12.6设计恒温电热杯 课件-2026-2027学年物理九年级全一册北师大版

该初中物理课件聚焦欧姆定律应用，核心围绕敏感元件（如热敏电阻）及恒温电热杯设计展开。课堂通过燃气泄漏报警器、光控灯等生活实例导入，引导学生分析敏感电阻工作原理，进而过渡到恒温电热杯温度检测系统，构建从生活到物理的学习支架。 其亮点在于以项目式学习整合科学探究与科学思维，如设计温度显示系统时需根据热敏电阻特性选择元件并绘制电路，培养模型建构与推理能力。结合实验操作与数据处理，学生能提升解决实际问题的能力，教师可通过任务驱动高效落实核心素养教学。

北师大版九年级全一册（2024） 第十二章 欧姆定律 12.6设计恒温电热杯 授课教师： . 班 级： 9年级（ ）班 . 时 间： . 2026/7/27 北师大版九年级物理12.6《设计恒温电热杯》同步练习题（全文约1200字） 一、填空题（每空2分，共30分） 1. 电流通过导体时，导体发热，将电能转化为内能，这种现象叫作__________。 2. 电热杯工作的核心原理是__________效应，工作时电能主要转化为__________能。 3. 焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟__________的二次方成正比，跟导体的__________成正比，跟__________成正比。 4. 焦耳定律的公式为__________，其中热量的单位是__________。 5. 恒温电热杯需要实现两个主要工作状态：__________状态和__________状态，以此维持水温恒定。 6. 电热杯的加热电阻丝选用电阻率__________、熔点高的合金材料，保证发热稳定、不易熔断。 7. 恒温电路中通常利用__________电阻，其阻值随温度变化，从而自动调节电路电流，控制发热功率。 8. 当水温较低时，温控电阻阻值小，电路电流__________，发热功率大，电热杯__________；水温达到设定温度时，电阻阻值变大，电流__________，发热功率减小，进入保温状态。 9. 纯电阻电路中，电流产生的热量__________消耗的电能；非纯电阻电路中，电热__________消耗的电能。 二、选择题（每题3分，共36分） 1. 下列电器利用电流热效应工作的是（） A. 电动机 B. 电风扇 C. 电热杯 D. 充电宝 4. 焦耳定律的计算公式是（） A. Q=I²Rt B. Q=UIt C. I=U/R D. R=U/I 6. 恒温电热杯从加热切换为保温状态时，电路的总电阻会（） A. 变小 B. 变大 C. 不变 D. 无法判断 8. 相同时间内，电流越大，导体产生的热量（） A. 越多 B. 越少 C. 不变 D. 无规律 10. 电热杯加热电阻丝温度升高，自身电阻会（） A. 减小 B. 增大 C. 不变 D. 变为零 12. 关于恒温电热杯电路，下列说法正确的是（） A. 加热时总电阻大 B. 保温时电流更大 C. 加热时功率更大 D. 保温时不产生热量 14. 下列材料适合制作电热杯发热丝的是（） A. 铜丝 B. 镍铬合金丝 C. 铁丝 D. 铝丝 16. 恒温控制电路中热敏电阻的作用是（） A. 放大电流 B. 随温度改变电阻，调节发热功率 C. 增大电压 D. 保护电路不发热 18. 电热杯工作时，电能全部转化为内能，该电路属于（） A. 非纯电阻电路 B. 纯电阻电路 C. 断路电路 D. 短路电路 20. 电压不变时，电路电阻越大，相同时间产生的热量（） A. 越多 B. 越少 C. 不变 D. 随机变化 22. 电热杯保温状态能恒温的主要原因是（） A. 完全不发热 B. 发热等于散热 C. 持续高温加热 D. 热量不会散失 24. 