資源簡(jiǎn)介 第4節(jié) 焦耳定律 第1課時(shí) 認(rèn)識(shí)焦耳定律 知識(shí)點(diǎn)1 電流的熱效應(yīng)1.我國(guó)研發(fā)的帶電源的加熱手套(如圖所示)提供給冬奧會(huì)運(yùn)動(dòng)員使用。下列與加熱手套工作原理相同的用電器是( C )A.電動(dòng)打蛋器 B.電風(fēng)扇C.電飯鍋 D.洗衣機(jī)第1題圖 第2題圖知識(shí)點(diǎn)2 探究電熱與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系2.為了探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān),某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。兩段阻值不同的電阻絲(R1<R2)密封在兩個(gè)完全相同的燒瓶中,并通過(guò)短玻璃管與相同的氣球相連。下列說(shuō)法正確的是( C )A.該實(shí)驗(yàn)只用到“轉(zhuǎn)換法”B.圖中通過(guò)R1的電流大于通過(guò)R2的電流C.相同時(shí)間內(nèi),B氣球比A氣球的膨脹程度大D.該裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系3.[易錯(cuò)題]某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下,探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示,兩個(gè)透明容器中密封著等量空氣,U形管中液面最初相平,兩個(gè)密閉容器中接入電熱絲R1、R2,右邊容器上方接入電熱絲R3,在通電時(shí)間相同的情況下,觀(guān)察兩個(gè)U形管中液面高度的變化。(1)本實(shí)驗(yàn)是根據(jù) 氣體 (選填“氣體”或“液體”)的熱脹冷縮來(lái)反映電流產(chǎn)生熱量的多少。 (2)已知R1=10 Ω,R3=6 Ω,為了研究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,則R2= 10 Ω。通電一定時(shí)間,觀(guān)察到 甲 (選填“甲”或“乙”)容器U形管的液面高度差較大。由此得到的結(jié)論是 電阻和通電時(shí)間相同時(shí),電流越大 ,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。 (3)若將并聯(lián)的兩根電阻絲R3和R2都放入右邊的密閉容器中,則可研究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 電阻 的關(guān)系。 4.在“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,提供了如圖的實(shí)驗(yàn)器材,其中R1>R2。實(shí)驗(yàn)一:探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系(1)請(qǐng)按照?qǐng)D中的電路圖將對(duì)應(yīng)實(shí)物圖連接完整。如圖所示(2)電路中電阻絲的連接方式是為了控制 電流相等?。浑娮杞z放出熱量的多少,通過(guò) 溫度計(jì)的示數(shù)變化 來(lái)進(jìn)行判斷。 (3)閉合開(kāi)關(guān),經(jīng)過(guò)一定時(shí)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 大于 (選填“大于”“小于”或“等于”)Δt2。 實(shí)驗(yàn)二:探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系(4)閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,使電路中的電流變成實(shí)驗(yàn)一中電流的2倍,且通電時(shí)間相同。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):用電阻絲R1(或R2)加熱的煤油,溫度升高量Δt1'(或Δt2') 大于 (選填“大于”“小于”或“等于”)2Δt1(或2Δt2),該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與電流 不成 正比例關(guān)系。 (5)你認(rèn)為做這個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是 實(shí)驗(yàn)過(guò)程中電阻絲產(chǎn)生的熱量不能被液體全部吸收 。 第2課時(shí) 焦耳定律的應(yīng)用 知識(shí)點(diǎn)1 焦耳定律的簡(jiǎn)單計(jì)算1.