《電學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題復(fù)習(xí)》之四課件

焦耳定律復(fù)習(xí)電學(xué)實(shí)驗(yàn)專(zhuān)題復(fù)習(xí)

之四1課時(shí)授課教師：袁偉杰電功和電功率定義：公式：電功電流所做的功，用W表示。國(guó)際：焦耳，簡(jiǎn)稱(chēng)焦，用J表示W(wǎng)=UIt=Pt單位：電熱定義：測(cè)定電功率焦耳定律內(nèi)容電流在單位時(shí)間內(nèi)所做的功，用P表示。單位常用單位：千瓦時(shí)，用KW·h表示。換算關(guān)系：1KW·h=3.6×106J公式：國(guó)際：瓦特，簡(jiǎn)稱(chēng)瓦，用W表示。常用：千瓦，用KW表示。原理、電路圖、器材用電器的功率額定功率實(shí)際功率公式：Q=I2Rt

電熱的利用和防止換算：1KW=1000W

要點(diǎn)考點(diǎn)聚焦焦耳定律實(shí)驗(yàn)是電學(xué)的重要實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)運(yùn)用控制變量法，當(dāng)兩段電阻串聯(lián)時(shí)控制電流和通電時(shí)間相同，得出電流產(chǎn)生的熱量與電阻大小有關(guān)；當(dāng)兩電阻并聯(lián)時(shí)，控制電阻和通電時(shí)間相同，得出電流產(chǎn)生的熱量與電流大小有關(guān)。主要考查科學(xué)探究的方法和過(guò)程。通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究知道在電流一定時(shí)，導(dǎo)體消耗的電功率與導(dǎo)體的電阻成正比。常考點(diǎn)：（1）探究電流熱效應(yīng)的兩種方法——控制變量法和轉(zhuǎn)換法；（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)方案的評(píng)估。電與熱

導(dǎo)體中有電流通過(guò)的時(shí)候，導(dǎo)體要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置，統(tǒng)稱(chēng)為電熱器。

電流的熱效應(yīng)舉例生活中的電熱器電與熱——焦耳定律

燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，為什么電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)？電路中接入大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)，這是為什么？家庭電路中使用功率過(guò)大的用電器可能引起火災(zāi)都是電流熱效應(yīng)的結(jié)果提出問(wèn)題

電流通過(guò)電熱器產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)？做出猜想導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體中電流通電的時(shí)間實(shí)驗(yàn)方法控制變量法(轉(zhuǎn)換法）探究熱量與電阻的關(guān)系R1=10ΩR2=5Ω1:怎樣研究電熱器產(chǎn)生熱量與電阻大小的關(guān)系?控制電流和時(shí)間相同，電阻不同兩個(gè)電阻串聯(lián)時(shí)，可以保證通過(guò)它們的電流和時(shí)間相同；怎樣聯(lián)接？實(shí)驗(yàn)：焦耳定律控制煤油（空氣）質(zhì)量相等試驗(yàn)結(jié)論結(jié)論1:在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。探究熱量與電流的關(guān)系R1=R2=R3=10ΩI2

=

2I1R1R2R31:怎樣研究電熱器產(chǎn)生熱量與電流大小的關(guān)系?控制電阻和時(shí)間相同，電流不同實(shí)驗(yàn)：焦耳定律試驗(yàn)結(jié)論結(jié)論2:在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。試驗(yàn)結(jié)論結(jié)論1:在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論2:在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論3:在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。怎樣理解焦耳定律焦耳定律定量地描述了電能向熱能轉(zhuǎn)化的規(guī)律，用公式Q=I2Rt

來(lái)表示，適用于任何電路。在電流所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量時(shí)，焦耳定律可根據(jù)電功公式W=UIt和歐姆定律導(dǎo)出：Q=W=UIt=

，這里的條件是電功全部用來(lái)產(chǎn)生電熱，上述公式才成立，所以，它們只適用于純電阻電路。在純電阻電路中，在不同的情況下，選用不同的公式去解決問(wèn)題會(huì)更簡(jiǎn)便。初中物理中控制變量的實(shí)驗(yàn)1、研究弦樂(lè)的音調(diào)與弦的松緊、長(zhǎng)短和粗細(xì)的關(guān)系。2、研究蒸發(fā)快慢與溫度、表面積和表面氣流的關(guān)系。3、研究導(dǎo)體電阻大小跟導(dǎo)體的材料、長(zhǎng)度、橫截面積的關(guān)系。4、研究電流與電壓、電阻的關(guān)系。5、研究電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。6、研究電磁鐵的磁性與線圈的匝數(shù)和電流表的大小的關(guān)系。7、研究滑動(dòng)摩擦力與壓力和接觸面之間粗糙程度的關(guān)系。8、研究壓力的作用效果（壓強(qiáng)）與壓力和受力面積的關(guān)系。9、研究液體壓強(qiáng)與液體的密度和深度的關(guān)系。10、研究物體的動(dòng)能與質(zhì)量和速度的關(guān)系。11、研究物體的重力勢(shì)能與質(zhì)量和高度的關(guān)系。中考練習(xí)1、電烙鐵通電后熱得發(fā)燙，而跟電烙鐵連接的銅導(dǎo)線卻不怎么熱，這是因?yàn)?)A．電烙鐵通電后會(huì)發(fā)熱，而銅導(dǎo)線通電后不會(huì)產(chǎn)生熱量B．通過(guò)電烙鐵的電流大，而通過(guò)銅導(dǎo)線的電流小C．電烙鐵內(nèi)電熱絲的電阻比銅導(dǎo)線的電阻要大得多D．電烙鐵內(nèi)電熱絲的通電時(shí)間比銅導(dǎo)線長(zhǎng)C2、電爐的主要部件就是一段電阻絲。某型號(hào)的電爐其電阻絲的阻值約50Ω，在照明電路里正常工作時(shí)，通過(guò)電路的電流約

