15.4 探究焦耳定律课件---2024-2025学年物理沪粤版九年级上册

15.4　探究焦耳定律 第1课时　探究焦耳定律 基础过关 能力提升 创新挑战(冲A+) 基础过关 【考点一】探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关 1.实验桌上有满足实验要求的电源一个、开关一个、导线若干以及如图所示的 两个完全相同的保温烧瓶。烧瓶内装有完全相同的温度计、阻值不变的电阻丝 R1、R2以及初温相同的液体。小阳利用上述实验器材设计实验证明通电导体放 出的热量与哪些因素有关?下列说法中正确的是 ( ) A.实验中电阻丝R1和R2的阻值不相等 B.实验中甲、乙烧瓶中液体的质量相等 C.不可以将甲、乙装置中的电阻丝并联完成该实验 D.该实验中可以用液体升高的温度反映吸收热量的多少 B 2.某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关系” 时,可供选用的器材有:6 V电源、5 Ω的发热电阻两只、10 Ω的发热电阻两只、 量程合适的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、水、酒精、煤油、开关、导线 若干。 (1)他们设计了图甲和图乙所示的两个方案,本实验应该选用图________所示方案;  (2)所选方案中两发热电阻的阻值应______,两个烧瓶内的液体应为质量______的 ______种类的液体;(均选填“相同”或“不同”) 　甲　 不同 相同 相同 2.某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关 系”时,可供选用的器材有:6 V电源、5 Ω的发热电阻两只、10 Ω的发热电阻两只、 量程合适的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、水、酒精、煤油、开关、导线 若干。 (3)已知比热容的大小为c水>c酒精>c煤油,为了缩短实验时间,应选用的液体是 __________。  　煤油　 2.某物理学习小组进行“探究电流相同时通电导体产生热量的多少跟电阻的关 系”时,可供选用的器材有:6 V电源、5 Ω的发热电阻两只、10 Ω的发热电阻两只、 量程合适的温度计两支、规格相同的烧瓶两只、水、酒精、煤油、开关、导线 若干。 (4)实验小组认为图甲和图乙所示两个方案均可行,为了让两种液体相同时间内 吸收的热量相同,不论选择哪种方案,两发热电阻的阻值应__________(选填“相同” 或“不同”)。  　相同　 【考点二】改变教材实验装置 3.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,老师设计了如图 所示甲、乙两组实验装置。 (1)实验中通过观察U形管中____________的变化来比较电流通过电阻丝产生热量 的多少; (2)利用图________(选填“甲”或“乙”)装置可探究电流产生的热量与电流大小的 关系;  　乙　 液面高度差 3.为了探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”,老师设计了如图 所示甲、乙两组实验装置。 (3)生活中我们发现:电炉丝通过导线接到电路中,电炉丝热得发红,而导线却几乎 不发热。其中图________(选填“甲”或“乙”)装置能够解释这一现象;  (4)图乙装置通电一段时间,__________(选填“左瓶”或“右瓶”)内的电阻丝产生的 热量多。  　甲　 　左瓶　 4.如图是探究“电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置。 通电前,两个U形管内的液面相平,通电一定时间后,通过R1、R2的电流分别为 I1、I2,则下列说法正确的是 ( ) A.I1=I2, A管中的液面比B管中的液面低 B.I1=I2, A管中的液面比B管中的液面高 C.I1>I2, A管中的液面比B管中的液面低 D.I1>I2, A管中的液面比B管中的液面高 D 能力提升 5.(多选)如图所示,两个透明容器中密闭着等量的空气,A、B两U形管内的液面 相平,电阻丝的电阻R1=R2=R3。小明用图示装置进行实验,探究电流通过导体时 产生的热量Q跟什么因素有关,下列说法正确的是 (　 　) A.此实验在探究电热量Q与电阻R是否有关 B.通过R1的电流和通过R2的电流大小相等 C.电阻R1两端的电压高于R2两端的电压 D.通电后,A管的液面将会比B管的液面高 C、D 6.(2023·广东模拟)同学们用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与 电流的关系”。