額定電壓為220 V的家用電暖器正常工作時(shí),通過(guò)內(nèi)部電熱絲的電流為5 A,則電熱絲正常工作時(shí)的電阻為 44 Ω,工作10 min產(chǎn)生的熱量為 6.6×105 J。電熱絲通電后變得很燙,而連接的導(dǎo)線(xiàn)卻不怎么熱,這是由于導(dǎo)線(xiàn)電阻遠(yuǎn) 小于 (選填“大于”或“小于”)電熱絲電阻的緣故。 2.如圖所示的電路,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電路中的電流為1 A,電壓表V的示數(shù)為9 V,定值電阻R的阻值為4 Ω,電動(dòng)機(jī)的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為90%,下列說(shuō)法正確的是( B )A.電壓表V1的示數(shù)為4 VB.電動(dòng)機(jī)M的線(xiàn)圈電阻為0.5 ΩC.電路消耗的總功率是4 WD.通電1 min電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是300 J第2題圖 第3題圖3.如圖所示的電路中,電源電壓恒定,R1∶R2=1∶2。開(kāi)關(guān)S閉合后,通過(guò)R1、R2的電流分別為I1、I2;R1、R2的電功率分別為P1、P2;相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)R1、R2的電流做的功分別為W1、W2;相同時(shí)間內(nèi)R1、R2產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2。則下列說(shuō)法正確的是( D )A.I1∶I2=1∶2 B.P1∶P2=1∶4C.Q1∶Q2=4∶1 D.W1∶W2=2∶14.在如圖所示的電路中,電源電壓不變,R1=10 Ω,R2=5 Ω。(1)當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2,斷開(kāi)S1、S3時(shí),電流表的示數(shù)為0.4 A,求電源電壓。(2)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S3,斷開(kāi)S2時(shí),求通電10 s內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量。解:(1)已知R1=10 Ω,R2=5 Ω,當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2,斷開(kāi)S1、S3時(shí),R1和R2串聯(lián),R總=R1+R2=10 Ω+5 Ω=15 Ω,電流表的示數(shù)為0.4 A,電源電壓U=IR總=0.4 A×15 Ω=6 V。(2)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S3,斷開(kāi)S2時(shí),R1和R2并聯(lián),因?yàn)閁=6 V,R1=10 Ω,那么通過(guò)R1的電流I1==0.6 A,通電10 s內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量Q=Rt=(0.6 A)2×10 Ω×10 s=36 J。知識(shí)點(diǎn)2 電熱的利用和防止5.標(biāo)有“220 V 60 W”的電風(fēng)扇和標(biāo)有“220 V 60 W”的電熱水壺并聯(lián)在家庭電路中,相同時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇消耗的電能 等于 電熱水壺消耗的電能;相同時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量 小于 電熱水壺產(chǎn)生的熱量。(均選填“大于”“小于”或“等于”) 6.[跨學(xué)科·物理學(xué)與日常生活]下列情況中屬于防止電熱帶來(lái)危害的是( C )A.電熨斗熨衣服B.大型爆破工程,利用電熱裝置引爆炸藥C.電動(dòng)機(jī)外殼有散熱片D.用電器長(zhǎng)時(shí)間停用,隔一段時(shí)間應(yīng)通一次電7.[易錯(cuò)題]現(xiàn)有兩電熱絲,甲標(biāo)有“10 Ω 1 A”,乙標(biāo)有“15 Ω 0.6 A”,把它們并聯(lián)起來(lái),通電10 s后,甲、乙兩電熱絲產(chǎn)生的總熱量最多為 135 J。 8.一款家用電煮鍋有加熱和保溫兩個(gè)擋位,工作電路如圖所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,S2 閉合 (選填“斷開(kāi)”或“閉合”)時(shí),處于加熱擋位。