；30s產(chǎn)生的熱量大約

J。4.4A290403、下列家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是(

)A．筆記本電腦

B．電冰箱C．電風(fēng)扇

D．電暖器解析：筆記本電腦主要是將電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能；電冰箱和電風(fēng)扇中主要部件是電動(dòng)機(jī)，主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能；電暖器是利用電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的，D選項(xiàng)正確．4、有些家用電器在使用過(guò)程中，溫度過(guò)高會(huì)損壞電器，下列家用電器中要防止電熱產(chǎn)生危害的是()A．豆?jié){機(jī)B．電熱水器C．電熨斗D．電視機(jī)

D

5、兩個(gè)電熱器的電阻之比為4︰3，通過(guò)相同的電流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)____；若兩個(gè)電熱器的電阻相同，通過(guò)的電流強(qiáng)度為1︰3，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)_____。4︰31︰9

6、當(dāng)0.2安的電流通過(guò)一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過(guò)的電流增加到0.4安時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的(

)A、2倍B、4倍

C、0.25倍D、0.5倍B

7、兩根長(zhǎng)度相同，粗細(xì)不等的鎳鉻合金電阻絲，串聯(lián)以后接入電源兩端，在相同的時(shí)間內(nèi)電阻絲上的放熱情況是（）A、兩根一樣多B、粗的一根較多C、細(xì)的一根多D、缺少條件，無(wú)法判斷C8、某同學(xué)自制了一個(gè)“電熱驅(qū)蚊器”，它的發(fā)熱元件是一個(gè)阻值為1.0×104Ω的電阻.將這個(gè)電熱驅(qū)蚊器接在電源的兩端，當(dāng)電源兩端電壓為220V時(shí)，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量的______J.9、一個(gè)標(biāo)有“220V，500W”字樣的電加熱器(俗稱(chēng)“熱得快”)，正常工作20分鐘產(chǎn)生的熱量為_(kāi)_____焦.假若電加熱器放出的這些熱量全部被水吸收，在標(biāo)準(zhǔn)大氣壓下____(填“能”或“不能”)將質(zhì)量為2千克20℃的水加熱至沸騰.10、阻值為R的電熱絲接到電壓不變的電源上，3分鐘可以使一杯水燒開(kāi)，現(xiàn)換用阻值為2R的電阻，再接到此電源上，__分鐘可以使同樣的一杯水燒開(kāi).290.4不能6×105611、如圖9-3-5所示，a、b相同容器中分別裝有相同質(zhì)量的水，水中的電阻絲的阻值分別為R1和R2，且R1＜R2，則閉分開(kāi)關(guān)S后，a、b容器中水溫上升較快的是()A.a容器中的水B.b容器中的水C.a、b容器中的水溫上升的快慢一樣D.無(wú)法判斷B圖9-3-512、、在溫度是20℃的2400g的水里有一根阻值為10Ω的電阻絲.若通過(guò)這根電阻絲的電流是10A，需要多少時(shí)間才能把水加熱到95℃(假設(shè)電阻絲放出的熱量全部被水吸收)?【答案】756秒13、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟__________成正比，跟導(dǎo)體的____成正比，跟__________成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，數(shù)字表達(dá)式是_______.14、電熱器是利用電流的__效應(yīng)制成的，它的主要部件是______.電流流過(guò)電熱器所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生____.15、有兩根金屬電阻絲，電阻分別為5Ω和15Ω，將它們串聯(lián)后接在一個(gè)電源兩端，它們的電壓之比為_(kāi)____，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)_____；如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間，通過(guò)它們的電流之比為_(kāi)___，在相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)___.電流的平方電阻通電的時(shí)間Q=I2Rt熱發(fā)熱體熱量1∶31∶33∶13∶116、圖16是“探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與導(dǎo)體電阻關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩阻值分別為R和2R的電阻絲浸在相同質(zhì)量和相同初溫的煤油中，每一燒瓶里各插一支溫度計(jì)，則閉合開(kāi)關(guān)，經(jīng)過(guò)一段時(shí)間，兩電阻絲產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)

