初二升初三物理暑假銜接名補教案——焦耳定律（教師版）

1、.初三上冊物理名補教案目的進(jìn)步班 名師培優(yōu)精講【教學(xué)標(biāo)題】 焦耳定律【教學(xué)目的】1、知道電流的熱效應(yīng)；2、理解焦耳定律，知道電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少與哪些因素有關(guān)；【教學(xué)重點】1、 純電阻與非純電阻的區(qū)分；2、 電熱與電功的區(qū)別?！窘虒W(xué)難點】1、非純電阻的能量轉(zhuǎn)化過程掌握。【進(jìn)門得分】1. 接在電路中的兩個用電器，電功率大的CA消耗的電能一定多 B通過的電流一定大C電流做功一定快 D兩端的電壓一定大2.多項選擇小華等幾個同學(xué)在實驗室中看到有兩只外形一樣的燈泡，銘牌標(biāo)注如下圖。下面列出了他們在討論中的幾種說法，其中正確的選項是ACDA兩燈都正常發(fā)光時，通過它們的電流相等B兩燈串聯(lián)在電壓適宜的電

2、源上時，只有一盞燈能正常發(fā)光C兩燈并聯(lián)在6V的電源上時，“6V6W燈消耗的功率比較大D兩燈串聯(lián)在9V的電源上時，“12V12W燈消耗的功率比較大3.如下圖的電路中，電源電壓保持不變，R為定值電阻，當(dāng)開關(guān)閉合時，標(biāo)有“8V 8W的小燈泡L恰好正常發(fā)光；假設(shè)保持定值電阻R不變，將L換成另一只標(biāo)有“8V 4W的小燈泡，閉合開關(guān)后，小燈泡工作時消耗的實際功率AA大于4W B等于4W C小于4W D無法確定4. 額定電壓一樣的甲、乙兩只白熾燈，串聯(lián)后接入某電路，甲燈比乙燈亮。那么以下說法中正確的選項是DA甲燈的額定功率和實際功率都比乙燈大 B甲燈的額定功率大，實際功率小C甲燈的額定功

3、率和實際功率都比乙燈小 D甲燈的額定功率小，實際功率大【教學(xué)內(nèi)容】要點一 、電流的熱效應(yīng)1定義：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2影響電流的熱效應(yīng)大小的因素：導(dǎo)體通電時，產(chǎn)生熱的多少與電流的大小、導(dǎo)體電阻的大小和通電時間有關(guān)。通電時間越長，電流越大，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。要點詮釋：電流通過導(dǎo)體時，電流的熱效應(yīng)總是存在的。這是因為導(dǎo)體都有電阻。導(dǎo)體通電時，由于要抑制導(dǎo)體對電流的阻礙作用，所以要消耗電能，這時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。假如導(dǎo)體的電阻為零，電流通過導(dǎo)體時，不需要把電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這時電能在導(dǎo)體中傳輸時也不會因發(fā)熱而損失。3. 探究影響電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的因素1電

4、流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系如圖18.4-2所示，兩個透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化。兩個密閉容器中都有一段電阻絲，右邊容器中的電阻比較大。 兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，通過兩段電阻絲的電流一樣。通電一定時間后，比較兩個U形管中液面高度的變化。你看到的現(xiàn)象說明了什么? 實驗說明：在電流一樣、通電時間一樣的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。2電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系如圖18.4-3所示，兩個密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個容器的外部，將一個電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，因此通過兩容器中電阻的電流不同。在通電時間一樣的情況下，觀察兩個U

