1、1第 4节 焦耳定律【学习目标】1.知道电流的热效应。2.理解焦耳定律的内容,会运用公式进行简单的计算。3.知道电热的利用和防止的生活实例。【预学部分】1.电流的热效应。 2焦耳定律的内容及公式。 3.电热的利用和防止。【合学部分】合学一：电流的热效应阅读教材 99页电流的热效应部分内容，回答展示一的问题。合学二：焦耳定律阅读教材 100-101页焦耳定律的内容，回答展示二的问题。合学三：电热的利用和防止阅读教材 101页电热的利用和防止部分的内容，回答展示三的问题。【展示部分】展示一：电流的热效应电熨斗、电热水器这两个用电器工作时有什么共同的特点？生活中还有哪些用电器与上两个用电器一样？电流
2、通过导体时产生的热与什么因素有关？猜想。根据什么方法设计实验？如何比较瓶内空气的温度不同？根据书本的实验现象能得出什么结论？2归纳总结:在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量 。在电阻相同、通电时间相同的情况下,电流越大,产生 的热量 。 试解释导课部分的内容：为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？展示二：焦耳定律总结焦耳定律的内容及公式：利用纯电阻电路推导焦耳定律的公式：自主阅读教材 101页例题，完成下面这道题。一 只 烘 干 箱 ， 当 通 过 的 电 流 是 5 安 时 ， 每 分 钟 产 生 的 热 量 是 6.6104焦 ， 求 该 烘 干 箱 发 热 体 的电
3、 阻 和 功 率 ？ 工 作 5 小 时 用 几 度 电 ？展示三：电热的利用和防止电热对我们是有利还是有害的? .生活中我们是如何利用电热的?有时电热会给我们造成什么危害?我们又是如何防止的呢?【点拨部分】对所遇到的问题进行适时点拨【反馈部分】1.如图所示的各种用电器中,利用电流的热效应来工作的是( )32.当电源电压一定时,为了使电炉的电热丝在相等的时间内发热量增加,可采取的措施是( )A.增大电热丝的电阻 B.减小电热丝的电阻C.在电热丝上并联电阻 D.在电热丝上串联电阻3.下列事例中,能防止电热造成危害的是( )A.收音机、电视机的机壳上开有许多小孔B.高空飞行员所穿衣服里的电热保暖装
4、置C.用于烘干物体的电烘箱D.大型爆破工程,常常用电热装置引爆炸药4.张亮同学仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯四种电器,发现它们上面都标着“220 V 40 W”的字样,若它们都在额定电压下工作相同的时间,放出热量最多的是( )A.电视机 B.电风扇 C.白炽灯 D.节能灯5.陈师傅在检修一只 1 000 W的电炉时,发现电炉丝断了一小截,他用一段较细一些但由同种材料制成的电炉丝将残缺部分补接至原长,这样再接入原电路中时,其实际发热功率将( )A.小于 1 000 W B.等于 1 000 W C.大于 1 000 W D.无法判断6.当温度下降到很低时,导体电阻会突然消失,称为超
5、导现象,假如,白炽灯灯丝、电动机内线圈、电饭锅的发热板、电熨斗的发热电阻都是用超导材料制作的,则下列说法正确的是( )A.灯仍发光B.电动机运转且效率比 原来更高C.电饭锅仍能煮饭D.电熨斗仍能熨衣服7.关于电热和电热器有以下几种说法,正确的是( )A.电热只有积极作用而无消极作用4B.电热器的电阻越大,电流通过它时产生的热量就越多C.电炉、电烤箱、电吹风、电熨斗、电风扇等都是电热器D.500 W的电热器连续正常工作 2 h就消耗 1 kWh的电能8.如图所示,是研究电流热效应的部分实验电路,甲电阻丝的阻值小于乙电 阻丝的阻值。比较通电后两根电阻丝各自两端的电压 U 甲 、 U 乙 以及它们在
6、相同时间内分别产生的热量 Q 甲 、 Q 乙 的大小,下面关系中正确的是( )A.U 甲 =U 乙 ,Q 甲 =Q 乙 B.U 甲 Q 乙C.U 甲 U 乙 ,Q 甲 Q 乙9.小明家新买了一个规格为 800 W的电热水壶,他经过几次实验后发现,晚饭后烧开一壶水总比早晨烧开一壶水所用的时间长,你认为主要原因是( )A.晚间大气压升高,水的沸点升高,需要的热量比早晨多B.晚间电热水壶两端的电压低于早晨电热水壶两端的电压C.晚间水蒸发更快,带走更多的热量D.晚间环境温度比早晨的温度低10.一台电动机正常工作时,两端的电压为 220 V,通过线圈的电流为 10 A,若此线圈的电阻为 2 ,那么它的电