反映出來(lái)的；采用這種連接方式的目的是

。為什么選煤油而不選酒精做實(shí)驗(yàn)

。溫度計(jì)的示數(shù)變化控制電流相同煤油比熱小，實(shí)驗(yàn)效果顯著

17、為了探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)系，王軍設(shè)計(jì)了如圖19所示的甲、乙兩裝置。他將兩段阻值不同的電阻絲（R1<R2）分別密封在兩個(gè)完全相同的燒杯中，并通過(guò)短玻璃管與相同的氣球相連，兩次實(shí)驗(yàn)電源電壓不變。(l)甲裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與_______是否有關(guān)。(2)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中，電流產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)_______________體現(xiàn)出來(lái)的，像這種用能直接觀測(cè)的量來(lái)顯示不易直接觀測(cè)的量的方法叫“轉(zhuǎn)換法”。這種方法在物理學(xué)的研究中經(jīng)常用到，請(qǐng)你列舉一列__________________________________________________.(3)在裝置甲、乙的兩次實(shí)驗(yàn)中，比較相同時(shí)間里氣球A與C體積變化情況可探究電流產(chǎn)生的熱量與____________________有關(guān)。(4)若甲、乙兩裝置同時(shí)實(shí)驗(yàn)，在相同的通電時(shí)間里，A、B、C、D四個(gè)氣球脹大的程度從大到小的排列順序是__________________________。這一步是

實(shí)驗(yàn)（填“定性”或“定量”）。

(5)教材上的該實(shí)驗(yàn)裝置如圖20所示（燒瓶與圖l9中的相同）。比較圖19和圖20所示的兩個(gè)實(shí)驗(yàn)，你認(rèn)為較好的是圖________裝置，理由是：_________________________.電阻氣球脹的程度大小

用吸引大頭針個(gè)數(shù)多少觀察電磁鐵磁性強(qiáng)弱電流

C、D、B、A定性若選圖19，理由是：氣體熱脹冷縮效果比固液態(tài)更明顯，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更直觀，時(shí)間更短。若選圖20，理由是：用溫度計(jì)能較準(zhǔn)確地測(cè)出煤油的溫度變化，便于定量研究（只要敘述合理，均可得分）。18、小明和小玲想利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”。兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲是銅絲，電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大。溫度計(jì)顯示煤油的溫度。（1）這兩個(gè)燒瓶中所盛煤油的質(zhì)量應(yīng)該_______________.實(shí)驗(yàn)中把銅絲與鎳鉻合金絲串聯(lián)的目的________。這種實(shí)驗(yàn)方法是

。（2）小玲問(wèn)小明：“自來(lái)水比較容易獲得，干嘛不用水來(lái)代替煤油”。對(duì)于這個(gè)問(wèn)題，小明與他的同學(xué)給出了下列四種答案，你認(rèn)為合理的是（）A．因?yàn)闆](méi)有有顏色便于觀察B．因?yàn)槊河褪墙^緣體C．因?yàn)槊河陀斜容^小的密度D．因?yàn)槊河陀斜容^小的比熱（3）實(shí)驗(yàn)中，小明和小玲發(fā)現(xiàn)B燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù)升高得快。這表明：在電流和通電時(shí)間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越_______,產(chǎn)生的熱量越多。這一步是

實(shí)驗(yàn)（填“定性”或“定量”）。相等電流相等控制變量B、D大定性19、學(xué)習(xí)“焦耳定律”后小明想到兩個(gè)問(wèn)題：如果用兩種液體來(lái)做實(shí)驗(yàn)會(huì)怎樣?如果將兩個(gè)電阻并聯(lián)又會(huì)怎樣?于是他用一個(gè)電壓恒定的電源，兩個(gè)電加熱器等相關(guān)器材進(jìn)行探究，其中兩個(gè)電加熱器的電阻分別為R1、R2(R1<R2，不計(jì)熱量損失)。（1）請(qǐng)你幫小明完成這兩個(gè)問(wèn)題的探究。①他在兩個(gè)燒杯中分別放入質(zhì)地和初溫均相等的純水和煤油，圖14是他組成電路的一部分。通電一段時(shí)間后，電阻______(選填“R1”或“R2”)應(yīng)放出的熱量多。但小明卻發(fā)現(xiàn)甲杯中溫度升高得快．你認(rèn)為產(chǎn)生這種現(xiàn)象的原因是______。②待兩個(gè)電加熱器冷卻后，小明用剛才的實(shí)驗(yàn)器材組成了并聯(lián)電路，他在兩個(gè)燒杯中都更換成質(zhì)量和初溫相等的煤油，同時(shí)工作一段時(shí)間后，發(fā)現(xiàn)R1所在燒杯中的煤油溫度升高得快，這說(shuō)明當(dāng)______相同時(shí)，電阻越______，產(chǎn)生的熱量越多。(2)小明想到，生活中的一些大功率用電器．如電爐、空調(diào)等，在使用插座時(shí)，有時(shí)會(huì)燒壞插座，有經(jīng)驗(yàn)