第十八章第4節焦耳定律《分層導學物理》九年級全一冊配套課件電流的熱效應觀察實驗：把一段電熱絲接入電路中，將一根火柴輕放在電熱絲上面，如圖18.4－1，通電一段時間后，火柴會被點燃。思考：火柴為什么會被點燃？_______________________________________。小結：電流通過導體時將____能轉化為_____能，這種現象叫做_____________，它和電流的磁效應、電流的化學效應統稱為電流的三大效應。圖18.4－1電熱絲通電后溫度升高，達到火柴的燃點電內電流的熱效應電流的熱效應1：生活中有哪些用電器是利用電流的熱效應工作的？請列舉三種。2：功率相同的下列用電器中，通電相同時間后，產生熱量最多的是()A.電視機B.電熱毯C.電腦D.電風扇電飯鍋電熱水器電爐電暖爐B電流的熱效應3：下列用電器中，利用電流熱效應工作的是(

)CA.計算器B.電風扇

C.電暖氣D.電視影響電熱大小的因素身邊的一些用電器，例如電爐(如圖18.4－2)和電飯鍋(如圖18.4－3)，當它們通電時，電爐絲和發熱板溫度非常高，而與電爐、電飯鍋相連的導線卻不是很熱，這是為什么呢？電流的熱效應與哪些因素有關呢？圖18.4-2圖18.4-3影響電熱大小的因素實驗：探究影響電熱大小的因素。猜想：電流通過導體產生的熱可能與______________________________________有關。如果電熱的多少跟多個因素有關，那么我們實驗研究時就要采取________________進行研究。思考：實驗時怎樣來反映電流產生的熱的多少？________________電流大小、電阻大小和通電時間控制變量法溫度計的示數影響電熱大小的因素實驗探究一：電流熱效應與電流大小的關系實驗電路如圖18.4－4所示。實驗步驟：1.讀出通電前溫度計示數t0，閉合開關，觀察10s后煤油瓶溫度計的示數t1；2．斷開開關，待溫度計示數回到后t0，閉合開關，調節___________，使電流增大，觀察10s后煤油瓶溫度計的示數t2；3．斷開開關，待溫度計示數回到后t0，閉合開關，再次調節______________，使電流比(2)更大，觀察10s后煤油瓶溫度計數示數t3。實驗結論：_________________________________________________。滑動變阻器圖18.4-4滑動變阻器在電阻和通電時間相同時，電流越大，產生的熱量越多影響電熱大小的因素實驗探究二：電流熱效應與電阻大小的關系實驗電路如圖18.4－5所示。實驗步驟：1.讀出通電前溫度計示數t0，閉合開關，觀察10s后兩支溫度計的示數；2．斷開開關，換成5Ω和10Ω的電阻絲，待溫度計示數回到后t0，閉合開關，觀察10s后兩支溫度計數示數t。實驗結論：_______________________________________________。電流和通電時間相同時，電阻越大，產生的熱量越多圖18.4-5影響電熱大小的因素實驗探究三：電流熱效應與通電時間的關系請根據探究實驗一的器材，設計實驗步驟，并寫出結論。實驗步驟：

實驗結論：________________________________________________。根據三次實驗探究，可以得出：電流通過電阻絲產生的熱量跟導體的___________、通過導體的__________以及__________________有關。閉合開關，觀察隨著時間的增加溫度計的示數變化。電流和電阻相同時，通電時間越長，產生的熱量越多電阻電流通電時間影響電熱大小的因素2：小宇同學用圖18.4－6所示的裝置，研究“電流通過導體時產生的熱量與導體電阻大小的關系”。圖中兩只燒瓶內盛有質量和溫度相同的煤油，溫度計顯示煤油的溫度，兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，銅絲的電阻比鎳鉻合金絲的電阻小。(1)閉合開關后，通過兩段金屬絲中的電流________。(2)一段時間后，可觀察到A瓶中溫度計的示數________(選填“大于”“小于”或“等于”)B瓶中的溫度計的示數。(3)由上述實驗可知，在電流和通電時間都相同時，導體電阻越大，產生的熱量_______。相同小于越多圖18.4-6影響電熱大小的因素3.（2019·昆明）在“探究電流產生的熱量與哪些因素有關”的實驗中，提供了如圖18.4－7的實驗器材，其中R1＞R2。電流相等溫度計的示數大于大于圖18.4－7實驗一：探究電流產生的熱量與電阻的關系：（1）請按照圖中的電路圖將對應實物圖連接完整；（2）電路中電阻絲的連接方式是為了控制——————；電阻絲放出熱量的多少，通過——————來進行判斷；（3）閉合開關，經過一定時間，用電阻絲R1加熱的煤油溫度升高了Δt1，用電阻絲R2加熱的煤油溫度升高了Δt2，那么Δt1——————Δt2（選填“大于”“等于”或“小于”）；實驗二：探究電流產生的熱量與電流的關系（4）閉合開關，移動滑動變阻器的滑動觸頭，使電路中的電流變成實驗一中電流的2倍，且通電時間相同。實驗發現：用電阻絲R1（或R2）加熱的煤油，溫度升高Δt1′（或Δt2′）——————2Δt1（或2Δt2）（選填“大于”“等于”或“小于”），該實驗說明電流產生的熱量與電流的大小——————正比例關系（選填“成”或“不成”）。不成焦耳定律內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。公式：Q＝I2Rt。公式中各符號的意義及單位：符號意義單位符號意義單位Q——________——________

