18.4　焦耳定律.课件- 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

第4节　焦耳定律 物理 九年级全册 人教版 1．(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 电流的热效应 D 2．圆圆同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时采用了如图所示的实验装置。将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的盒内，盒内封闭一定量的空气，图乙中另取5 Ω电阻在盒外与盒内电阻并联。 (1)实验中通过观察U形管中____________来比较电流通过电阻丝产生的热量的多少。 (2)如图甲所示的装置用来探究电流通过电阻丝产生的热量与_______的关系，若实验准确无误，通电一段时间后，图中____(填“左”或“右”)侧液面高度差较大。 (3)如图乙所示的装置是为了探究电流产生热量与_______(填“电流”或“电阻”)大小的关系，若实验准确无误，则闭合开关后，会发现____(填“左”或“右”)侧液面的高度差更大。 (4)图乙中并联一个5 Ω电阻的作用是______________________________。 (5)该实验采取的探究方法：一是_____________；二是转换法。 液面高度差 电阻 右 电流 左 使通过R3和R4的电流不相等 控制变量法 3．用公式Q＝I2Rt计算电流产生的热量，这个公式适用于(　 　) A．仅电炉 B．仅电风扇 C．仅电视机 D．任何用电器 4．(2023·贵阳月考)下列连接方式中，闭合开关后，在相同时间内虚线框里的电阻丝产生的总热量最少的是(　 　) 焦耳定律 D C 5．某导体的电阻为5 Ω，通过它的电流为0.2 A，30 s内电阻产生的热量为____J。如果电流增大到原来的2倍，那么在30 s内电阻产生的热量为______J。 6 24 6．在炎热的夏天，电视机连续使用较长时间后，要停一会儿，但如果长期停止使用，隔一段时间要通电一次。前者是为了____________________，后者是为了_______________。 避免电热造成危害 电热的利用和防止 利用电热驱潮 7．某电动机接在电压为220 V的电路中工作时，通过的电流为4 A。如果电动机线圈电阻为4 Ω，则每分钟消耗的电能为_________J，产生的热量为_______J。 52 800 非纯电阻电路中的电功和电热 3 840 一、选择题 8．甲、乙两电热丝电阻之比为2∶3，通过的电流之比为3∶1，则相同时间内产生的热量之比为(　 　)　　　　　　　　　　　　　　 A．2∶1 B．6∶1 C．1∶2 D．1∶6 9．(多选)家用洗衣机的主要部件是电动机，若一台洗衣机在220 V电路中正常工作时通过的电流为2 A，每分钟产生的热量为960 J，则下列说法中正确的是 ( 　 　) A．电动机的功率为440 W B．电动机线圈的电阻为110 Ω C．电动机的发热功率为16 W D．电动机每分钟做的机械功为25 440 J B ACD a 432 三、简答题 11．(2024·贵州一模)小区宣传栏中有一段描述：“楼道停放电动车，夺命只需100秒，电动车短路产生火花后30秒出现明火，3分钟火焰温度达到1 200度……”。请你用所学的物理知识解释电动车短路后产生火花的原因。 答：蓄电池短路时电流过大，根据Q＝W＝UIt，较短的时间内产生过多的热量将导线及其周围物质加热达到着火点产生火花。 【易错警示】 纯电阻电路中，电能全部转化为电热，Q＝W，计算电热可用公式Q＝UIt、Q＝ eq \f(U2,R) t；非纯电阻电路中，电能没有全部转化为电热，Q＜W，计算电功只能用W＝UIt，计算电热只能用Q＝I2Rt。 【名题引路】 如图所示，电源电压不变，先闭合开关S1，电流表示数为0.1 A，再闭合开关S2，电流表示数增加到0.3 A，则R1、R2两端电压之比为________，R1、R2电阻值之比为________，若电阻R1＝10 Ω，通电1 min电阻R2产生的热量为________J。 解析：闭合开关S1，电路为只有R1的简单电路，电流表示数为0.1 A，即通过电阻R1的电流为0.1 A，再闭合开关S2，两电阻并联，电流表测量干路电流，电流表示数增加到0.3 A，即干路电流为0.3 A，因为并联电路支路电压等于电源电压，故R1、R2两端电压之比为1∶1；并联电路各支路互不影响，所以闭合S2时，通过R1的电流不变，所以通过R2的电流为：I2＝I－I1＝0.3 A－0.1 A＝0.2 A，R1、R2电阻值之比为： eq \f(R1,R2) ＝ eq \f(I2,I1) ＝ eq \f(0.2 A,0.1 A) ＝ eq \f(2,1) ；电阻R1＝10 Ω，则电阻R2＝5 Ω，通电1 min电阻R2产生的热量为：Q＝I22R2t＝(0.2 A)2×5 Ω×60 s＝12 J。 答案：1∶1；2∶1；12。 二、填空题 10．(2023·成都)小强同学利用家庭实验室中的器材，设计了一个可调节功率的简易“电饭锅”，如图所示，电源电压为6 V，电阻丝R1＝5 Ω，R2＝15 Ω，a、b是两个触点。闭合开关S，当开关S1接通触点____时，“电饭锅”的功率更大。将R2接入电路工作3 min产生的热量是________J。 四、计算题 12．(2023·遵义三模)如图所示，当闭合开关S、S1时，电压表的示数为12 V；当只闭合S、断开S1时，电压表的示数为8 V，已知电阻R1的阻值为40 Ω，电源电压保持不变。求： (1)闭合开关S、S1时通过电路的电流。 (2)电阻R2的阻值。 (3)当S闭合、S1断开时，通电1 min电流 通过R2产生的热量。 解：(1)当闭合开关S、S1时，电路为R1的简单电路，电压表测电源电压，则电源电压U＝12 V，通过电路的电流：I1＝ eq \f(U,R1) ＝ eq \f(12 V,40 Ω) ＝0.3 A。 (2)只闭合S，断开S1时，R1与R2串联，电压表测R1两端的电压，因串联电路中各处的电流相等，所以，此时电路中的电流：I＝ eq \f(U1,R1) ＝ eq \f(8 V,40 Ω) ＝0.2 A，因串联电路中总电压等于各分电压之和，所以，R2两端的电压：U2＝U－U1＝12 V－8 V＝4 V，则电阻R2的阻值：R2＝ eq \f(U2,I) ＝ eq \f(4 V,0.2 A) ＝20 Ω。 (3)当S闭合，S1断开时，通电1 min电流通过R2产生的热量：Q2＝I2R2t＝(0.2 A)2×20 Ω×60 s＝48 J。　 $$