他们分别将两段电阻丝R1和R2密封在完全相同的烧瓶中,再给R1 所在的烧瓶外并联一个电阻R,烧瓶中盛有等量的煤油,温度计显示煤油的温度。 (1)烧瓶中装入的煤油是____________(选填“导体”或“绝缘体”)。  (2)实验时液体选煤油而未选水的理由是煤油的____________比水小。  (3)为达到实验目的,选用两段电阻丝R1和R2的阻值应__________(选填“相同”或 “不相同”),电阻R的作用是__________________________________。  (4)通电一段时间后,乙烧瓶中温度计液柱的上升高度较大,说明____________ ____________________。 　绝缘体　 　比热容　 　相同　 　使通过电阻丝R1和R2的电流不同　 乙烧瓶中的 电阻丝产生的热量多 6.(2023·广东模拟)同学们用如图甲所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与 电流的关系”。他们分别将两段电阻丝R1和R2密封在完全相同的烧瓶中,再给R1所 在的烧瓶外并联一个电阻R,烧瓶中盛有等量的煤油,温度计显示煤油的温度。 (5)进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”,经多次实验测量,收集实 验数据,根据焦耳定律可知,图乙中能正确反映h-I大致关系的是_______。  　A　 7.某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作 了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质 保温材料包裹。 (1)采用优质保温材料的目的是减少实验过程中__________的散失;  (2)保持水的质量和电流不变,换用不同阻值的电阻丝R,记录水温变化ΔT和通电时间t的 数据,整理部分数据并绘制图像如图乙; 根据上述实验,可以得出结论:________________________________________________ ______________________;  创新挑战(冲A+) 　热量　 　当电流和通电时间一定时,电流通过导体产生的热量 跟导体的电阻成正比　 7.某兴趣小组在研究“电阻丝产生的热量与电阻、电流及通电时间的定量关系”时,制作了如图甲所示的实验装置:有机玻璃盒内装有电阻丝、水和电子温度计,盒外采用优质保温材料包裹。 (3)保持水的质量、电阻和通电时间不变,改变电流大小,相关数据整理如表所示; 请分析表中数据,并将表中所缺的数据补上。 电流I/A 0.2 0.3 0.4 0.5 0.6 升高的温度ΔT/ ℃ 0.4 0.9 ____ 2.5 3.6 1.6 第2课时　焦耳定律 基础过关 能力提升 创新挑战(冲A+) 基础过关 【考点一】　焦耳定律的应用 1.如图所示,小明在课前展示了一盏自制的“铅笔芯电灯”。他将8节1号电池串联 起来做电源,用两条铝箔纸条做导线,拿一根2B自动铅笔芯穿过铝箔纸条,架在烧 杯口处。戴上绝缘隔热手套,将铝箔纸条的两端连接在电源的正负极上,稍等一 会儿,小小的铅笔芯竟然热得发光,而与它相连的铝箔纸条却不怎么热。产生这 种现象的原因是( ) A.铅笔芯的通电时间长 B.铅笔芯的电阻大 C.通过铅笔芯的电流大 D.通过铅笔芯的电流小 B 2.将规格都是“220 V　150 W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别 接入家庭电路中,正常工作相同时间,以下说法正确的是 ( ) A.三个用电器均将电能全部转化为内能 B.电烙铁消耗电能最快 C.三个用电器消耗的电能一样多 D.三个用电器产生的热量相等 3.(2024·南宁一模)下列家用电器中利用电流的热效应工作的是 ( ) A.电风扇 B.电视机 C.电饭锅 D.吸油烟机 C C 【考点二】焦耳定律公式的应用 4.如图为远距离输电示意图,I为输电电流,r为输电线总电阻,U为用户端的电压, 则因输电线发热而损耗的电能为(t为通电时间) ( ) A.I2rt B.t C.UIt D.UIt+I2rt A 5.(2024·阜阳一模)如图甲所示是今年流行的一款电暖鞋,图乙是电暖鞋发热的 简化电路图,已知电源电压恒为6 V,电热丝R为6 Ω,闭合开关S,10 s内电热丝产生 的热量为________J。  　60　 6.(2024·芜湖市一模)随着科技的进步,人们开始使用无人机喷洒农药,如图所示, 该无人机有4个旋翼,每个旋翼通过的电流为2 A,额定电压为15 V,电动机线圈的 电阻为2 Ω。则该无人机正常工作10 s,输出的机械能为_________J。  　880　 7.若R1∶R2=3∶5,R1与R2串联后接入电路中,则在相同时间内它们产生的热量之 比Q1∶Q2=__________;若将R1与R2并联后接入电路中,则在相同时间内它们产生的 热量之比Q1∶Q2=__________。  　