R——________——________

I——________——________

t——________——________電流通過導體時，如果電能全部轉化為內能，那么電流產生的熱量就等于消耗的電能，即Q＝W＝UIt＝Pt。(只適用于純電阻電路)電熱J電阻Ω電流A通電時間s焦耳定律1：一根60Ω的電阻絲接在36V的電源上，在5分鐘內產生多少熱量？2：一臺線圈電阻為0.3Ω的電動機，接在12V的電源上時，通過電動機的電流為0.5A，在2min內電流產生的熱量是________J，消耗的電能為________J。3：(2018·邵陽)將規格都是“220V180W”的一臺電冰箱、一臺電腦和一床電熱毯，分別接入同一家庭電路中，若通電時間相同，則下列說法正確的是()A.電冰箱產生的熱量最多B.電腦產生的熱量最多C.電熱毯產生的熱量最多D.三者產生的熱量一樣多9720C電熱的利用和防止電熱的利用：電熱器是利用電來加熱的設備，它的原理是電流的熱效應。電熱器在工作的過程中把________能轉化為________能。電熱器的主要部件是發熱體，它是由電阻大、熔點高的金屬電阻線制成的。(如圖18.4－8)電內圖18.4-8電烙鐵電熱水器電暖爐電熱的利用和防止電熱的防止：電流通過用電器產生的熱量，會使用電器的溫度升高，可能會使用電器不能正常工作或損壞用電器。所以在制作用電器時要采取有效措施進行散熱，防止電熱造成的危害。(如圖18.4－9)圖18.4-9散熱風扇散熱孔散熱電熱的利用和防止知識拓展：純電阻電路和非純電阻電路。純電阻電路是指電流所做的功全部用來產生熱量的電路，也就是說電功等于電熱，這時電熱的計算可以用公式Q＝W＝Pt，也可以用Q＝I2Rt。常見的純電阻用電器有白熾燈、電爐、電飯鍋、電熱水器、電暖爐等。非純電阻電路是指電流所做的功只有一部分用來產生熱量，電能主要轉化為機械能、光能、化學能等等，電功是大于電熱的，所以，電熱計算只能用Q＝I2Rt。常見的非純電阻用電器有電風扇、洗衣機等。1．電流的熱效應：電流通過導體時導體會_____的現象，將_____轉化為_____。2．電流通過導體產生的熱量與__________、

___________以及__________有關。3．焦耳定律的內容：電流通過導體產生的熱量跟______________成正比，跟導體的_______成正比，跟____________成正比。公式：

___________。發熱學習總結電能內能電流大小電阻大小通電時間電流的二次方電阻通電時間Q＝I2Rt1．下列家用電器，利用電流的熱效應工作的是(

)AA.電暖氣B.洗衣機C.電風扇D.電視機2．電爐中的電阻絲通電一段時間后變得很燙，而連接的導線卻不怎么熱，主要是(

)A．通過導線的電流小于通過電阻絲的電流B．導線的絕熱皮隔熱C．導線的電阻遠小于電阻絲的電阻D．導線散熱比電阻絲快C3．下列用電器均標有“220V

100W”，在額定電壓下工作相同時間產生熱量最多的是(

)A．電熱水袋B．電視機C．電風扇D．電燈A4.(2018·深圳)如圖18.4－10為“探究焦耳定律”的實驗裝置。兩個相同的燒瓶中密封初溫相同、質量相等的煤油，通電一段時間后，右側玻璃管中液面比左側高。下列說法正確的是()A.通過玻璃管中液面的高度判斷電流產生熱量的多少，這種方法是控制變量法B.右側電阻絲的阻值比左側小C.通過右側電阻絲的電流比左側小D.該裝置用于探究電流通過導體產生的熱量多少與電阻大小的關系D5．某導體電阻為10Ω，通電5min產生的熱量是1200J，當通過該導體的電流增大為原來的2倍時，在相等時間內產生的熱量是________J。48006.（2019·東營）如圖18.4－11所示，物理實驗小組探究“電流通過導體產生熱的多少與什么因素有關”的實驗裝置。兩個透明容器中封閉著等量的空氣，且都有一段電阻絲。將透明容器與U形管相連，接入電路。屬于圖18.4－11（1）組裝之前，U形管內注入適量紅墨水，U形管——————選填“屬于”或“不屬于”）連通器。（2）圖甲是探究在通電時間相同和——————相同的情況下，導體產生的熱量與——————大小是否有關的裝置。（3）實驗中通過觀察————————————的變化反映密閉空氣溫度的變化，在研究許多物理問題時都會用到這種方法，下列研究實例采用研究方法與此相同的是——————。A.探究電流與電壓、電阻的關系B.研究平面鏡成像特點C.研究光的傳播時，引入“光線”D.擴散現象表明分子在不停地做無規則運動（4）由圖乙所示，電流表的示數為——————A，在這種情況下，右側容器中定值電阻在10s內產生的熱量是——————J。（5）某實驗小組發現通電一段時間后，其中一個U形管中的液面高度幾乎不變，發生此現象的原因可能是————————————————————————。電流電阻U形管液面高度D2220透明容器密閉性不好(或對應電阻絲短路)1．標有“220V

