18.4 焦耳定律-【帮课堂】2023-2024学年九年级物理全一册同步学与练（人教版）

第十八章 电功率 第4节 焦耳定律 学习目标 1.能通过生活实例，认识电流的热效应。 2.能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。 3.通过学习电热的利用和防止，学会辩证的看问题。 02 预习导学 一、焦耳定律： 1.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟 电流平方 成正比，跟导体的 电阻 成正比，跟 通电时间 成正比。 2.计算公式： （1）Q=I2Rt（适用于所有纯电阻电路）； （2）对于纯电阻电路可推导出： ①串联电路中常用公式：Q=I2Rt； 并联电路中常用公式： ②无论用电器串联或并联；计算在一定时间所产生的总热量常用公式： Q= Q1+Q2+…Qn ③思路点拨电灯、电炉等电热器问题时往往使用： 3.实验：研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关； 4.方法：根据煤油在玻璃管里上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少。 （1）实验采用煤油的目的：煤油比热容小，在相同条件下吸热温度升高的快； （2）应用：电热器；是利用 电流热效应 而制成的发热设备； 主要有烤箱、电炉、电热毯、电熨斗等。 5.电动机： （1）消耗的总电能时，用公式：W=UIt； （2）计算电动机产生的热：Q=I2Rt。 03 探究提升 知识点一：探究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关的实验 【探究重点】 【实验目的】研究电流通过导体产生的热量跟那些因素有关？ 【实验方法】控制变量法，转换法。 【实验原理】根据煤油在玻璃管里（温度计示数变化）上升的高度来判断电流通过电阻丝通电产生电热的多少 。 【实验器材】密闭容器两个、U形管两个、导线若干、不同阻值电阻丝若干、电源。 【实验步骤】 图1 图2 ①电流产生的热量与电阻的关系 如图1所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻比较大。 两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么? 【实验结论】在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 ②电流产生的热量与电流大小的关系 如图2所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么? 【实验结论】在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 【例题精讲】（2023•泰州）小华将电阻丝R1和R2（R1＞R2）分别浸没在质量和初温均相同的煤油中，按如图所示接入电路，开关闭合后，通过两电阻丝的 　　相等，根据温度计示数的变化可比较电阻丝产生 　　的多少，通电一段时间，发现甲瓶中温度计的示数上升 　　。 【巩固训练】（2023•北京）小京用如图所示的电路探究电流通过导体产生的热量与导体的电阻是否有关，其中两个烧瓶完全相同，瓶内装有质量和初温相同的煤油、相同的温度计A和B、阻值不等的电阻丝R1和R2。 （1）该实验采用串联电路可以控制 　　相同和 　　相同。 （2）闭合开关一段时间，两支温度计示数的变化量不相等，实验结论是：　　。 知识点二：焦耳定律 【探究重点】 1、使用焦耳定律公式进行计算时，公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路，与欧姆定律使用时的对应关系相同。当题目中出现几个物理量时，应将它们加上角码，以示区别。注意:W=Pt=UIt适用于所有电路，而只用于纯电阻电路(全部用于发热)。 2、在串联电路中，由于通过导体的电流相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成正比。具体比例关系为：；在并联电路中，由于导体两端的电压相等，通电时间也相等，根据焦耳定律可知电流通过导体产生的热量跟导体的电阻成反比。具体比例关系为： 【例题精讲】（2023•福建）下列利用电流热效应工作的用电器是（　　） A．电视机 B．电风扇 C．电脑 D．电炉 【巩固训练】（2023•仙桃）某款电热杯有高、中、低三挡，简化电路如图所示，S1、S2不能同时闭合，R1的阻值为2.5Ω。只闭合S3时，电路中的电流为2A。下列说法正确的是（　　） A．电源电压为10V B．只闭合S1、S3时，电热杯处于低温挡 C．只闭合S3时，电热杯工作1min产生的热量为600J D．加热100g水，水温由25℃升高到35℃，水吸收的热量为420J 0401 强化训练 1．（2023•滨湖区校级模拟）如图所示，甲、乙是两个完全相同的烧瓶，烧瓶内装有等质量的液体（液体未画出），电阻丝R甲、R乙分别浸没在两烧瓶的