下列做法不能提高电热杯加热速度的是（） A. 减小电路总电阻 B. 增大电路电流 C. 更换更大功率电阻 D. 增大电路总电阻 三、判断题（对打√，错打×，每题2分，共12分） 1. 电热杯是利用电流的热效应工作的。（） 4. 根据焦耳定律，电阻越大，产生的热量一定越多。（） 6. 恒温电热杯保温状态的功率小于加热状态功率。（） 8. 热敏电阻可以根据温度变化自动改变阻值。（） 10. 电热杯工作时，电能全部转化为机械能。（） 12. 恒温杯通过调节电路电阻实现加热、保温状态切换。（） 四、简答分析题（12分） 1. 简述电流热效应的原理，并写出焦耳定律公式。（6分） 2. 分析恒温电热杯加热、保温两种状态的电路变化规律。（6分） 五、计算题（10分） 某恒温电热杯加热电阻阻值为44Ω，接在220V家庭电路中，正常加热10s，求这段时间内电流产生的热量。 六、综合应用题（10分） 结合电学知识，完整说明恒温电热杯实现“水温低时加热、水温达标后保温”的自动控温原理。 参考答案 一、填空题 1. 电流热效应 2. 电流热；内 3. 电流；电阻；通电时间 4. Q=I²Rt；焦耳（J） 5. 加热；保温 6. 大 7. 热敏 8. 大；加热；变小 9. 等于；小于 10. 小于 二、选择题 1.C 2.A 3.B 4.A 5.B 6.C 7.B 8.B 9.B 10.B 11.B 12.D 三、判断题 1.√ 2.× 3.√ 4.√ 5.× 6.√ 四、简答分析题 1. 电流热效应：电流通过导体时会产生热量，将电能转化为内能；焦耳定律公式：Q=I²Rt，热量与电流平方、电阻、通电时间成正比。 2. 电源电压不变，水温低时，热敏电阻阻值小，电路总电阻小、电流大，发热功率大，电热杯处于加热状态；水温升高达标后，热敏电阻阻值增大，电路电流减小、功率降低，进入保温状态。 五、计算题 解：纯电阻电路，$$I=\frac{U}{R}=\frac{220\,\text{V}}{44\,\Omega}=5\,\text{A}$$ $$Q=I^2Rt=(5\,\text{A})^2\times44\,\Omega\times10\,\text{s}=11000\,\text{J}$$ 答：电流产生的热量为11000J。 六、综合应用题 恒温电热杯电路中串联热敏电阻，利用其阻值随温度升高而增大的特性自动控温。水温较低时，热敏电阻阻值小，电路总电阻小，根据欧姆定律，电路电流大，发热丝功率大，快速加热水体；当水温达到设定温度，热敏电阻阻值显著变大，电路电流减小，发热功率降低。此时电热杯产生的热量与水向外界散失的热量基本平衡，水温保持恒定，实现恒温保温效果。 2026年7月27日星期一9时22分38秒 任务一 认识敏感元件 1. 温度、光照、压力、化学气体等对有些材料 制成的电阻影响很大，利用这些材料制成的热敏电阻、光敏 电阻、压敏电阻、气敏电阻等敏感电阻，可以作为自动控制 电路中的敏感元件，当环境中对应因素变化时，其阻值会增 大或减小，发出控制信号，实现自动控制。 情景导入 2 （1）家用电器：燃气泄漏报警器。 工作原理：当有燃气泄漏时，报警器电路中的气敏电阻阻值 减小，报警电路中的电流______（选填“增大”“减小”或“不 变”），相当于开关______（选填“闭合”或“断开”），报警器 ______（选填“报警”或“不报警”）。 增大 闭合 报警 3 （2）家用电器：光控灯。 工作原理：当没有光照时，光控灯电路中的光敏电阻阻值减 小，所在电路的电流______（选填“增大”“减小”或“不变”）， 相当于开关______（选填“闭合”或“断开”），光控灯______ （选填“工作”或“不工作”）。 增大 闭合 工作 （3）电热杯的温度检测系统应使用的敏感元件是__________。 热敏电阻 返回 4 2. 