6.3.焦耳定律课件 2023--2024学年教科版九年级物理上册

第六章　 电功率 3.焦耳定律 第六章　电功率 3.焦耳定律 知识点 1　电流的热效应及其影响因素 1.(教材素材题)如图6-3-1所示,将钉子垂直穿过橡胶塞,选一条金属丝,两端分别绕在钉子的尖端,装好后放入玻璃瓶内。当电流通过时,金属丝快速发热并变红,很快就烧掉了。这种 　　　　能转化为　　　　　能的现象叫做电流的热 效应。  电 图6-3-1 内 知识要点分类练 2.实验探究:影响电流热效应的因素。如图6-3-2甲所示,三个相同玻璃瓶中封闭着等量的空气,橡胶瓶盖上插着有红色液柱的细玻璃管。瓶中三根电热丝的电阻关系是R1=R2<R3。 (1)在图甲中电热 丝放出热量的多 少是通过 　　　　　　　 　　　来反映的。   图6-3-2 玻璃管内液柱的高度变化 知识要点分类练 (2)若想探究电流产生的热量与电阻的关系,应选择阻值 　　　　(选填“相同”或“不相同”)的两根电热丝,通过 　　　　联来控制通过两电热丝的电流相同、通电时间相同。  不相同 串 知识要点分类练 (3)如图乙所示的两个电路(U1≠U2),可以探究 (　　) A.电流产生的热量与电流的关系 B.电流产生的热量与通电时间的关系 C.电流产生的热量与电阻的关系 AB 知识要点分类练 (4)为使实验效果更明显,玻璃瓶内装等体积的　　　　(选填“空气”或“煤油”)更好,原因是 　 。(已知空 气的比热容小于煤油,空气的密度小于煤油) 空气 等体积的空气和煤油,空气的质量小,且空气的比热容小,吸收相同的热量,空气的温度升高得多,实验现象明显 知识要点分类练 知识点 2　焦耳定律 3.关于电流通过导体时产生的热量,以下说法正确的是(　　) A.根据Q=I2Rt可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 B.根据Q=t可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少 C.根据Q=UIt可知,相同时间内,电流通过导体产生的热量与电阻无关 D.根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 D 知识要点分类练 4.某电热器的电阻是10 Ω,通过它的电流为2 A,1 min内产生的热量是　　　　J,若电流变为原来的2倍,则相同时间内产生的热量变为原来的　　　　倍。  2400 4 知识要点分类练 知识点 3　电流热效应的利用与危害 5.(教材素材题)下列实例中,能防止电热危害的是(　　) A.供取暖用的电褥子 B.高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置 C.收音机、电视机的机壳上有许多小孔 D.孵化家禽的电热孵化器 C 知识要点分类练 6.(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 D 知识要点分类练 7.(2023青岛改编)(多选)某品牌电热水壶,容积为2 L,接在220 V的家庭电路中正常工作时,功率为1800 W。它正常工作245 s,可将体积为2 L、温度为20 ℃的水加热到70 ℃。下列分析正确的是[c水=4.2×103 J/(kg·℃)](　　) A.电热水壶正常工作时的电流约为0.12 A B.电热水壶正常工作时电热丝的阻值约为26.9 Ω C.电热水壶整个过程消耗的电能是4.41×105 J D.电热水壶中的水吸收的热量为4.2×105 J BCD 规律方法综合练 8.某同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时,采用如图6-3-3甲所示的实验装置。 (1)实验中是通过观察两个U形管中　　 　　的变化,来比较电流通过导体产生热量的多少的。  液面高度 图6-3-3 规律方法综合练 (2)在图甲实验中,若通电一段时间后,发现B玻璃管内液面上升较高,这表明:在电流相同、通电时间相同的情况下,导体的　　　　越大,产生的热量越多。  