第18章 第4节 焦耳定律（作业课件）-原创新课堂2023-2024学年九年级物理下册（人教版）河南

物理 九年级下册 人教版 原创新课堂 第４节 焦耳定律 第十八章 电功率 1．电流的热效应 (1)1840年，英国物理学家 ______ 通过大量实验最先确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。 (2)定义：电流通过导体时电能转化成 _____，这种现象叫做电流的热效应。 2．焦耳定律 (1)内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成 _____，跟导体的电阻成_____，跟通电时间成 _____。 (2)公式：_________ (适用于所有电路)。式中Q表示 _______________，单位是____；I表示 ______，单位是 ____；R表示 _____，单位是 ____；t表示 _________ ___，单位是 ____。变形公式为 Q＝W＝UIt＝ t (适用于纯电阻电路)。 焦耳 内能 正比 正比 正比 Q＝I2Rt 电流产生的热量 J 电流 A 电阻 Ω 通电时 间 s 【特别提醒】对于电能没有全部转化为电热的非纯电阻电路，如含有电动机的电路，则有Q<W，此时计算电功只能用W＝Pt＝UIt，而计算电热只能用Q＝I2Rt。 3．电热的利用和防止 (1)利用电热：电热水器、电熨斗、电饭锅等。 (2)防止电热：散热孔、散热窗、散热片、电脑的微型风扇等。 知识点1：电流的热效应 1．如图所示的家用电器中，利用电流的热效应工作的是 ( ) A 2．用如图所示的实验装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”。 (1)实验中通过观察 _________________ 来比较电流产生的热量的多少。 (2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲、乙两瓶中要装入__________、_________ 的同种液体。 (3)为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值 ______ (选填“相等”或“不相等”)。 (4)实验结论是__________________________________________________________ ________。 (5)在实验中，若选择比热容 ______ 的液体作为被加热物体，实验现象会更明显。 (6)该实验装置还可以研究通电时间一定时，导体产生的热量与 _____ 的关系。 温度计示数的变化 质量相等 初温相等 不相等 较小 电流 在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量 越多 知识点2：焦耳定律 3．(2023·开封期末)电炉通电后电炉丝热得发红，而与之相连的导线却几乎不发热。造成这个现象的主要原因是 ( ) A．通过电炉丝的电流比导线的小 B．电炉丝的电功率比导线的小 C．电炉丝的电阻比导线的大 D．电炉丝两端的电压比导线两端的小 C 4．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 5．通过一根电阻丝的电流为2 A，通电1 min产生了2.64×104 J的热量，它的电阻是 ______ Ω。 B 110 知识点3：电热的利用和防止 6．下列各种方法和措施中，不是为了防止电热危害的是 ( ) A．电脑机箱中安有电风扇 B．炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿 C．天气潮湿时，长期不用的电器隔一段时间要通一次电 D．电视机的后盖上有许多散热孔 C C 8．(原创题)小明爷爷家的老式取暖器的电阻丝断了，他爷爷将断了的电阻丝又搭在一起仍能使用，但不久又会在搭接处烧断，其原因是 ( ) A.电阻丝上搭接处电阻较小，造成局部过热 B．电阻丝上搭接处电阻较大，造成局部过热 C．电阻丝上搭接处电流比其他处电流小，造成局部过热 D．电阻丝上搭接处电流比其他处电流大，造成局部过热 B C CD 3 0.9 54 1056 1.68×105 153 S、S1、S2 121 变小 14．(2023·郑州二模)小明家添置了一台家用豆浆机，小明研究发现豆浆机工作时，打浆和加热总是交替进行的，其中用到了许多物理知识： (1)电加热的原理是____________________。 (2)豆浆机铭牌上的部分参数如表所示。豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流是多少？ (3)小明想粗略测算一下豆浆机电热器的加热效率大约是多少。于是，他把200 g大豆和1800 g清水放入豆浆机中，测出其初温为20 ℃。豆浆机在额定电压下工作，当电热器加热的总时间为10 min时混合物沸腾，测其温度为100 ℃。混合物的比热容c＝4.0×103 J/(kg·℃)，豆浆机电热器的加热效率是多少？(结果保留一位小数) (4)若在用电高峰时候，电压是200 V，则豆浆机电热器工作时的实际功率是多少？(假设电热器的电阻值不随温度的变化而变化) 焦耳定律 7．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．三个用电器均能将电能全部转化为内能 B．根据R＝ eq \f(U2,P) 可计算出三个用电器的电阻相等 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 9．(2023·驻马店三模)在探究“电流产生的热量与哪些因素有关系”的实验中，在两个透明容器中密封等量的空气，各放置一段电阻丝，并连接一个装水的U形管，如图所示，已知流过电阻R1的电流为0.2 A，下列说法错误的是( ) A．通过U形管内液面高度差来反映产生热量的多少 B．该实验装置可以探究通电一段时间内，电流产生的热量与电流大小的关系 C．通电一段时间后，右侧U形管中液面高度差较大 D．通电10 s内，电阻R1产生的热量为2 J 10．(易错题)(双选)某型号电吹风的电动机和电热丝串联。电动机带动风叶转动，电热丝给空气加热，得到热风，电动机线圈电阻为R1，电热丝电阻为R2。将电吹风接入电压为U的电源后，通过的电流为I，消耗的电功率为P，同学们得到了四个关系式。下列选项中，关系式正确的是 ( ) A．UI>P B．P＝I2(R1＋R2) C．UI＝P D．P>I2(R1＋R2) 11．(2023·南阳一模)如图所示的电路中，电源电压恒定，已知R1＝10 Ω，R2＝30 Ω，当S1闭合、S2断开时，电流表示数为0.4 A，则电源电压为 ____ V，R1的电功率为 ______ W；当S1、S2均断开时， 电路工作3 min产生的热量为 _____J。 12．如图所示是某家用养生壶内部电路简图，R1、R2均为加热电阻，通过旋转旋钮开关可以实现加热和保温两种功能的切换，养生壶加热功率为1100 W，保温功率为44 W，则加热电阻R1的阻值为 ________Ω。用此壶将500 g水从20 ℃加热到100 ℃，水需要吸收的热量为 _________ J，若不计热量损失，则加热时间为 ______ s。[结果精确到1 s，c水＝4.2×103 J/(kg·℃)] 13．(2022·商丘二模)某家用电吹风的电路如图所示，R1、R2为电阻丝，M为电动机，电吹风有“停止”“冷风”“暖风”和“热风”四种状态。要使电吹风处于“热风”状态，应闭合开关 ______________；当电吹风处于“暖风”状态时，每秒钟从出口吹出的空气质量为20 g，温度升高了20 ℃，则R1＝_______Ω；电吹风用了几年后，由于电阻丝的升华，实际发热功率会 _______ (选填“变大”“变小”或“不变”)。[已知空气比热容为c＝1.0×103 J/(kg·℃)] 解：(2)由P＝UI可知，豆浆机在额定电压下打浆时，通过电动机的电流IM＝ eq \f(PM,U) ＝ eq \f(220 W,220 V) ＝1 A　 (3)由P＝ eq \f(W,t) 可知，电热器消耗的电能W＝P加热t＝1210 W×10×60 s＝7.26×105 J，混合物吸收的热量Q吸＝cmΔt＝4.0×103 J/(kg·℃)×(200×10－3 kg＋1800×10－3 kg)×(100 ℃－20 ℃)＝6.4×105 J，豆浆机电热器的加热效率η＝ eq \f(Q吸,W) ×100%＝ eq \f(6.4×105 J,7.26×105 J) ×100%≈88.2% (4)由P＝UI＝ eq \f(U2,R) 可知，电热器的电阻R＝ eq \f(U2,P加热) ＝ eq \f(（220 V）2,1210 W) ＝40 Ω，则电压为200 V时豆浆机电热器工作的实际功率P实＝ eq \f(U实2,R) ＝ eq \f(（200 V）2,40 Ω) ＝1000 W $$