九年級物理上冊15.4探究焦耳定律學(xué)案(含練習(xí))(新版)粵教滬版

九年級物理上冊15.4探究焦耳定律學(xué)案(含練習(xí))(新版)粵教滬版PAGEPAGE4。。。內(nèi)部文件，版權(quán)追溯15.4探究焦耳定律圖15－4－1一電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)．二探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)1．實驗器材：兩個錐形瓶(瓶內(nèi)裝等量煤油，瓶中兩根電阻絲R1、R2的電阻分別為5Ω、10Ω，瓶中插入溫度計)；滑動變阻器、導(dǎo)線、學(xué)(1)煤油的比熱容比水小，相同質(zhì)量的煤油和水比較，吸收相同的熱量，煤油溫度升高得多，用煤油做實驗效果更明顯．(2)實驗中要多測幾組數(shù)據(jù)，便于得出普遍規(guī)律．(3)實驗中通過溫度計示數(shù)的變化反映煤油吸熱的多少，這里應(yīng)用了轉(zhuǎn)換法．(4)研究電熱與電流、電阻和通電時間的關(guān)系，應(yīng)注意運(yùn)用控制變量法．三焦耳定律1．內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，跟______________成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟________________成正比．2．公式：________________．[拓展](1)在串聯(lián)電路中，電阻產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成正比，即eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(R1,R2).(2)在并聯(lián)電路中，電阻產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻成反比，即eq\f(Q1,Q2)＝eq\f(R2,R1).四電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制1．電流熱效應(yīng)在生活和生產(chǎn)中的應(yīng)用電飯煲、電熱壺、電熨斗、電暖器等都用到了電流的熱效應(yīng)．[明確]判斷用電器是否利用電流的熱效應(yīng)工作，主要看它消耗的電能是否主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能．2．電熱的控制裝風(fēng)扇和散熱窗等，是為了加快用電器的散熱．類型一電流的熱效應(yīng)例1如圖15－4－3所示的家用電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是()A．電暖器B．洗衣機(jī)C．電風(fēng)扇D．電視機(jī)圖15－4－3[方法指導(dǎo)]電流通過導(dǎo)體會產(chǎn)生熱量，但是對于不同的電路，消耗相同的電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是不同的，如電爐等電熱器，可以認(rèn)為電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但是對于電冰箱、電風(fēng)扇等用電器，只有少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。類型二電熱的影響因素例2如圖15－4－4所示的實驗裝置中，三個相同的燒瓶A、B、C內(nèi)部都盛有質(zhì)量和初溫均相等的液體，其中A、B燒瓶中裝的是煤油，C瓶中裝的是水，A、B、C瓶中電阻絲的阻值分別為RA、RB、RC，且RA＜RB＝RC.(假設(shè)實驗中沒有任何熱損失)圖15－4－4(1)小明用該裝置探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”，他應(yīng)該觀察比較________兩瓶中溫度計的示數(shù)變化情況，其中________瓶中的液體溫度升高得更快一些．(2)小紅用該裝置完成“比較水和煤油吸熱升溫的情況”的實驗，她應(yīng)該觀察比較________、C兩瓶中溫度計的示數(shù)變化情況，實驗中水和煤油吸熱的多少是通過________(選填“溫度計示數(shù)”或“加熱時間”)來反映的．該實驗中裝有________(選填“水”或“煤油”)的燒瓶中溫度計示數(shù)變化較大．[實驗點撥]解答時把握好實驗中的探究方法(1)轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用：通過溫度計的示數(shù)或U形管液面高度的變化反映產(chǎn)生電熱的多少．(2)控制變量法的應(yīng)用：在探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻的關(guān)系時，應(yīng)該控制通過不同的導(dǎo)體的電流相同、通電時間相同；探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過導(dǎo)體電流的關(guān)系時，應(yīng)該控制同一導(dǎo)體的通電時間相同，改變通過電流的大?。愋腿姛岬挠嬎憷?某校物理實踐活動小組在老師的指導(dǎo)下，組裝了一臺電動機(jī)．