14.5焦耳定律课件2024-2025学年鲁科版（五四学制）九年级上册物理

第五节　焦耳定律 1 【A层 基础必会】 考点一　探究电流通过导体产生的热量和哪些因素有关 1.(2023·云南中考)实验小组在老师的指导下探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”。同学们在烧瓶内安装一根电阻丝,装入适量的煤油,插入一支温度计,设计了如图甲所示的电路。 (1)用笔画线代替导线,将图甲的电路连接完整。要求滑动变阻器的滑片向右移动时,电流表示数变大,且导线不交叉; 答: 1 (2)闭合开关后,发现电流表指针未偏转,经检查仅电阻丝R有故障,则电阻丝R _________(选填“短路”或“开路”)。排除故障后进行实验,实验中通过观察 _____________________来比较相同时间内不同电流产生热量的多少;  (3)调节滑动变阻器改变电流的大小,经过多次实验发现:电阻丝阻值和通电时间 一定时,电流I越大,通电导体产生的热量Q越多。小明猜想:当电阻和通电时间一 定时,Q可能与I成正比。随后在老师帮助下,实验小组测出了多组Q与I的数据。请 提出一种判断小明猜想是否正确的方法:__________________________________ __________________________________________________________;  　开路　 　温度计示数的变化　 　将测得的Q与I的数据描点画出Q-I图 象,若Q-I图象为过原点的一条直线,则Q与I成正比,否则不成正比　 1 (4)同学们进一步学习了解到:物理学家焦耳1840年就确定了当电阻和通电时间一 定时,电流产生的热量跟电流的二次方成正比的关系。生活中利用电热工作的家用 电器有___________(请举一例);  (5)若要探究电流通过导体产生的热量与电阻的关系,可选择图乙中______(选填“A” 或“B”)烧瓶中的电阻与图甲烧瓶中的电阻_______(选填“串”或“并”)联进行实验;  (6)本实验应用的研究方法有转换法和_____________法。  　电饭煲　 　B　 　串　 　控制变量　 1 考点二　焦耳定律及其应用 2.小明在一次野炊活动中,由于没带火柴,他将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看 作导体)接在干电池正负两极上,如图所示,锡箔纸较窄处就会先燃烧起来。这是 因为较窄处_________较大,根据_____________可知,相同时间内产生的热量较 多。  　电阻　 　焦耳定律　 1 3.某电炉丝电阻为100 Ω,通电10秒钟产生热量4×103 J,则通过电炉丝的电流是 ( ) A.2 A　　B.4 A　　C.20 A　　D.40 A A 1 4.如图所示的电路中,电源两端电压保持不变,电阻丝R1的阻值为10 Ω。当开关S闭合后,电压表的示数为2 V,电流表的示数为0.4 A。求: (1)通电10 s电阻丝R1产生的热量; 解:(1)闭合开关后,R1和R2串联,电流处处相等,通电10 s电阻丝R1产生的热量:Q=I2R1t= (0.4 A)2×10 Ω×10 s=16 J。 (2)通电1 min整个电路产生的热量。 解:(2)由I=得,R1两端的电压: U1=IR1=0.4 A×10 Ω=4 V, 根据串联电路电压规律可知,电源电压: U=U1+U2=4 V+2 V=6 V, 电路是纯电阻电路,整个电路1 min产生的热量:Q=W=UIt=6 V×0.4 A×60 s=144 J。 1 考点三　电热的利用和防止 5.下列生活中的用电器不是利用电热工作的是( ) A.电炉　 B.电熨斗　 C.电风扇　 D.电饭锅 6.下列情况中,属于防止电热危害的是 ( ) A.用电熨斗熨烫衣服　　 B.用电饭锅煮饭 C.冬天用电暖气取暖 D.电脑机箱内有小风扇 C D 1 易错点　不能正确辨别电功和电热的关系 7.现有一台电动机,当电动机两端加220 V电压时,通过电动机线圈的电流为50 A。 若已知该电动机线圈的电阻是0.4 Ω,通电1 min该电动机消耗____________J的电 能,线圈产生__________J的热量,该电动机正常工作时电能转化为机械能的效率 是___________。  　6.6×105　 　6×104　 　90.9%　 1 【B层 能力提升】 8.将规格都是“220 V　200 W”的电风扇、电视机和电烙铁,分别接入家庭电路中, 通电时间相同,下列有关电流通过它们谁产生热量最多的说法中,正确的是 ( ) A.电烙铁　B.电视机　C.电风扇　D.三者一样多 A 1 9. (2022·烟台中考)如图所示,电源电压不变,灯泡L标有“6 V　6 W”字样。闭合开 关S1,灯泡L正常发光,此时灯泡L的电阻为______Ω;再闭合开关S2,前后两次电流 表的示数之比为2∶3,则电阻R的阻值为_______Ω,电阻R在10 s内产生的热量为 _______J。  　6　 　12　 　30　 1 10.同学们在探究“电流通过导体产生的热量的多少与什么因素有关”,实验小组同学猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。 1 　　甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,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。 (1)选用___________组合,并将它们_______连接到电源两端进行实验,可以探究 电热与电阻的关系。实验时,_______(选填“甲”或“乙”)容器中U形管液面高度差 较大;  (2)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,可以探究电热与_________的关 系,其中15 Ω电阻的作用是_______________________________________;  (3)选用乙、丙组合,串联接到电源两端进行实验,发现乙装置U形管中液面无高度 差,丙装置U形管中液面有高度差,产生此现象的原因可能是乙装置_____________。  　甲、乙　 　串　 　甲　 　电流　 　使通过乙、丙容器中电阻的电流不相等　 电阻出现短路 1 11.(2023·娄底中考)如图甲是一款采用增压技术的挂烫机,简化电路如图乙,电源电压为220 V,R1、R2是电热丝,R1=55 Ω,R2=110 Ω。开关S接2、3时处于慢热挡;开关S接3、4时处于速热挡。求: (1)挂烫机慢热过程中,电路中的电流; 【解析】(1)由电路图可知,开关S接2、3时处于慢热挡,只有电热丝R1接入电路中,则电路中的电流为:I===4 A; (2)挂烫机慢热工作1 min,电热丝产生的热量; 【解析】(2)t=1 min=60 s,电热丝产生的热量为: Q=I2R1t=(4 A)2×55 Ω×60 s=5.28×104 J; 1 (3)挂烫机速热过程中的总电功率。 【解析】(3)开关S接3、4时处于速热挡,两电热丝并联, R1的电功率为:P1===880 W; R2的电功率为:P2===440 W; 挂烫机速热过程中的总电功率为: P=P1+P2=880 W+440 W=1 320 W。 1 【C层 素养培优】 12.如图所示,在甲、乙两地之间沿直线架设两条输电线,由甲地向乙地输电,两条 输电线总电阻为2 Ω,甲地电源的电压为220 V不变,线路电流为10 A,下列说法正 确的是 ( ) A.乙地用户用电器上的电压为220 V B.在100 s的时间内,输电线上产生的热量为4×105 J C.当乙地用户消耗的总功率增大时,用户用电器上的电压也增大 D.当乙地用户消耗的总功率增大时,相同时间内输电线上产生的热量增多 点思路:关键是考虑导线的分压作用,再结合欧姆定律和焦耳定律解题。 D 1 本课结束 1 $$