15.4　探究焦耳定律---2024-2025学年 初中物理沪粤版九年级上册

第十五章　电能与电功率 15.4　探究焦耳定律 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 目录 自主梳理 课堂训练 课标内容 1 2 3 自主梳理 课堂训练 课标内容 4 课后作业 课后作业 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 让学习变的简单 课标内容 自主梳理 课堂训练 课标内容 课后作业 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 内容要求 3.4.6　通过实验，了解焦耳定律。能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。 情境素材 讨论分析金属丝通电后发热过程中能量的转化和转移情况。 　　说明:课标内容为节选，加“　　”的是变动内容，加“　　”的是新增内容。 　　　　　　　　　　　 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 让学习变的简单 自主梳理 自主梳理 课堂训练 课标内容 课后作业 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 1.电流通过导体，　　　　　　　　的现象，叫做电流的热效应。  2.实验探究:探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关。 导体会发热 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 (1)实验器材:电源、等量的煤油(装在烧瓶里)、温度计、滑动变阻器、铜丝、镍铬合金丝、开关和导线等。(部分实验器材如图) (2)判断产生热量多少的方法是_______________________________。 (3)探究导体产生的热量跟电阻的关系: ①应使　　　　和　　　　　　　相同;  ②具体的做法是_______________________________________________ ________________; ③结论: ______________________________________________________ ________。 观察温度计的示数升高了多少 电流 通电时间 将铜丝和镍铬合金丝串联接入电路中,观察温度计的 示数变化情况　 在电流、通电时间相同的情况下,导体的电阻越大,产生的热量 越多 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 (4)探究导体产生的热量跟电流的关系: ①应使　　　　和　　　　　　相同;  具体的做法是在通电时间相同时，移动滑动变阻器的滑片，改变通过的　　　　，观察什么情况下温度计的示数升得更高;  ③结论: ______________________________________________________ _____________。 电阻 通电时间 电流 在电阻、通电时间相同的情况下,通过导体的电流越大,产生 的热量越多 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 (5)探究导体产生的热量跟通电时间的关系: ①应使　　　　和　　　　相同;  ②具体的做法是改变　　　　　　，观察温度计的示数;  ③结论:在电流、电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越　　。 电流 电阻　 通电时间 多 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 3.电流流过导体时产生的热量跟　　　 　 　成正比，跟　　　 　　成正比，跟　　　　　　　　成正比。这个规律叫做焦耳定律。  4.焦耳定律可以用公式表示为　　 　　，电热丝的电阻的计算公式 是　　　　　　　。  电流的平方 导体的电阻 通电时间 Q=I2Rt　 R= -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 让学习变的简单 课堂训练 自主梳理 课堂训练 课标内容 课后作业 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 1.如图，下列用电器不是利用电流的热效应工作的是(　　) . . B　 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 2.同学们用如图所示的装置探究电流通过导体时产生的热量与电阻的关系。 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 (1)实验中通过观察　　　　　　　　　来比较电流产生热量的多少，这里运用了　　　　法。  (2)为了便于比较电流通过两电阻丝产生热量的多少，甲、乙两烧瓶中应装入初温相同、　　　　　　的同种液体。为了在较短的时间内达到明显的实验效果，烧瓶中的液体通常选用煤油而不选用水，主要是由于　　　　　　　　　　。  (3)为达到实验目的，两根电阻丝的阻值应　　　　(选填“相同”或“不同”)。  温度计的示数变化 转换 质量相等 煤油的比热容比水小　 不同 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 (4)将两电阻丝串联是为了保证通电时间和　　　　相同，此处运用了 　　　　　　　法。  (5)若R1>R2，闭合开关S，通电一段时间后，会发现　　　　烧瓶中温度计的示数变化较大。  (6)实验结论是________________________________________________　　　　　　　　 　　　　　 。 电流 控制变量法　 甲 在电流、通电时间一定时,导体的电阻越大,导体放出的 热量越多 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 (7)以甲瓶为研究对象，探究导体产生的热量与电流的关系。当滑动变阻器的滑片在某位置时，通电一段时间，记录下甲瓶内温度计示数的变化。 ①将滑动变阻器的滑片向左移动，通电相同时间后，可以发现滑片移动　　　　(选填“前”或“后”)温度计的示数变化较大。  ②由此得出结论:通电时间一定时，通过导体的电流越　　　　，导体放出的热量越多。  后 大 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 3.长短、粗细均相同的保险丝和铜丝，分别接到线路板上A、B间和C、D间，如图所示。移动滑动变阻器的滑片，发现保险丝熔断而铜丝完好。下列说法错误的是(　　) A.保险丝的电阻比铜丝的大 B.通过保险丝的电流比铜丝的大 C.电流通过保险丝产生的热量比铜丝的多 D.为了用电安全，禁止用铜丝代替保险丝 . . B　 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 4.一个阻值为100 Ω的电阻，接在电路中，通过的电流是2.2 A，通电1 min，产生的热量是　　　　J。  5.一个电热器接在3 V的电源上，5 min内产生的热量是90 J，则这个电热器的电阻是　　　　Ω，通过它的电流是　　　A。如果通过这个电热器的电流是原来的2倍，则5 min内它产生的热量是　　　J。  6.一个标有“220 V　600 W”字样的热水器正常工作5 min能产生 　　　 　J的热量。  29 040 30　 0.1　 360　 1.8×105 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 让学习变的简单 课后作业 自主梳理 课堂训练 课标内容 课后作业 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 1.电炉通电后，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连接的输电导线却不太热，这是因为(　　) A.通过电炉丝的电流比较大 B.电炉丝的电阻比较大 C.以上两种说法都对 D.无法确定 B -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 2.下列用来防止电流的热效应产生危害的物体是(　　) A.供取暖用的电褥子 B.电暖器的散热片 C.电熨斗的金属外壳 D.电视机上的散热窗 D -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 3.如图为探究电流通过导体产生的热量与　　　　关系的实验装置。若调节滑动变阻器使两电阻丝两端的电压之和为3 V，则工作3 min，电流通过电阻丝R1产生的热量为　　　　J。通电一段时间后，电阻丝R1产生的热量比R2产生的热量　　　　(选填“多”或“少”)，因此　　　(选填“左”或“右”)侧温度计的示数变化较大。  电阻 36　 少 右 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 4.如图是“探究电流通过导体产生的热量与　　　　关系”的实验装置，实验中用U形管内液面的　　　　反映导体产生热量的多少。通电一段时间后，容器　　　　(选填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多。  电流　 高度 甲 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 5.电灯灯丝断了再搭上，灯还可以发光，但是往往在不长的时间里，灯丝很容易从　　　　处烧断，这是因为该处的电阻　　　　，工作时产生的热量　　　，从而容易烧断。  6.一个额定功率为1 000 W的电水壶，将1.25 kg温度为20 ℃的水加热至100 ℃，不计热量损失，需要正常工作　　　　min。[水的比热容为4.2×103 J/(kg·℃)]  搭接 大 多 7 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 7.电饭锅、电水壶和电熨斗分别标有“220 V 1 000 W”“220 V　1 800 W”和“220 V　500 W”的字样，它们各自正常工作相同时间，　　　　(选填“电饭锅”“电水壶”或“电熨斗”)产生的热量最多。标有“220 V　1 000 W”的电饭锅正常工作0.2 h，电流所做的功为　　　　kW·h。  电水壶 0.2 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 8.小芳家夏天常用的“电热驱蚊器”是利用电流的　　　　　效应工作的，发热元件是一个阻值为1 000 Ω的电阻，接在家庭电路中通电100 s产生的热量为　　　　J。她家电能表铭牌上标有“220 V　10(40) A  50 Hz　2 000 r/(kW·h)”字样，她用1 kW的电磁炉(其他用电器都断开)6 min烧开一壶水的过程中，电能表的转盘转　　　圈。  