5、形管中液面高度的變化。你看到的現(xiàn)象說明了什么? 實驗說明：在電阻一樣、通電時間一樣的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。要點二、焦耳定律1內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟電阻成正比，跟通電時間成正比。這個規(guī)律叫焦耳定律。2公式：Q=I2Rt要點詮釋：焦耳定律的另外兩個表達(dá)式:1. 從公式我們能看出，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量受電流的影響最大。2. 在應(yīng)用焦耳定律的表達(dá)式來解決問題時，應(yīng)該根據(jù)詳細(xì)情況進(jìn)展分析選用，例如，當(dāng)幾個導(dǎo)體串聯(lián)起來時，由于通過導(dǎo)體的電流相等，通電時間也相等，應(yīng)用表達(dá)式分析，此時導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻R成正比；當(dāng)幾個導(dǎo)體并聯(lián)起來時，由于加在

6、導(dǎo)體兩端的電壓相等，通電時間也相等，應(yīng)用表達(dá)式分析，此時導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻成反比。3. 幾個公式的比較電功 電功率 焦耳定律 適用范圍 根本公式 W=UIt 普遍適用 導(dǎo)出公式 純電阻電路W=Q 4. 只有在純電阻電路中可以用電功公式計算電熱。因為在純電阻電路中，電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，此時電功等于電熱，即W=Q。而在非純電阻電路中，電流所做的功只有一部分用來產(chǎn)生熱量，如電動機工作時，既產(chǎn)生熱量又產(chǎn)活力械能，電功等于熱量與機械能之和，即W>Q，故此時就不能用電功的公式來計算電熱了。要點三、電熱的利用和防止 1. 電熱的利用:日常消費、生活中會經(jīng)常用到電熱，如家用的熱水器、電飯煲等，

7、這些都是用電來加熱的設(shè)備，叫電熱器。要點詮釋：這些用電器的共同特點就是利用電流做功，將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，使我們獲得需要的熱量。有些電器通電時也能產(chǎn)生熱量，但是由于不是用電來加熱的，所以不能叫電熱器如電視機、電腦等。2. 電熱的危害:很多情況下，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，并不是我們需要的，這時電能白白消耗掉了，有時還會引起事故甚至災(zāi)害，所以要想方法阻止電熱的產(chǎn)生。要點詮釋：我們說的電熱的危害是對于我們的需要來說的，假如產(chǎn)生的熱量是我們需要的，那對我們是有利的，反之就是有害的，如:電視機在工作時產(chǎn)生的熱量，在正常觀看時是有害的，但當(dāng)電視機長時間不用時，我們可以利用電熱來驅(qū)潮，這時的電熱是有利的。電熱

8、器在工作時產(chǎn)生的熱量假如過多，也會帶來危害，所以我們在正常使用電能產(chǎn)生的熱量時，也要注意平安。【過手練習(xí)】類型一、根底知識1、電爐中的電阻絲通電一段時間后變得很燙，而連接電爐的導(dǎo)線卻不怎么熱，主要是因為DA通電導(dǎo)線的電流小于通過電阻絲的電流 B導(dǎo)線的絕緣皮隔熱 C導(dǎo)線散熱比電阻絲快 D導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電阻絲的電阻，導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量很少舉一反三：【變式】某導(dǎo)體通過1A的電流時，在某一段時間內(nèi)放出的熱量是4J，假如通過它的電流增加到2A，在一樣的時間內(nèi)放出的熱量是B8J 16J 32J D.64J2、小明利用如下圖的裝置，探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少與電阻大小的關(guān)系：在兩個一樣的燒瓶中盛著質(zhì)量

9、和溫度都一樣的煤油，煤油中都浸泡著一段金屬絲，甲燒瓶中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，乙燒瓶中的電阻絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大。1通電一段時間后，小明發(fā)現(xiàn)_乙_燒瓶中溫度計的示數(shù)大，說明其它條件一樣時，導(dǎo)體的電阻越 _大_，產(chǎn)生的熱量越多。2本實驗使用了控制變量的科學(xué)方法：通過兩金屬絲串聯(lián)的方式，控制_電流_和_通電時間_一樣；還使用了轉(zhuǎn)換的科學(xué)方法：把導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少轉(zhuǎn)換為_煤油升高的溫度_。為了保證這種轉(zhuǎn)換的科學(xué)性，實驗中采取的措施是_燒瓶應(yīng)密封_。3小明想把該裝置改成探究物質(zhì)吸熱才能的實驗裝置，那么他應(yīng)將其中一個燒瓶中的煤油換成_質(zhì)量_一樣的水，將甲燒瓶中的銅絲換成與乙燒瓶中鎳鉻合金絲的_