40W”的電熱器安裝在220V的電路中，工作100s后，所消耗的電能是________J，通過電熱器的電流是________A，產生的熱量是________J。40000.1840002.下列情況中防止電熱危害的是(

)A．電視機背后有散熱窗

B．家電長時期不使用，隔一段時間要通電一次

C．家庭電路一般安裝保險絲

D．大型爆破工程用電熱引發炸藥A3．(2015·樂山)如圖18.4－12所示，將三個相同的空燒瓶口分別用完全相同的氣球密封，用三段阻值不同的電阻絲(R1＜R2＜R3)分別給三個燒瓶中的空氣加熱，通電一段時間后體積變化最大的氣球是(

)A．aB．bC．cD．三個相同C圖18.4-124．如圖18.4－13是探究電流通過導體時產生熱量的多少跟什么因素有關的實驗裝置，兩個透明容器中密封著等量的空氣，U形管中液面的高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，下列說法正確的是(

)A．該實驗裝置是為了探究電流產生的熱量與電阻的關系

B．將左邊容器中的電阻絲換成10Ω的電阻絲后，就可以探究電流產生

的熱量與電阻的關系

C．通電一段時間后，左側U形管中液面的高度差比右側的大

D．該實驗裝置是利用U形管中液體的熱脹冷縮來反應電阻絲放出熱量

的多少的C圖18.4-135.（2019·成都）如圖18.4－14甲是一種家用電暖器，圖乙是其簡化的電路圖，已知R1<R2，電暖器的部分參數如表中所示。要讓電暖器處于第一擋工作，則應將開關——————閉合；要讓電暖器處于第二擋工作，則應將開關——————閉合，要讓電暖器處于第三擋工作，則應將開關——————————閉合。若電暖器在第二擋正常工作10min，則產生的熱量是——————J。S、S2S、S1S、S1、S26×1056.(2018·舟山)筆記本電腦已進入尋常百姓家庭，出差旅游時常隨身攜帶。出于安全考慮，民航局規定，乘客可隨身攜帶0.16kW·h以下的可充電設備。目前，部分航空公司已允許乘客在非起降時間段、有條件地使用筆記本電腦等便攜電子設備。請回答下列問題：(1)某旅客攜帶的筆記本電腦電池容量為3000mA·h，輸出電壓15V，充滿電后，若工作時的平均電流為1.5A，可連續工作多少時間？(2)請通過計算說明該旅客能否將此筆記本電腦帶上民航飛機。(3)使用發現，電腦工作時會發熱，原因是。當升溫到一定值時，溫控開關S1自動閉合，風扇啟動，加快散熱從而保護電腦。如果斷開電源總開關S2，風扇M和其他工作系統同時停止工作。根據上述特點，下列可能符合散熱控溫特點的原理圖是()

t=3000mA·h/1500mA=2h可以，筆記本電腦電池充滿電后能量：W＝UIt＝15V×3A×3600s＝162000J＝0.045kW·h，因為0.045kW·h＜0.16kW·h，所以該筆記本電腦能帶上民航飛機。電流有熱效應B7．小明利用圖18.4－15所示的實驗裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”。甲、乙兩瓶中裝有質量與初溫都相同的煤油，甲瓶中銅絲的電阻比乙瓶中鎳鉻合金絲的電阻小。(1)實驗中煤油吸熱的多少是通過____________(選填“溫度計示數”或“加熱時間”)來反映的。(2)為了在較短的時間內達到明顯的實驗效果，小明選用煤油而不用水做實驗，是因為煤油的比熱容________水的比熱容。(選填“大于”或“小于”)。(3)通電一定時間后，乙瓶中的溫度計示數升得的快，由此得出的實驗結論是_______________________________________________________。(4)該實驗中用到的研究物理問題的方法是____________________。溫度計示數圖18.4-15小于電流和通電時間相同時，電阻越大，產生的熱量越多控制變量法8.（2019·營口）如圖18.4－16甲是小明家使用的電飯煲，圖18.4－16乙是其電路原理圖，R1、R2為阻值不變的電熱絲，S1為溫度自動控制開關，可實現“加熱”和“保溫”狀態的轉換。該電飯煲的最大容量是4L，額定加熱功率是800W，額定保溫功率是100W。[ρ水＝1.0×103kg/m3，c水＝4.2×103J/（kg·℃）]求：（1）電熱絲R1的阻值是多少？（2）該電飯煲將2kg水從20℃加熱到100℃時，水吸收的熱量是多少？（3）關閉家中其他用電器，只讓該電飯煲在加熱狀態下工作4min，觀察到標有“1