热敏电阻的典型特点是对温度敏感，不同温度 下表现出不同的阻值。按电阻随温度变化的特点不同，可分 为正温度系数热敏电阻器 和负温度系数热敏电阻器 。温度越高，其阻值越大； 温度越高，其阻值 越小。为研究热敏电阻 属于哪种热敏电阻，小丽按如图所 示的电路进行实验，其中 为定值电阻，此外还准备有温度 分别为、和的适量的水，热敏电阻 已 做防水处理。 5 （第2题） （1）实验时应该控制__________不变。 电源电压 （2）接下来的操作是将已做防水处理的热敏 电阻 先后依次放入_________________的水 中，然后观察电流表示数变化情况。 温度为、和 （3）小丽观察到____________________________，说明热 敏电阻属于 。 电流表示数随温度升高而变大 返回 6 任务二 设计恒温电热杯的温度显示系统 （第3题） 3. 你需要参加“恒温电热杯的温 度显示系统”的设计活动，备选器材有学生电 源、数字电流表、数字电压表、定值电阻 、 开关、导线和两种热敏电阻、 ，其阻值 随温度的变化如表。 7 温度 0 20 40 60 80 100 电阻 0.10 0.12 0.19 电阻 （第3题） 8 （第3题） （1） 的阻值随温度的升高而______ （选填“变大”“变小”或“不变”）。 变大 （2）选择数字电流表作为输出显示器， 设计的电路如图所示，闭合开关后，被 测温度越高，电流表示数越____。 大 9 （3）用数字电压表作为输出显示器，在电 路中增加定值电阻 ，热敏电阻只能使用 一个，且被测温度越高，电表示数越大。 你选择的热敏电阻是____________；在虚 线框中设计出此时的电路图。 （或） 10 如图所示 或 返回 11 任务三 制作恒温电热杯的电子测温装置 4. 某同学在学习完敏感电阻后， 用热敏电阻制作了一个恒温电热杯的简易电 子测温装置。 12 （1）由于该同学没有热敏电阻的详细参数， 为了测量热敏电阻 阻值随温度变化的关系， 该同学设计了如图甲的电路，实验步骤如下： ①先将单刀双掷开关掷向1，调节热敏电阻 所处的温度 ，记下电流表的相应示数 ； ②然后将单刀双掷开关掷向2，调节电阻箱 使电流表的示 数为___，记下电阻箱相应的示数； 13 ③逐步升高温度，在不同温度下重复步骤①和②； ④根据实验数据，作出热敏电阻的阻值随温度 变化的图像 如图乙所示。 14 （2）实验室提供了如下器材：电压为 的电源、 灵敏毫安表（量程）、滑动变阻器 、 定值电阻 、电压表、开关、导线若干。该同学 设计测温范围为 的电子测温装置，设计电路如图丙 所示，并进行了如下操作： ①调节热敏电阻所处温度为，调节滑动变阻器 ，使毫 安表满偏，然后保持 滑动位置不变； ②写出毫安表的电流值和温度 的关系式：_________。 15 （3） 另一名同学小睿用电压表作为温度显示仪， 设计了如图丁所示的电子测温装置，发现此电子测温装置的 精确度不高，在不改变电表的条件下，要增大其精确度，可 以适当______定值电阻 的阻值。 增大 返回 16 任务四 设计恒温电热杯的控温工作流程 5. 小明设计了一个恒温电热 杯，要求在 能自动保温，如图是 他画出的恒温电热杯的工作程序流程图。 （1）根据实验要求，将流程图补充完整： ①______；②______；③____；④____。 低于 高于 否 是 （2）由流程图可知，当测温系统所测的温度__________时， 若加热电路仍在工作，则电路报警。 高于 17 （3） 小明的设计______准确反 映水的温度，____按要求实现自动接通电 路，______按要求实现自动切断电路。 （均选填“能”或“不能”） 不能 能 不能 返回 18 必做作业：从教材习题中选取； 选做作业：完成练习册本课时的习题. 作业 $