10、阻值_相等的鎳鉻合金絲，并將兩個燒瓶中的金屬絲做絕緣處理。類型二、知識運用3、電動機是將電能轉(zhuǎn)化成機械能的機器，但由于線圈內(nèi)部有電阻，所以同時還有一部分電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。假設(shè)一臺玩具電動機接在6V的電源兩端，使其正常轉(zhuǎn)動時，通過電動機中的電流為0.3A；短暫地卡住電動機轉(zhuǎn)動軸，使其不能轉(zhuǎn)動，通過電動機中的電流為3A。那么這臺電動機線圈的電阻為_2_，正常轉(zhuǎn)動時的效率是_90%_。舉一反三：【變式】假如電視機，電烙鐵和電風(fēng)扇上都標(biāo)有“220V，60W的字樣，它們都在額定電壓下，工作一樣的時間，三個用電器產(chǎn)生的熱量是 BA電視機最多 B電烙鐵最多 C電風(fēng)扇最多 D一樣多 4、一只額定電壓為U的電熱水

11、壺，將它接入電壓為U的電路中，燒開一壺水所用的時間為t1；假如用這只電熱水壺在一樣條件下燒開同樣一壺水所用的時間為t2，那么此時所接入電路兩端的電壓U為 。舉一反三：【變式】兩根阻值一樣的電阻絲，分別串聯(lián)和并聯(lián)后接在同一電源上，燒開同一壺水所用的時間分別為t1和t2，比較它們大小時，有B A.t2>t1 B.t1>t2 C.t1=t2 D.條件不夠，無法斷定?！就卣褂?xùn)練】一、填空題1.某工廠開發(fā)研制了一種高、中、低三擋家用電火鍋，觀察其內(nèi)部構(gòu)造發(fā)現(xiàn)是由兩個一樣的發(fā)熱電阻絲構(gòu)成。改變擋位就是改變電熱絲連入電路的方式。研究發(fā)現(xiàn)：旋動開關(guān)，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)在中擋位置時，發(fā)熱功率為600W，這時

12、只有一個電阻絲連入電路。那么，當(dāng)轉(zhuǎn)換開關(guān)分別處于高、低兩擋位置時，其發(fā)熱功率分別為_1200_W和_300_W。2.“電熱驅(qū)蚊器是利用電流的_熱_ 效應(yīng)工作的，發(fā)熱元件是一個阻值為1000的電阻，接在220V電路中通電100s產(chǎn)生的熱量為_4840_J。3.前幾年，廣闊農(nóng)村地區(qū)進(jìn)展了供電線路的改造，改造的內(nèi)容之一就是把電線換成更粗的，使它的電阻_變小_，電流在導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量_減少_。4.兩個一樣的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根電阻絲，甲瓶中的電阻絲比乙瓶中的電阻絲電阻大，兩根電阻絲串聯(lián)后產(chǎn)生的熱量使甲瓶中煤油溫度上升得快，這說明當(dāng)_電流_和_通電時間_一定時，電阻越大，電流產(chǎn)生的電熱越多，當(dāng)增

13、大電路中電流時，會發(fā)如今一樣時間內(nèi)甲、乙兩瓶中煤油的溫度上升得更高，這說明當(dāng)_電阻和通電時間_一定時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。5.圖為“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)的實驗裝置。將阻值分別為5和10的電熱絲R1和R2，按如圖方式接入電壓為3V的電路中，那么電流通過 R2 選填“R1或“R2電熱絲產(chǎn)生的熱量多；通電l0min，R2產(chǎn)生的熱量是 240 J。【出門檢測】二、選擇題6.以下用電器利用了電流的熱效應(yīng)來工作的是DA電風(fēng)扇 B電鈴 C洗衣機 D電熱毯7. 照明電路中的白熾燈的燈絲往往在以下哪種情況下最容易燒斷BA長時間通電 B通電一瞬間C斷電一瞬間 D燈座發(fā)生短路時8. 電爐中的