若加熱時(shí)電路中電阻為42 Ω,電路中電流為5 A,加熱2分鐘,不計(jì)能量損失,能使質(zhì)量為2 kg的水從20 ℃升高到 35 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] [變式訓(xùn)練]某電熱水器簡(jiǎn)化電路如圖所示,保溫功率為220 W,加熱功率為1 100 W,R1和R2均為定值電熱絲,S為自動(dòng)開(kāi)關(guān),電熱絲R1的阻值為 176 Ω;如果該電熱水器的熱效率為80%,將2 L的水從12 ℃電加熱至沸騰,需要 840 s。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0 g/cm3,氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓] 9.如圖是某種小型家用電熱水器的簡(jiǎn)化電路圖,開(kāi)關(guān)S可根據(jù)水溫切換成加熱和保溫兩種狀態(tài),R1、R2都是發(fā)熱電阻,熱水器主要參數(shù)如表[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)]。額定電壓 220 V 容積 20 L加熱功率 1 100 W 保溫功率 100 W(1)在上述加熱狀態(tài)下,正常工作5 min將產(chǎn)生多少熱量?(2)水箱中裝滿(mǎn)初溫為25 ℃的水,加熱使水溫度升高到50 ℃,水需要吸收多少熱量?(3)R2的阻值為多大?解:(1)正常工作5 min將產(chǎn)生熱量Q=W=Pt=1 100 W×5×60 s=3.3×105 J。(2)水的質(zhì)量m=ρV=1×103 kg/m3×20×10-3 m3=20 kg,則水吸收的熱量Q吸=cm(t-t0)=4.2×103 J/(kg·℃)×20 kg×(50 ℃-25 ℃)=2.1×106 J。(3)由題圖知加熱時(shí)兩個(gè)開(kāi)關(guān)都閉合,兩電阻并聯(lián),保溫時(shí)只閉合開(kāi)關(guān)S,只有電阻R1工作,由并聯(lián)電路電阻的規(guī)律知R2的功率P2=P加-P保=1 100 W-100 W=1 000 W,則R2==48.4 Ω。[變式訓(xùn)練]如圖是某電蒸鍋的內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖,R1、R2均為發(fā)熱電阻,R1的阻值為484 Ω,加熱擋功率為1 200 W。用此電蒸鍋對(duì)質(zhì)量為1.2 kg的水加熱使其溫度升高75 ℃,需要的時(shí)間為375 s,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:(1)保溫?fù)醯墓β省?br/>(2)電阻R2的阻值。(3)水吸收的熱量。(4)電蒸鍋的加熱效率。解:(1)當(dāng)S1、S2均閉合時(shí),R1、R2并聯(lián),只閉合S1時(shí),只有R1接入電路,根據(jù)并聯(lián)電路的電阻特點(diǎn)可知,并聯(lián)電路的總電阻小于任一分電阻,所以當(dāng)S1、S2均閉合時(shí),R1、R2并聯(lián),電路中的電阻最小,由P=UI=可知,電路的總功率最大,電蒸鍋處于加熱擋。只閉合S1時(shí),只有R1接入電路,電路中的電阻最大,電路的總功率最小,電蒸鍋處于保溫?fù)?,保溫?fù)豕β蔖保==100 W。(2)當(dāng)S1、S2均閉合時(shí),R1、R2并聯(lián),電蒸鍋處于加熱擋,根據(jù)并聯(lián)電路的特點(diǎn)可知,電阻R2的電功率P2=P熱-P保=1 200 W-100 W=1 100 W,由P=可知,電阻R2的阻值R2==44 Ω。(3)將質(zhì)量為1.2 kg的水加熱使其溫度升高75 ℃,水吸收的熱量Q吸=c水mΔt=4.2×103 J/(kg·℃)×1.2 kg×75 ℃=3.78×105 J。(4)由P=可知,電蒸鍋消耗的電能W=P熱t(yī)=1 200 W×375 s=4.5×105 J,則該電蒸鍋的加熱效率η=×100%=×100%=84%。10.如圖所示是某“養(yǎng)生壺”工作電路圖。它有高溫、中溫、低溫三個(gè)擋位,其低溫?fù)醯墓β蕿?75 W,其中R1、R2為發(fā)熱電阻,R2=88 Ω。則它的發(fā)熱電阻R1為 88 Ω,在額定電壓下用高溫?fù)跫訜? kg水,使其溫度從20 ℃上升到80 ℃,加熱過(guò)程中電流做的功為 7.56×105 J。[不計(jì)熱量損失,c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 第4節(jié) 焦耳定律 第1課時(shí) 認(rèn)識(shí)焦耳定律 知識(shí)點(diǎn)1 電流的熱效應(yīng)1.我國(guó)研發(fā)的帶電源的加熱手套(如圖所示)提供給冬奧會(huì)運(yùn)動(dòng)員使用。下列與加熱手套工作原理相同的用電器是()A.電動(dòng)打蛋器 B.電風(fēng)扇C.電飯鍋 D.洗衣機(jī)第1題圖 第2題圖知識(shí)點(diǎn)2 探究電熱與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系2.