电阻 规律方法综合练 (3)图乙装置是用来研究电流通过导体产生的热量与 　　　　的关系的,由图中的实验现象可以得到的结论是:在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过导体的　 越大,产生的热量越多。  电流 电流 规律方法综合练 [实验拓展] (4)图乙装置中的电阻R3主要起　　　　作用。  (5)让图乙装置冷却到初始状态,然后把右侧并联的两根电阻丝R2、R3都放入密闭容器中,通电一段时间后,可观察到 　　　　(选填“A”或“B”)玻璃管内液面上升较高。  A 分流 规律方法综合练 9.(2023辽宁)如图6-3-4甲所示为一款电热中药壶,其简化电路图如图乙所示,它有急火和文火两种工作状态,由温控开关S1自动控制,文火时的电功率为220 W。R1和R2均为发热电阻,且R2的阻值为123.2 Ω。求:[c中药取4.0×103 J/(kg·℃)] (1)电热中药壶在文火状态下的电流。 (2)将3 kg中药从20 ℃加热至100 ℃, 中药吸收的热量。 (3)若不计热量损失,用急火完成(2)中的加热过程所用的时间。 图6-3-4 规律方法综合练 【答案】(1)由P=UI可得,电热中药壶在文火状态下的电流: I文火===1 A。 (2)中药吸收的热量: Q吸=cmΔt=4.0×103 J/(kg·℃)×3 kg× (100 ℃-20 ℃)=9.6×105 J。 规律方法综合练 (3)当开关S闭合、S1接b时,R1与R2串联,电路的总电阻最大,由P=可知,电热中药壶消耗的电功率最小,为文火状态, 由P=可得,电路总电阻:R总===220 Ω, 则R1的阻值:R1=R总-R2=220 Ω-123.2 Ω=96.8 Ω; 当开关S1接a时,电热中药壶为急火状态,此时功率为 P急火===500 W, 规律方法综合练 不计热量损失,W=Q吸=9.6×105 J, 由P=可得,加热过程所用的时间: t===1920 s。 规律方法综合练 10.[跨学科实践](2023扬州)学习电学知识后,小芳把裸铜线分别在两个削尖的铅笔芯上绕几圈,使笔尖刚好接触,如图6-3-5所示,接上9 V的电源,接触点出现了明亮的电火花,这是因为铅笔尖接触处的　　　　　　;若让电火花更亮些,方法是　　　　 　　　　, 原理是　　　　。  图6-3-5 电阻较大 增大电源的电压(或把铅笔尖削得更细) Q=I2Rt 创新情境拓展练 相关解析 6.D　[解析] 电视机主要把电能转化为光能与声能,不是利用电流热效应工作的,故A不符合题意; 电风扇工作时主要把电能转化为机械能,不是利用电流热效应工作的,故B不符合题意; 电脑工作时主要把电能转化为光能和声能,不是利用电流热效应工作的,故C不符合题意; 电炉工作时把电能转化为内能,是利用电流的热效应工作的,故D符合题意。 7.BCD　[解析] 由P=UI可知,电热水壶正常工作时的电流: I==≈8.18 A,故A错误; 由P=可知,电热水壶正常工作时电热丝的阻值: R==≈26.9 Ω,故B正确; 由P=可知,电热水壶整个过程消耗的电能: W=Pt=1800 W×245 s=4.41×105 J,故C正确; 水的体积V=2 L=2 dm3=2×10-3 m3,由ρ=可知,水的质量: m=ρV=1.0×103 kg/m3×2×10-3 m3=2 kg, 电热水壶中的水吸收的热量:Q吸=cmΔt温=4.2× 103 J/(kg·℃)×2 kg×(70 ℃-20 ℃)=4.2×105 J,故D正确。 10. [解析] 由于削尖的铅笔芯横截面积较小,相同长度时,电阻较大,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间不变时,电阻越大,产生的热量越多,所以接上9 V的电源,接触点出现了明亮的电火花;若让电火花更亮些,应在相同时间内使笔尖放出更多的热量,因此可以增大电源的电压来增大电流,或者把铅笔尖削的更尖些来增大电阻,实验原理是焦耳定律即Q=I2Rt。 $$