2021學(xué)年第4節(jié) 焦耳定律學(xué)案設(shè)計(jì)-學(xué)案下載-教習(xí)網(wǎng)

課堂預(yù)習(xí)
閱讀課本，完成下列問(wèn)題
一電流的熱效應(yīng)
1．在生活中，許多用電器在通電工作的過(guò)程中，都伴有發(fā)熱現(xiàn)象。如電動(dòng)機(jī)在轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程中主要把電能轉(zhuǎn)化為能，同時(shí)伴有把小部分的電能轉(zhuǎn)化為能的發(fā)熱現(xiàn)象。我們把這種電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成能的現(xiàn)象叫做電流的。
2．在課本P99圖18.4-1中的用電器都是利用電能轉(zhuǎn)化為能來(lái)工作的，我們把這類的用電器叫做電熱器。
3．在使用電熱器（如電爐）時(shí)，常會(huì)發(fā)現(xiàn)電爐絲發(fā)熱，而與它連接的導(dǎo)線發(fā)熱（以上兩空均選填“明顯”或“不明顯”）。經(jīng)分析發(fā)現(xiàn)，電爐絲與導(dǎo)線聯(lián)在同一電路中，它們的和相同，只有不同。
由此可猜想：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的有關(guān)。
二探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)
1.實(shí)驗(yàn)?zāi)康模禾骄侩娏魍ㄟ^(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)。
2.探究一：探究電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。觀察實(shí)驗(yàn)，回答下列問(wèn)題。
（1）實(shí)驗(yàn)裝置如圖18.4-1所示。實(shí)驗(yàn)中左右容器內(nèi)的電阻大小不相同，兩個(gè)電阻聯(lián)在同一電路中，通過(guò)它們的相等，U形管中液面高度的變化反映了密閉空氣溫度的。通電前，U形管中液面高度，表示密閉空氣的初溫。
（2）通電一定時(shí)間后，我們發(fā)現(xiàn) 邊U形管液面高度升高較多，這說(shuō)明電流通過(guò) （選填“大電阻”或“小電阻”）所產(chǎn)生的熱量較多。
（3）實(shí)驗(yàn)表明，在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越。（或在電流相同的條件下，導(dǎo)體電阻越，導(dǎo)體的發(fā)熱功率越）
3.探究二：探究電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)裝置如圖18.4-2所示。
4.探究三：探究電阻和電流相同時(shí)，電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與的關(guān)系。改裝如圖18.4-3所示的實(shí)驗(yàn)裝置。
5.交流總結(jié)：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與、、有關(guān)，且電阻越，電流越，通電時(shí)間越，產(chǎn)生的熱量越多。
三焦耳定律
1．焦耳定律的公式：。
2．寫出公式中各符號(hào)的意義及單位：。
3．熱量Q與電能W的關(guān)系：在滿足的條件下，有Q=W= 。
四焦耳定律的應(yīng)用
1．電熱器是利用電流的效應(yīng)而制成的發(fā)熱設(shè)備。它在工作過(guò)程中將能全部轉(zhuǎn)化成能。
2．常見(jiàn)的電熱器有：、、、等。
3．電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，發(fā)熱體是由電阻、熔點(diǎn) 的合金制成的。
4．電熱的利用有兩個(gè)方面：
（1）利用電熱物體（如電熱器的應(yīng)用）；
（2）利用電熱來(lái) （潮濕天氣，如電視機(jī)、電腦等家用電器不使用時(shí)都要定時(shí)開(kāi)機(jī)）。
5．在生活中，電熱有有利的一面，也有不利的一面。如用電器長(zhǎng)時(shí)間連續(xù)工作，常常會(huì)由于電熱而導(dǎo)致過(guò)高，燒壞內(nèi)部的元件，因此，家用電器常常在外部設(shè)計(jì) 和在內(nèi)部安裝來(lái)幫助散熱。
練一練