測知銅線圈的電阻為10Ω，在電壓為220V時測試，1min內(nèi)通過的電流為4A.(1)1min內(nèi)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量是多少焦？下面是小明同學(xué)關(guān)于此問題的解答過程．解：Q＝W＝UIt＝220V×4A×1×60s＝5.28×104J.答：該時間內(nèi)線圈產(chǎn)生的熱量是5.28×104J.上述解答過程是否正確？請你作出判斷并說明理由．(2)該電動機(jī)輸出的功率有多大？(不計機(jī)械摩擦等)要求寫出詳細(xì)的計算過程．[易混辨析](1)電熱計算的注意事項：在計算電熱時，若為純電阻電路，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時Q＝W，故可以利用Q＝I2Rt＝W＝Pt＝UIt＝eq\f(U2,R)t計算；若為非純電阻電路，電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，此時Q<W，即Q＝I2Rt<W＝Pt＝UIt，則只能利用Q＝I2Rt計算電熱．(2)混淆實際問題中的電功與電熱的原因在于不理解常用家用電器工作過程中能的轉(zhuǎn)化．如電動機(jī)工作時，將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能和內(nèi)能(此電路為非純電阻電路)，則有W＝W機(jī)＋Q，其中，電流通過電動機(jī)做功W＝UIt，電流通過線圈產(chǎn)生的熱量Q＝I2Rt，關(guān)系表達(dá)如下．[注意]當(dāng)電動機(jī)被卡住時，機(jī)械能為零，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電熱等于電功，此時歐姆定律I＝eq\f(U,R)成立．類型四電熱器多擋位問題例4如圖15－4－5所示為一臺兩擋式電熱水器的內(nèi)部簡化電路，S為溫控開關(guān)，當(dāng)S接a時電路中的電流為5A，當(dāng)S接b時電路的電功率為22W，求：(1)R1的電阻．(2)高溫?fù)鯐r電路的電功率．(3)在低溫?fù)豕ぷ?0min，電流通過R2產(chǎn)生的熱量．圖15－4－5[方法指導(dǎo)]電熱器多擋位問題該類型題目一般要從P＝eq\f(U2,R)入手，可知在電源電壓一定時，電阻越小，發(fā)熱功率越大，擋位越高．(1)串聯(lián)型的兩擋電熱器往往采用短路式：短路開關(guān)斷開時電阻串聯(lián)，電路中的電阻較大，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知，此時發(fā)熱功率較小，電熱器處于低溫?fù)?；短路開關(guān)閉合時，只有一個電阻接入電路，電路中的電阻較小，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知，此時發(fā)熱功率較大，電熱器處于高溫?fù)酰?2)并聯(lián)型的兩擋電熱器往往采用單一支路開關(guān)式：當(dāng)支路開關(guān)閉合時，兩電阻并聯(lián)，電路中的電阻較小，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知，此時發(fā)熱功率較大，電熱器處于高溫?fù)?；?dāng)支路開關(guān)斷開時，只有另一條支路上的電阻接入電路，電路中的電阻較大，根據(jù)P＝eq\f(U2,R)可知，此時發(fā)熱功率較小，電熱器處于低溫?fù)酰?/p>

課堂反饋(二十一)[探究焦耳定律]1.電熱器是利用電流的________工作的；在電飯鍋、電熨斗、電風(fēng)扇中，不屬于電熱器的是________．2．導(dǎo)體通過電流時會發(fā)熱，為了探究導(dǎo)體通電時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)，某實驗小組的同學(xué)用通電的電阻絲加熱質(zhì)量和初溫都相同的水，并將溫度計插入水中，觀察加熱后的水溫．三次實驗中通電時間相同，實驗過程及觀察到的現(xiàn)象如圖21－1所示，(a)、(b)兩圖中電流表指針?biāo)缚潭认嗤?，電阻絲的電阻R1＜R2.三次實驗溫度計的示數(shù)依次升高．請根據(jù)實驗現(xiàn)象及相關(guān)條件歸納得出初步結(jié)論．圖21－1(1)分析比較圖中(a)與(b)可得出的初步結(jié)論是________________________________________________________________________；(2)分析比較圖中(b)與(c)可得出的初步結(jié)論是________________________________________________________________________．3．電流流過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，跟電流的________成正比，跟導(dǎo)體的電阻成________，跟通電的________成正比，這個規(guī)律叫______________，它可以用公式表示為______________．熱量的國際單位是________．4．把一個電阻為44Ω的電爐接入電壓為220V的電路中，通電10min產(chǎn)生的熱量為________J