3∶5　 　5∶3　 【考点三】电流热效应的应用与控制 8.(多选)(2023·桂林期末)下列家用电器,主要利用电流热效应工作的是 (　 　) A.电热水壶 B.电冰箱 C.电视机 D.电饭煲 9.下列措施中,属于利用电流热效应工作的是 ( ) A.电视机的后盖有很多孔 B.电熨斗通电后发热可以熨平衣物 C.与空调器相连的导线很粗 D.电脑的主机中安装微型风扇 A、D B 能力提升 10.如图所示的四个电路中,电源电压U相同,R1<R2,相同时间内整个电路产生的 总热量由大到小的顺序是 ( ) A.丁、甲、乙、丙 B.丁、丙、乙、甲 C.甲、乙、丙、丁 D.丙、乙、甲、丁 A 11.某款家用电炖盅有“加热”和“保温”两个挡位,如图是其简化的电路图,R1= 55 Ω,R2=165 Ω。开关S闭合后,电炖盅的旋钮开关处于图示位置时是__________ 挡位,电炖盅在该挡位工作10 min产生的热量是_____________J。  　保温　 　1.32×105　 12.(2024·贵港期末)如图所示,图甲为某电饭锅的实物图,图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1为总开关,S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220 V的电路中,已知R2的阻值为550 Ω,加热挡功率为880 W,求: (1)电饭锅处于加热挡时的电流; 解:(1)由题可知,电饭锅的加热挡功率P加=880 W, 由P=UI可知,电饭锅在处于加热挡时的电流: I===4 A; 12.(2024·贵港期末)如图所示,图甲为某电饭锅的实物图,图乙为其电路原理图,R1和R2为电阻不变的电热丝,S1为总开关,S2为温控开关。该电饭锅可以通过S1、S2两个开关的断开与闭合实现加热、保温两个挡位的变化。将电饭锅接入电源电压为220 V的电路中,已知R2的阻值为550 Ω,加热挡功率为880 W,求: (2)电饭锅处于加热挡时,持续工作10 min消耗的电能; 解: (2)电饭锅处于加热挡时, 持续工作10 min消耗的电能 W=P加t=880 W×10×60 s=5.28×105 J; (3)电饭锅保温挡的功率。 解: (3)由图乙可知,当开关S1闭合,S2断开时,R1、R2串联,根据串联电路的电阻特点可知,此时电路中的总电阻最大,由P=可知,电路中的总功率最小,电饭锅处于保温挡;当开关S1、S2都闭合时,只有R1工作,电路中的总电阻最小,总功率最大,电饭锅处于加热挡;由P=可知,R1的阻值:R1===55 Ω; R1、R2的串联总电阻:R=R1+R2=55 Ω+550 Ω=605 Ω, 由P=可知电饭锅保温挡的功率P保===80 W。 创新挑战(冲A+) 13.(2024·西安二模)如图甲所示是具有高温和低温功率的煎锅,图乙是其内部简化电路图,R1、R2均为电热丝。当开关S1和S2均闭合时,煎锅的功率为968 W;仅闭合开关S1时,煎锅的工作电流为2 A。求: (1)当开关S1和S2均闭合时,煎锅处于__________(选填“高温”或“低温”)挡;  【解析】(1)当开关S1和S2均闭合时,煎锅处于高温挡。 答案:(1)高温　 　高温　 13.(2024·西安二模)如图甲所示是具有高温和低温功率的煎锅,图乙是其内部简化电路图,R1、R2均为电热丝。当开关S1和S2均闭合时,煎锅的功率为968 W;仅闭合开关S1时,煎锅的工作电流为2 A。求: (2)高温挡时,煎锅的工作电流; 【解析】(2)高温挡时,根据P=UI可得此时煎锅的工作电流为I高===4.4 A。 答案: (2)4.4 A　 13.(2024·西安二模)如图甲所示是具有高温和低温功率的煎锅,图乙是其内部简化电路图,R1、R2均为电热丝。当开关S1和S2均闭合时,煎锅的功率为968 W;仅闭合开关S1时,煎锅的工作电流为2 A。求: (3)电阻丝R2的阻值; 【解析】(3)由I=可知,R1的阻值:R1===50 Ω; R1、R2的串联总电阻:R===110 Ω, 根据串联电路的电阻特点可知,R2的阻值:R2=R-R1=110 Ω-50 Ω=60 Ω; 答案: (3)60 Ω　 13.(2024·西安二模)如图甲所示是具有高温和低温功率的煎锅,图乙是其内部简化电路图,R1、R2均为电热丝。当开关S1和S2均闭合时,煎锅的功率为968 W;仅闭合开关S1时,煎锅的工作电流为2 A。求: (4)低温挡时,煎锅工作5 min电阻丝R1产生的热量。 【解析】(4)低温挡时,煎锅工作5 min电阻丝R1产生的热量: Q=R1t=(2 A)2×50 Ω×5×60 s=6×104 J。 答案: (4)6×104 J 本课结束 $$