1下表為某電熱水壺的銘牌．設(shè)電熱水壺工作時(shí)電阻不變，請(qǐng)根據(jù)銘牌上的參數(shù)，電熱水壺正常工作時(shí)的電阻為（）
A 50Ω
B 48.4Ω
C 484Ω
D 條件不足
2有兩個(gè)電阻：R1=3Ω，R2=4Ω，若將它們串聯(lián)在電路中，則在相同時(shí)間內(nèi)消耗的電能之比W1：W2=___1___：___2___；若將它們并聯(lián)在電路中，則在相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比Q1：Q2=___3___：___4___
3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，采用的科學(xué)研究方法是（）
A 控制變量法
B 等效替代法
C 建模法
4某玩具汽車的電動(dòng)機(jī)使用12V的電源驅(qū)動(dòng)，小聰將原來(lái)標(biāo)有“12V、1A、1Ω”字樣的電動(dòng)機(jī)，更換為標(biāo)有“12V、1A、0.5Ω”字樣的電動(dòng)機(jī)，小聰這樣做既減小了電流的___1___（選填“磁”、“熱”、“化學(xué)”）效應(yīng)對(duì)小汽車的危害，又提高了能量的利用率．
5在探究導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，用溫度計(jì)的示數(shù)來(lái)間接反應(yīng)了導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這在物理上叫（）
A 控制變量法
B 轉(zhuǎn)換法
C 理想實(shí)驗(yàn)
6兩根電熱絲，電阻之比為2：1，若把他們串聯(lián)接在電路中，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)__1___：___2___；
若把他們并聯(lián)接在電路中，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)__3___:___4___．（均填寫最簡(jiǎn)整數(shù)比）
7已知電阻R甲、R乙R甲、R乙的大小關(guān)系，如圖裝置可以研究電流熱效應(yīng)與電阻大小的關(guān)系（）
A正確
B錯(cuò)誤
C 無(wú)法確定
8現(xiàn)在許多家庭為了保健購(gòu)置了足浴盆，已知某品牌足浴盆正常工作時(shí)電壓為220V，電流為3.5A。向該足浴盆中注入10L溫度為27℃的清水，若足浴盆正常工作l0min，水溫將升高到___1___℃．（不計(jì)熱量損失，ρ水＝1.0×103 kg/m3m3，c水＝4.2×103 J/（kg?℃）
9一只電熱壺裝滿水后接在220V的電源上，通過(guò)它的電流是1.2A，若通電10min將水燒開(kāi)，則電流做功___1___J，消耗電能___2___J；若將該電熱壺接在110V的電源上，則燒開(kāi)這壺水需要___3___min．
10在如圖甲所示的電路中，電源電壓為8V，電流表的量程為0～0.6A，電壓表的量程為0～3V，燈泡R1標(biāo)有“6V3W”字樣，電阻R3的U﹣I圖象如圖乙所示，問(wèn)：
（1）只閉合開(kāi)關(guān)S2時(shí)，用電器R3在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q3是___1___ J。
（2）只閉合開(kāi)關(guān)S3時(shí)，在不損壞電路元件的情況下，變阻器R2的取值范圍是是___2___Ω～___3___Ω，燈泡的功率范圍是___4___ W～___5___ W。
參考答案
一
1．機(jī)械內(nèi) 內(nèi) 熱效應(yīng) 2．內(nèi)
3．明顯不明顯串電流通電時(shí)間電阻電阻
二
2．電阻（1）串電流變化相同相同
（2）右大電阻（3）大多大高
3．電流 4．通電時(shí)間
5．電流通電時(shí)間導(dǎo)體的電阻大大長(zhǎng)
三
1．Q=I2Rt 3．電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 UIt
四
1．熱電內(nèi) 3．大高
4．（1）加熱（2）驅(qū)潮
5．溫度散熱窗微型風(fēng)扇
練一練
1 B
2 3 4 4 3
3 A
4 熱
5 B
6 2 1 1 2
7 A
8 38
9 1.584×105 1.584×105 40
10 60 4 7.2 2.1 3

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