热 4 840 200 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 9.如图所示，有两个电阻分别为10 Ω、15 Ω，把它们按图中四种方式接入同一电源电压的电路中，则在相同时间内产生热量最多的是(　　) D -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 10.甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的5倍，甲、乙产生的热量之比是4∶5，则通过甲、乙两段导体的电流之比是(　　) A.2∶5 B.4∶25 C.5∶2 D.4∶1 A -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 11.有A、B两个电热水壶，里面装了质量和初温都相等的水。现把两个电热水壶里的水都加热到相同的温度，电热水壶A比电热水壶B加热时间短，忽略散热，下列说法中正确的是(　　) A.电热水壶A消耗的电能更多 B.电热水壶B里的水吸收的热量更多 C.电热水壶B消耗的电能更多 D.电热水壶A消耗电能更快 D -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 12.一根100 Ω的电阻丝接入电路后，通过它的电流是0.2 A。求: (1)电阻丝两端的电压。 (2)通电10 s电阻丝产生的热量。 解:(1)由题知,电阻丝电阻R=100 Ω,通过的电流I=0.2 A,由欧姆定律可得,电阻丝两端电压U=IR=0.2 A×100 Ω=20 V (2)由焦耳定律可得,通电10 s电阻丝产生的热量Q=I2Rt=(0.2 A)2×100 Ω× 10 s=40 J 答:(略) -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 13.如图所示的电路，电源电压恒为3 V，R1的阻值为10 Ω，闭合开关S，电流表的示数为0.5 A。求: (1)通过R1的电流; (2)R2的电功率; (3)通电5 min，电路产生的总热量。 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 13.解:(1)通过R1的电流:I1===0.3 (2)R2的电功率:P2=UI2=3 V×0.5 A=1.5 W (3)电路中的总电流: I=I1+I2=0.3 A+0.5 A=0.8 A 通电5 min,电路产生的总热量: Q=W=UIt=3 V×0.8 A×5×60 s=720 J 答:(略) -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 14.某家用电热水壶有加热和保温两挡，内部电路简化示意图如图甲所示，其中R1和R2均为阻值不变的发热电阻。某次使用该电热水壶烧水过程中，消耗的电功率随时间变化的图像如图乙所示。求: (1)该电热水壶加热和保温时的电流之比。 (2)电阻R2的阻值。 (3)给1.2 kg的水加热，使水温从20 ℃升至80 ℃，热水壶的工作效率为90%，需要多长加热时间? -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 14.解:(1)由图乙知,加热功率为P1=1 600 W,保温功率为P2=400 W,根据P=UI,在电压不变时,功率与电流成正比,该电热水壶加热和保温时的电流之比为1 600 W∶400 W=4∶1 -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 (2)当开关S接1时,为R1的简单电路;当开关S接2时,两电阻串联,由串联电路总电阻大于其中任一分电阻及P=可知,S接2时总功率最小,此时为保温挡,则S接1时为加热挡,加热状态时电路中的电阻R1===30.25 Ω 保温时电路的总电阻为R串联===121 Ω 由串联电阻的规律可得R2的阻值 R2=R串联-R1=121 Ω-30.25 Ω=90.75 Ω -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 (3)水温从20 ℃升至80 ℃需要吸收的热量 Q= cmΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg×(80 ℃-20 ℃)=3.024×105 J, 加热时热水壶的工作效率为90%, 即η==,需要的加热时间 t===210 s 答:(略) -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 15.小红和小明分别用如图所示的装置，探究电流一定时，通电导体产生的热量与电阻的关系。他们分别将两段阻值不同的电阻丝(R1<R2)密封在完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与气球相连。(设他们所用的各种同类器材性能相同) -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 (1)在这个实验中电流产生热量的多少是通过　　 　体现出来的。  (2)他们同时开始进行实验，在a、b、c、d四个气球中，鼓起来最快的是　　　。  (3)小红和小明的实验方案中有一个是错误的，请针对错误的实验方案进行简要评估(说明谁的方案是错误的，以及错误的原因)。 气球膨胀的大小 c (3)小明的方案是错误的,因为小明的方案中没有控制电流使其相等. -返回目录- 学考精练·物理·九年级全一册·配粤教沪科版 $$