為了探究電流產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān),某同學(xué)設(shè)計(jì)了如圖所示的裝置。兩段阻值不同的電阻絲(R1<R2)密封在兩個(gè)完全相同的燒瓶中,并通過(guò)短玻璃管與相同的氣球相連。下列說(shuō)法正確的是()A.該實(shí)驗(yàn)只用到“轉(zhuǎn)換法”B.圖中通過(guò)R1的電流大于通過(guò)R2的電流C.相同時(shí)間內(nèi),B氣球比A氣球的膨脹程度大D.該裝置可探究電流產(chǎn)生的熱量與電流大小的關(guān)系3.[易錯(cuò)題]某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下,探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實(shí)驗(yàn)器材如圖所示,兩個(gè)透明容器中密封著等量空氣,U形管中液面最初相平,兩個(gè)密閉容器中接入電熱絲R1、R2,右邊容器上方接入電熱絲R3,在通電時(shí)間相同的情況下,觀(guān)察兩個(gè)U形管中液面高度的變化。(1)本實(shí)驗(yàn)是根據(jù) (選填“氣體”或“液體”)的熱脹冷縮來(lái)反映電流產(chǎn)生熱量的多少。 (2)已知R1=10 Ω,R3=6 Ω,為了研究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,則R2= Ω。通電一定時(shí)間,觀(guān)察到 (選填“甲”或“乙”)容器U形管的液面高度差較大。由此得到的結(jié)論是 ,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。 (3)若將并聯(lián)的兩根電阻絲R3和R2都放入右邊的密閉容器中,則可研究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與 的關(guān)系。 4.在“探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中,提供了如圖的實(shí)驗(yàn)器材,其中R1>R2。實(shí)驗(yàn)一:探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系(1)請(qǐng)按照?qǐng)D中的電路圖將對(duì)應(yīng)實(shí)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(guò) 來(lái)進(jìn)行判斷。 (3)閉合開(kāi)關(guān),經(jīng)過(guò)一定時(shí)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 (選填“大于”“小于”或“等于”)Δt2。 實(shí)驗(yàn)二:探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系(4)閉合開(kāi)關(guān),移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭,使電路中的電流變成實(shí)驗(yàn)一中電流的2倍,且通電時(shí)間相同。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn):用電阻絲R1(或R2)加熱的煤油,溫度升高量Δt1'(或Δt2') (選填“大于”“小于”或“等于”)2Δt1(或2Δt2),該實(shí)驗(yàn)說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量與電流 正比例關(guān)系。 (5)你認(rèn)為做這個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是 。 第2課時(shí) 焦耳定律的應(yīng)用 知識(shí)點(diǎn)1 焦耳定律的簡(jiǎn)單計(jì)算1.額定電壓為220 V的家用電暖器正常工作時(shí),通過(guò)內(nèi)部電熱絲的電流為5 A,則電熱絲正常工作時(shí)的電阻為 Ω,工作10 min產(chǎn)生的熱量為 J。電熱絲通電后變得很燙,而連接的導(dǎo)線(xiàn)卻不怎么熱,這是由于導(dǎo)線(xiàn)電阻遠(yuǎn) (選填“大于”或“小于”)電熱絲電阻的緣故。 2.如圖所示的電路,當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí),電路中的電流為1 A,電壓表V的示數(shù)為9 V,定值電阻R的阻值為4 Ω,電動(dòng)機(jī)的電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能的效率為90%,下列說(shuō)法正確的是()A.電壓表V1的示數(shù)為4 VB.