14、電阻絲通電一段時間后變得很燙，而連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，主要是CA通過導(dǎo)線的電流小于通過電阻絲的電流 B導(dǎo)線的絕熱皮隔熱 C導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電阻絲的電阻 D導(dǎo)線散熱比電阻絲快 9.關(guān)于電熱以下說法正確的選項是D A.電熱對我們總是有利的B.電熱對我們總是不利的C.電視機工作過程中沒有產(chǎn)生電熱D.電冰箱不是利用電流熱效應(yīng)原理制成的10一個電爐的電爐絲去掉原長的，那么如今的發(fā)熱功率是原來的D A. B. C.3倍 D.倍11.以下說法正確的選項是D A.鎳鉻合金絲的電阻一定比銅絲的電阻大B.當(dāng)電阻阻值增大時，它的發(fā)熱功率也增大C.不管兩個電阻絲怎樣連接，在一樣的時間內(nèi)總是電阻大的放出的熱量多D.假設(shè)

15、用電器把電能全部轉(zhuǎn)化為熱，那么成立。12.用甲、乙兩個電熱器分別給兩杯條件一樣的水加熱，加熱一樣的時間，假設(shè)用甲加熱的那杯水比用乙加熱的那杯水先沸騰，那么說明 D A.甲的電阻比乙的電阻大 B.甲兩端的電壓比乙兩端的電壓大C.通過甲的電流比通過乙的電流大 D.甲的發(fā)熱功率比乙的發(fā)熱功率大13.以下用來防止電熱危害的物體是D A.供取暖用的電熱毯 B.引爆炸藥的電熱裝置C.電熨斗的金屬處殼 D.電視機的散熱窗【課后作業(yè)】三、實驗與計算14.下面是小宇同學(xué)在實驗室中研究電流產(chǎn)生的熱量多少跟哪些因素有關(guān)的實驗記錄，有不完好的地方，請你幫他填寫完好。課題：研究電流產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān).裝置及原

16、理：我們組的同學(xué)組裝了如下圖的實驗裝置，在兩個一樣的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的阻值比乙瓶中的大，通電后電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量使煤油溫度升高，體積膨脹，煤油在玻璃管里上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，煤油上升的高度_大_。 實驗過程：接通電路一段時間，比較兩瓶中的煤油哪個上升得高，實驗結(jié)果是：_甲_瓶中的煤油上升得高。這說明，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。在兩玻璃管中的液柱降回原來的高度后，調(diào)節(jié)滑動變阻器，使電流增大，重做上述實驗，通電時間與前次一樣。在兩次實驗中，比較甲瓶或乙瓶中的煤油哪次上升得高。實驗結(jié)果：在第二次實驗中，瓶中煤油上升得較_高_(dá)。這說明，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。實驗說明，通電時間越長，瓶中煤油上升得越高，電流產(chǎn)生的熱量越 _多_。我們小組的同學(xué)一起對實驗現(xiàn)象進(jìn)展歸納分析，找到了電流產(chǎn)生熱量的多少與_電阻_、_電流_、_通電時間_等因素有關(guān)。15. 如下圖，電動機M的線圈電阻為0.5。當(dāng)S斷開時，電流表讀數(shù)為0.4A；當(dāng)S閉合時，電流表讀數(shù)為2.4A，求：1電阻R為多大？2電動機工作5min，電動機線圈產(chǎn)生了多少熱量？3電動機的機械功率為多大？解答：1當(dāng)S斷開時，電路為R的簡單電路，電流表測通過R的電流，由I=U/R可得，電阻R的阻值：R=U/IR =10V/0.4A=25；2當(dāng)S