时吹温风，R1的阻值为110Ω，S2接3、4时吹热风，电吹风的总功率为1100W（包括电动机的功率），电源电压为220V。试求：

(1)吹冷风时，电动机的功率是多少？

(2)吹温风时，通过R1的电流是多少？1min电阻R1产生的热量是多少？

(3)吹热风时，5s内R2消耗的电能是多少？

4.如图甲为新型电饭锅，它能智能化地控制食物在不同时间段的温度，以得到最佳的营养和口感。小明了解到电饭锅的简化电路如图乙所示，R1和R2均为电热丝，S1和S2为温控开关，其中S2有A、B两个触点，可实现“高温”“中温”和“低温”三档的转换。当S1闭合，S2连接触点A时，处于高温档，高温功率1100W。已知R1=55Ω，问：

（1）处于高温档时电饭锅正常工作时电路中的总电流是多大？

（2）求电阻R2的阻值。

（3）当S1断开，S2连接触点B时，处于低温档，求此时电路的总功率。

（4）如图丙是在一次煮饭过程中电饭锅功率与时间的关系图像，求本次煮饭过程中电饭锅消耗的电能。

5.某电饭锅简化电路如图甲所示，R1和R2均为定值电热丝，S、S1为自动开关，煮饭时，把电饭锅接入220V电路中，电路中总电流随时间变化的图像如图乙所示。求：

（1）电饭锅工作时的最大功率和最小功率；

（2）电热丝R2的阻值；

（3）若电压降低，S1断开，这时电路中的电流始终为1A，10min内电饭锅产生的热量。

6.如图甲是某型号家用电热水壶内部的电路简化结构图，其中两电热丝阻值相同，均为R，有甲、乙、丙、丁四种不同的连接方式如图乙所示，该电热水壶加热有高温、中温、低温三档，中温档的额定功率为500W。

（1）求电阻R的大小;

（2）图中的哪一种连接方式电热水壶处于高温档?求高温档的额定功率;

（3）若某次电热水壶用高温档加热0.1h，耗电0.09kwh，通过计算判断此时电热水壶是否正常工作?

二、用电器、含电动机类型

1.近来网上热卖的空气炸锅，可以不用或少用油制作炸制食品。实际就是利用风扇将电热管产生的热量吹向食品进行加热，形象一点就是在锅里放了一台吹风机，用热风吹食物。其内部电路原理如图，相关参数如表。试求：

（1）热风加热时电路中的总电流；

（2）正常工作时电热管的电阻；

（3）图中电动机线圈的电阻为10Ω，1min内电流通过电动机线圈产生的热量。

2.电吹风是现代家庭的常用电器．如图所示是电吹风的电路原理图，R是电热丝，M是带动风扇转动的电动机，某电吹风的主要技术参数如表所示：

（1）当只闭合S1时，电吹风正常工作1min消耗的电能是多少J？
（2）当同时闭合S1、S2时，电吹风正常工作，通过R的电流为多大？（保留一位小数）
（3）当电吹风正常工作并且吹热风时，1min内电流通过R产生的热量是多少J？
 

三、比热容和焦耳定律综合

1."节能减排"是当今社会的主题，充分利用太阳能是当今社会发展的需要.太阳能热水器已经走进千家万户，如图所示是小王家的太阳能热水器，它在晴天利用太阳能集热，在阴雨连绵的天气，则用标有"220V 1000W"字样的电热水管对水加热，该太阳能热水器的容积为20L，求：
（1）该热水器电热管正常工作时的电阻；
（2）该热水器电热管正常工作10min产生的热量；
（3）如果用该电热管给水加热，在用电高峰期，该电热管的实际电压只有198V，加热效率为80%，忽略温度对加热管电阻的影响，将满箱水温度从15℃加热到96℃需要多长时间（水的比热容为4.2×103J/kg•℃）.
 

2.小明妈妈为奶奶买了一个电热足浴盆（如图所示），内部由加热系统和按摩系统两部分组成．加热系统的加热电阻额定电压为220V，额定功率605W．问：
（1）小明帮奶奶泡脚时，向足浴盆中加入6kg初温为20℃的水，加热系统的加热电阻正常工作15min将水加热到40℃，此加热过程中水吸收的热量是多少？消耗的电能是多少？[c水＝4.2×103J/（kg•℃）]
（2）当小明家的实际电压是200V时，加热电阻工作的实际功率是多少？
（3）足浴盆按摩系统中的电动机工作电压是12V（按摩系统将交流电压转换为12V），工作电流为4A，其电阻为0.5Ω，电动机工作中因发热损失的功率是多少？
 

3.CFXB型热水杯的原理如图所示，它有加热和保温两档，通过单刀双掷开关S进行调节，R0、R为电热丝。当开关S接加热档时，电路的功率为1000W，当开关S接保温档时，电路的总功率为44W，R0、R阻值恒定不变。

（1）在保温档正常工作时，电路中的电流是多少？

（2）电热丝R0、R的阻值多大？

（3）在一标准大气压下把一满壶水从30℃烧开需要14min，求这个热水壶的效率是多少？（C水=4.2x103J/（kg·℃））

四、电阻图像类

1.热敏电阻广泛应用于控制电路中，其阻值会随环境温度的改变而改变。图甲中，电流表允许通过的最大电流为0.02A，滑动变阻器R的铭牌上标有“200Ω 0.3A”字样，Rt为热敏电阻，其阻值随环境温度变化关系如图乙所示，闭合开关S，求：

(1)当环境温度为10℃、调节滑P使滑动变阻器接入电路的电阻为100Ω时，电路中电流为0.01A，求电源电压和Rt通电100s产生的热量Q。

(2)若环境温度为40℃时，要保证整个电路元件的安全，求滑动变阻器的阻值变化范围。

2.如图所示的电路中，只闭合S1时，通过R2的电流是1.5 A，R1＝30 Ω，R2＝20 Ω．求：

（1）电源电压是多大；

（2）只闭合S2时，通电20 s电流通过R1产生的电热是多少；

（3）使开关通断情况发生变化，整个电路消耗的最小电功率P和最大电功率P′之比是多少．

3.如图所示，电源电压为6V，定值电阻R1、R2的阻值分别为12Ω、18Ω。求：

（1）当S1闭合、S2接1时，通过R1的电流；

（2）当S1断开、S2接1时，通电1min，R2产生的热量；

（3）电路总功率的取值范围。