電動(dòng)機(jī)M的線(xiàn)圈電阻為0.5 ΩC.電路消耗的總功率是4 WD.通電1 min電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是300 J第2題圖 第3題圖3.如圖所示的電路中,電源電壓恒定,R1∶R2=1∶2。開(kāi)關(guān)S閉合后,通過(guò)R1、R2的電流分別為I1、I2;R1、R2的電功率分別為P1、P2;相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)R1、R2的電流做的功分別為W1、W2;相同時(shí)間內(nèi)R1、R2產(chǎn)生的熱量分別為Q1、Q2。則下列說(shuō)法正確的是()A.I1∶I2=1∶2 B.P1∶P2=1∶4C.Q1∶Q2=4∶1 D.W1∶W2=2∶14.在如圖所示的電路中,電源電壓不變,R1=10 Ω,R2=5 Ω。(1)當(dāng)只閉合開(kāi)關(guān)S2,斷開(kāi)S1、S3時(shí),電流表的示數(shù)為0.4 A,求電源電壓。(2)當(dāng)閉合開(kāi)關(guān)S1、S3,斷開(kāi)S2時(shí),求通電10 s內(nèi)電阻R1產(chǎn)生的熱量。知識(shí)點(diǎn)2 電熱的利用和防止5.標(biāo)有“220 V 60 W”的電風(fēng)扇和標(biāo)有“220 V 60 W”的電熱水壺并聯(lián)在家庭電路中,相同時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇消耗的電能 電熱水壺消耗的電能;相同時(shí)間內(nèi)電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量 電熱水壺產(chǎn)生的熱量。(均選填“大于”“小于”或“等于”) 6.[跨學(xué)科·物理學(xué)與日常生活]下列情況中屬于防止電熱帶來(lái)危害的是()A.電熨斗熨衣服B.大型爆破工程,利用電熱裝置引爆炸藥C.電動(dòng)機(jī)外殼有散熱片D.用電器長(zhǎng)時(shí)間停用,隔一段時(shí)間應(yīng)通一次電7.[易錯(cuò)題]現(xiàn)有兩電熱絲,甲標(biāo)有“10 Ω 1 A”,乙標(biāo)有“15 Ω 0.6 A”,把它們并聯(lián)起來(lái),通電10 s后,甲、乙兩電熱絲產(chǎn)生的總熱量最多為 J。 8.一款家用電煮鍋有加熱和保溫兩個(gè)擋位,工作電路如圖所示。當(dāng)開(kāi)關(guān)S1閉合,S2 (選填“斷開(kāi)”或“閉合”)時(shí),處于加熱擋位。若加熱時(shí)電路中電阻為42 Ω,電路中電流為5 A,加熱2分鐘,不計(jì)能量損失,能使質(zhì)量為2 kg的水從20 ℃升高到 ℃。[c水=4.2×103 J/(kg·℃)] [變式訓(xùn)練]某電熱水器簡(jiǎn)化電路如圖所示,保溫功率為220 W,加熱功率為1 100 W,R1和R2均為定值電熱絲,S為自動(dòng)開(kāi)關(guān),電熱絲R1的阻值為 Ω;如果該電熱水器的熱效率為80%,將2 L的水從12 ℃電加熱至沸騰,需要 s。[已知c水=4.2×103 J/(kg·℃),ρ水=1.0 g/cm3,氣壓為標(biāo)準(zhǔn)大氣壓] 9.如圖是某種小型家用電熱水器的簡(jiǎn)化電路圖,開(kāi)關(guān)S可根據(jù)水溫切換成加熱和保溫兩種狀態(tài),R1、R2都是發(fā)熱電阻,熱水器主要參數(shù)如表[水的比熱容為4.2×103 J/(kg·℃)]。額定電壓 220 V 容積 20 L加熱功率 1 100 W 保溫功率 100 W(1)在上述加熱狀態(tài)下,正常工作5 min將產(chǎn)生多少熱量?(2)水箱中裝滿(mǎn)初溫為25 ℃的水,加熱使水溫度升高到50 ℃,水需要吸收多少熱量?(3)R2的阻值為多大?[變式訓(xùn)練]如圖是某電蒸鍋的內(nèi)部簡(jiǎn)化電路圖,R1、R2均為發(fā)熱電阻,R1的阻值為484 Ω,加熱擋功率為1 200 W。用此電蒸鍋對(duì)質(zhì)量為1.2 kg的水加熱使其溫度升高75 ℃,需要的時(shí)間為375 s,已知c水=4.2×103 J/(kg·℃)。求:(1)保溫?fù)醯墓β省?br/>(2)電阻R2的阻值。(3)水吸收的熱量。(4)電蒸鍋的加熱效率。10.如圖所示是某“養(yǎng)生壺”工作電路圖。它有高溫、中溫、低溫三個(gè)擋位,其低溫?fù)醯墓β蕿?75 W,其中R1、R2為發(fā)熱電阻,R2=88 Ω。則它的發(fā)熱電阻R1為 Ω,在額定電壓下用高溫?fù)跫訜? kg水,使其溫度從20 ℃上升到80 ℃,加熱過(guò)程中電流做的功為 J。[不計(jì)熱量損失,c水=4.2×103 J/(kg·℃)] 展開(kāi)更多...... 收起↑ 資源列表 18.4焦耳定律-學(xué)生版.docx 18.4焦耳定律.docx 縮略圖、資源來(lái)源于二一教育資源庫(kù)