18.4焦耳定律 课件-2025-2026学年初中物理人教版九年级全一册

第十八章　电功率 第4节　焦耳定律 序号 学习任务 核心素养 1 能通过生活实例,认识电流的热效应 物理观念 2 能在实验的基础上引出焦耳定律,会用焦耳定律进行计算 科学思维 3 通过学习电热的利用和防止,学会辩证地看待问题 科学态度与责任 知识点一　电流的热效应 1.电流通过导体时电能转化成　　　　能,这种现象叫作电流的热效应。  2.实验梳理。 内　 实验 目的 探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关 实验 方法 控制变量法、转换法 实验 思路 (1)电热与电阻的关系 (2)电热与电流的关系 　　　　和通电时间相同,电阻不同  　　　　和通电时间相同,电流不同  实验 装置 实验 结论 在电流相同、通电时间相同的情况下,一段电阻丝的电阻越大,这段电阻丝产生的热量　　　  在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一段电阻丝的电流越大,这段电阻丝产生的热量　　　  电流　 越多　 电阻　 越多　 例1 下图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置,两个透明容器中密封着等量的空气,通电一段时间后,左侧U形管中液面高度差比右侧的大。下列说法错误的是(　　)。 D　 A.U形管中液面高度差的变化反映了电阻丝产生热量的多少 B.通过左、右两个容器中电阻丝的电流相同 C.右边容器中的电阻R2比左边容器中的电阻R1小 D.通电时间相同,两个容器中空气吸收的热量相同 知识拓展　实验中加热空气相比加热液体的好处: ①空气膨胀体积变大,实验效果明显。 ②加热空气,耗电量少,实验时间短。 知识点二　焦耳定律 1.内容:电流通过导体产生的热量跟电流的　　　　 成正比,跟导体的　　　　成正比,跟通电时间成　　　　比。  2.公式:　　　　。  3.电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化为其他形式的能量,那么电流产生的热量Q就　　 　　消耗的电能W,即　　　　　　　(用符号表示)。  二次方 电阻 正 Q=I2Rt Q=W=UIt 等于 例2 玩具电动车工作时,电动机两端的电压为3 V,通过线圈的电流为2 A,线圈的电阻为0.5 Ω,则通电100 s电动机消耗的电能为　　　J,线圈产生的热量是　　　　J。  例3 电阻R1=6 Ω的电阻器甲与电阻R2=9 Ω的电阻器乙串联。闭合开关,在相同通电时间内,电流通过甲、乙两电阻器产生的热量之比为　　　　。  归纳总结　Q=I2Rt适用于一切电路中用电器产生热量的计算,而Q=W=UIt仅适用于纯电阻电路。对于非纯电阻电路,如含电动机的电路,电动机工作时,电能=机械能+内能,即W>Q。 200 600 2 ∶3 知识点三　电热的利用和防止 1.电热的利用:生活中和许多产业中都要用到电热,如家里的电热水器、电饭锅、电熨斗,养鸡场的鸡苗孵化器等。 2.电热的防止:过多的电热如果不能及时散失,会产生许多安全隐患,因此必须通过多种方式进行散热,如安装风扇,利用铜片、石墨散热片、热管等散热。 例4 下列事例,属于防止电流热效应产生危害的是(　　)。 A.养鸡场用鸡苗孵化器孵小鸡 B.家里使用电热水器烧水 C.用电熨斗熨衣服 D.电脑安装风扇散热 D 知识点一　电流的热效应 1.下列规格都是“220 V　120 W”的用电器,它们正常工作时,相同时间内产生热量最多的是(　　)。 A.洗衣机　　　　　　 B.电吹风 C.电风扇 D.电熨斗 D 2.电炉工作时,电炉丝通电一段时间后热得发红,而连接电炉的导线却几乎不发热,这主要是因为(　　)。 A.导线绝缘皮的导热效果好 B.导线散热比电炉丝快 C.电流通过电炉丝产生的热量远大于导线 D.通过导线的电流小于通过电炉丝的电流 C 3.在探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关时,小天改进了教材实验装置,如图所示。  (1)实验中通过观察　　　　　　　　　　　　来比较电流通过导体时产生热量的多少。  (2)对比甲、乙两部分装置可知,导体产生的电热与　　　　有关。  (3)对比乙、丙两部分装置可得到的初步结论为  　 。  (4)此次实验中,电阻为　　　　(填“R1”“R2”或“R3”)的电热丝产生的热量最多。  U形管内的液面高度差 电阻 在电阻和通电时间相同时,电流越大,产生的热量越多 R2 知识点二　焦耳定律 4.某款电风扇标有“220 V　220 W”字样,它正常工作时的电流为　　　　A;若正常工作20 s,电流通过电动机产生的热量为40 J,则电动机的电阻为　　　　Ω。  5.如图所示,R1=10 Ω,R2=20 Ω,电压U保持不变,开关S断开时电流表示数为0.1 A,则开关S闭合时,1 min内电路产生的热量为　　　　　J。   1 2 27 6.