7、功率是 W,这台电动机 1 min内产生的热量是 J,这台电动机的效率是 。 11.因为忙于中考复习,小丽已经很长时间没有打开过自己的电脑了,进入潮湿的夏季后 ,爸爸建议小 丽定期给电脑通一会儿电。请你解释这样做的道理。512.如图是某品牌家用电饭锅的工作原理图,已知 R2的阻值为 44 ;单独闭合开关 S1时,电饭锅处于保温状态,此时的保温功率为 40 W。求:(1)R1的阻值;(2)同时闭合开关 S1、S 2,电饭锅工作 1 min消耗的电能。6参考答案答案点拨:比较额定电压相同的灯泡,在相同时间内产生的热量。由于通过灯泡的电流不同,无法直接根据焦耳定律 Q=I2Rt判断。结合欧姆定律 I
8、=,根据 Q=t可知,电阻越大的灯泡产生的热量越少。课堂检测1.B 解析:B 项中电炉子是利用电流的热效应来工作的;A、C、D 三项均不是利用电流的热效应来工作的,而且在工作过程中要减少电流的热效应的不利影响。2.B 解析:在电压一定的条件下,根据 P=可知,减小电热丝的电阻才可增加电功率,即在相同的时间里发热多,故 B项正确。3.A 解析:收音机、电视机的机壳上开有许多小孔,是为了散发收音机、电视机工作时产生的热量 ,能防止电热造成危害。B、C、D 三项都是利用电热的事例。4.C 解析:当电流流经电视机、电风扇、白炽灯、节能灯时,都要消耗电能,且在相同时间内消耗的电能相同,但只有电流流经白炽
9、灯时,消耗的电能大部分转化为热能,可见产生热量最多的是白炽灯。5.A 解析: 由题意可知,修补电炉所用的电炉丝与原来的电炉丝长度、材料相同,但横截面积较小,因此电炉丝修补后的电阻比原来增大了,根据公式 P=可知,在 U不变, R增大时, P将 减小,A 项正确。6.B 解析:白炽灯发光、电饭锅煮饭、电熨斗熨衣服都是利用电流热效应来工作的,假如它们用超导材料制作,由于电阻为 0,根据焦耳定律 Q=I2Rt,它们都不能工作。而电动机工作时电能主要转化为机械能,由于电流热效应,同时线圈发热,如果线圈电阻为 0,则电能全部转化为机械能,减少了能量损耗。77.D 解析:电热既有利也有害,A 项错误;根据
10、 Q=I2Rt,电流通过电热器产生的热量由电流 I、电阻 R和通电时间 t共同决定,电阻越大,产生的热量不一定多,B 项错误;电吹风、电风扇不是电热器,C项错误;500 W 的电热器连续正常工作 2 h,消耗的电能 W=Pt=0.5 kW2 h=1 kWh,故 D项正确。8.C 解析:甲、乙两电阻丝串联,甲电阻丝的阻值小于乙电阻丝的阻值,根据串联电路的分压特点, U 甲 U 乙 ;由公式 Q=I2Rt可知,在电流和通电时间相同时, R越大,电流通过导体产生的热量越多。9.B 解析:晚间各用户的用电器使用的较多,用电器两端电压小于早晨的电压,由 Q=t可知,在相同的时间内,晚间电热水壶放出的热量
11、少,B 项正确。10.答案:2 200 1.2104 90.9%解析:电动机工作时的电功率 P=UI=220 V10 A=2 200 W,由于电动机是非纯电阻电路,计算电动机产生的热量应该用基本公式 Q=I2Rt=(10 A)22 60 s=1.2104 J。电动机做的机械功为W=W 总 -Q=Pt-Q=2 20060 J-1.2104 J=1.2105 J。电动机 的效率 =90 .9%。11.答案:利用电流的热效应来驱潮。12.答案:(1)1 210 (2)6.84104 J解析:(1) R1=1 210 。(2)同时闭合开关 S1、S 2时,两电阻并联,工作 1 min,R1消耗的电能W1=P 保温 t=40 W60 s=2.4103 J,R2消耗的电能 W2=t=60 s=6.6104 J,电路消耗的电能W=W1+W2=2.4103 J+6.6104 J=6.84104 J。