如图所示电路中,电源电压恒定,两电阻器的电阻之比R1∶R2=1∶2。开关S闭合后,通过两电阻器的电流分别为I1、I2,电功率分别为P1、P2,相同时间内电流通过电阻器所做的功分别为W1、W2,产生的热量分别为Q1、Q2。下列说法正确的是(　　)。 A.I1∶I2=1∶2 B.P1∶P2=1∶4 C.Q1∶Q2=4∶1 D.W1∶W2=2∶1 D 知识点三　电热的利用和防止 7.电流的热效应有时对我们有益,我们利用它;有时对我们有害,需要把电热及时散掉。下列描述属于利用电热的是(　　)。 A.计算机的主机内部装有小风扇 B.电动机外壳有散热片 C.大型爆破工程,利用电热装置引爆炸药 D.家庭电路中,导线连接处比别处容易发热  C 8.下列事例中,属于防止电热的是(　　)。 A.用电饭锅煮米饭 B.用电烙铁对电线进行焊接 C.用鸡苗孵化器孵小鸡 D.电视机后盖上有很多小孔 D 1.下列用电器利用电流热效应工作的是(　　)。 A.电风扇　　　　　 B.电视机 C.吸尘器 D.电饭锅 D　 2.将额定电压与额定功率均相同的电风扇和电烙铁分别接入家庭电路中,正常工作相同时间。关于两者消耗的电能和产生的热量,下列说法正确的是(　　)。 A.消耗的电能和产生的热量都一样多 B.消耗的电能一样多,但产生的热量不一样多 C.消耗的电能不一样多,但产生的热量一样多 D.消耗的电能和产生的热量都不一样多  B　 3.在相同时间内,电流通过电阻丝甲产生的热量比通过电阻丝乙产生的热量多,则下列说法正确的是(　　)。 A.甲的电阻一定大于乙的电阻 B.甲两端的电压一定大于乙两端的电压 C.甲中的电流一定大于乙中的电流 D.甲的实际功率一定大于乙的实际功率 D 4.在验证焦耳定律的实验中,为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系,实验时应同时保持相同的物理量是(　　)。 A.通过它们的电流和加在其两端的电压 B.通过它们的电流和它们的电阻 C.通过它们的电流和通电时间 D.通过它们的电流、加在它们两端的电压及通电时间 C 5.用电热丝烧水,当电压为U时,时间t内可将水烧开。若电压降为原来的,则同样烧开这些水所需的时间为(　　)。 A.　　 B.　　 C.2t　　 D.4t D 6.关于电流通过导体时产生的热量,下列说法正确的是(　　)。 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,电流产生的热量与电阻无关 D.根据Q=I2Rt可知,电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多 D 7.近些年,许多地区在进行家庭供电线路改造,改造的主要内容是更换更粗的电线。其目的是通过　　　　电线的电阻,来　　　　电流通过电线产生的热量。(均填“增大”或“减小”)  减小　 减小　 8.下图是电工师傅常用的导线连接方式,对该连接方式的作用分析错误的是(　　)。 A.防止导线松动脱落 B.增大连接处导线的电阻 C.减小连接处导线两端的电压 D.减少连接处导线产生的热量 B　 9.某学校安装了速热式水龙头,其额定电压为220 V、额定功率为4 kW。同学们洗一次手的平均时间约为5 s。下列说法正确的是(　　)。 A.该速热式水龙头工作5 s,消耗2×103 J电能 B.该速热式水龙头的电阻为121 Ω C.该速热式水龙头工作时,可将电能全部转化为水的内能 D.该速热式水龙头正常工作时,1 kW·h 电可供约180人用热水洗手 D　 10.如图所示,探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关时,两个相同透明容器中密封着等量的空气和电阻为R1、R2的电阻器,其中R1=5 Ω,R2=10 Ω,容器外部电阻器的电阻R3=10 Ω。下列说法不正确的是(　　)。 C　 A.只闭合S1,可以探究电热与电阻的关系 B.只闭合S1,若电路中的电流为0.2 A,则通 电1 min电阻为R1的电阻器产生的热量为12 J C.闭合S1和S2,通过电阻为R1的电阻器的电流 是通过电阻为R2的电阻器的电流的 D.闭合S1和S2后,左侧U形管内液柱的高度差和右侧的高度差不相同 11.将电能输送到几百千米之外的用户家,会由于输电线发热而产生能量的损耗。某段输电线路的总电阻为0.5 Ω,输送电流为100 A,每输电1 min这段线路便会损耗　　　　J的电能。  12.某同学自制一盏调光小台灯,其电路原理如图所示。电源电压恒定不变,灯泡正常发光时,变阻器接入的电阻R为10 Ω。灯泡L标有“2.5 V　0.5 W”字样。忽略温度对灯泡电阻的影响。 (1)求灯泡L正常发光时的电阻。 (2)求灯泡L正常发光时,变阻器工作10 min产生的热量。 3×105 　 解:(1)灯泡正常发光时,由P=UI可得, IL===0.2 A, 由I= 可得,RL===12.5 Ω。 (2)灯泡与变阻器串联,且灯泡正常发光, IR=IL=0.2 A,QR=Rt=(0.2 A)2×10 Ω×10×60 s=240 J。 $