专题3欧姆定律及焦耳定律

专题3 欧姆定律及焦耳定律

导体中的电场和电流

1.电流的分析与计算

(1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 (2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。

(3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时t

q

I =

中，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 (4)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。 2.电流的微观表达式nqSv I =的应用

在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I =q ／t 计算电流时应引起注意.

例1 在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为2 C ，向左迁移的负离子所带的电荷量为3 C.那么电解槽中电流的大小应为I =10

3

221+=+t q q A=0.5 A ，而不是I =

10

2

3- A=0.1 A. 例2 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流为1mA 的细柱形质子流。已知质子电荷e =1.60×10-19C 。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n 1和n 2，则n 1∶n 2=_______。

（例2）

解析：按电流的定义，.1025.6,15?==∴=

e

I

t n t ne I 由于各处电流相同，设这段长度为l ，其中的质子数为n 个， 则由v n l nev I v l t t ne I 1

,∝∴===

得和。而1

2

,,212212==∴∝∴=s s n n s v as v 电动势

1.电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。在电池中，非静电力的作用是化学作用，它把化学能转化为电能；在发动机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电能。

2.电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领；电动势在数值上等于非静电力把1C 正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功；电动势由电源中非静电力的性质决定，

跟电源的体积无关，也跟外电路无关。 3.电池的参数

（1）电动势是电池的重要参数，电动势取决于电池正负极材料及电解液的化学性质，跟电池的大小无关。

（2）电池的容量是电池放电时能输出的总电荷量，通常以安培小时或毫安小时为单位。 （3）电池的内阻指电源内部导体对电源的阻碍作用，它在使用过程中变化较大，对同种电池来说，体积越大，电池的容量越大，内阻越小。

例1．下面是对电源电动势概念的认识，你认为正确的是 （ ） A ．同一电源接入不同的电路，电动势就会发生变化 B ．1号干电池比7号干电池大，但电动势相同

C ．电源电动势表征了电源把其他形式的能转化为电能的本领，电源把其他形式的能转化为电能越多，电动势就越大

D ．电动势、电压和电势差虽名称不同，但物理意义相同，所以单位也相同 解答： B

例2．下图是两个电池外壳上的说明文字

某型号进口电池

某型号国产电池

RECHARGEABLE

1.2V500mAh STANDARD CHARGE

15h at 50mA

GNY0.6(KR-AA) 1.2V 600mAh RECHARGEABLE STANDARD CHARGE 15h at 60mA

（例2）

上述进口电池的电动势是______V .上述国产电池最多可放出______mAh 的电荷量；若该电池平均工作电流为0.03 A ，则最多可使用_____h. 解答：（1）1.2；600；20

欧姆定律

1.理解欧姆定律

欧姆定律是在金属导体基础上总结出来的，实验表明，除金属导体外，欧姆定律对电解液也适用，但对气态导体（如日光灯管中的气体）和某些导电器件（如晶体管）并不适用。

“R U I =

”和“t q I =”两者是不同的，t

q

I =是电流的定义式，只要导体中有电流，不管是什么导体在导电，都适用；而R

U

I =是欧姆定律的表达式，只适用于特定的电阻（线性

电阻），不能将两者混淆。

2.电阻

I

U

R =

是电阻的定义式，说明了一种量度和测量电阻的方法，并不说明“电阻与导体两端的电压成正比，与通过导体的电流成反比”。I

U

R =适用于所有导体，无论是“线性电阻”

还是“非线性电阻”。

对同一个线性导体，不管电压和电流的大小怎样变化，比值R 都是恒定的，对于不同的导体，R 的数值一般是不同的，R 是一个与导体本身性质有关的物理量。

3.导体的伏安特性曲线

导体的伏安特性曲线是直线的电学元件叫做线性元件，对欧姆定律不适用的元件，电流和电压不成正比，伏安特性曲线不是直线，这种电学元件叫做非线性元件。

对线性元件，导体的伏安特性曲线的斜率表示导体电阻的倒数（如图1），斜率大的，电阻小；对非线性元件，伏安特性曲线上某一点的纵坐标和横坐标的比值，即曲线的割线斜率表示了导体的电阻的倒数（如图2）。

下图是二极管的伏安特性曲线：二极管具有单向导电性。加正向电压时，二极管电阻较小，通过二极管的电流较大；加反向电压时，二极管的电阻较大，通过二极管的电流较小。

例1．如图所示的图象所对应的两个导体：

(1)电阻之比R 1:R 2为 ；

(2)若两个导体中的电流相等（不为零）时，电压之比U 1:U 2为 ； (3)若两个导体的电压相等（不为零）时，电流之比为I 1:I 2 。

（例1）

解析：(1)从I-U 图象可以得出1、2两个导体的电阻是定值电阻，电阻的大小等于图象斜率的倒数，

所以Ω=Ω??==--310510153

3

111I U R Ω=Ω??==--110

51053

3

222I U R 即R 1:R 2＝3:1

(2)由欧姆定律R U

I =

得32121==R R U U (3) 由欧姆定律R U I =

得3

11221==R R I I 例2． 实验室用的小灯泡灯丝的I-U 特性曲线可用以下哪个图象来表示（ ）

（例2）

解析：灯丝在通电后一定会发热，当温度达到一定值时才会发出可见光，这时温度能达到很高，因此必须考虑到灯丝的电阻将随温度的变化而变化。随着电压的升高，电流增大，灯丝的电功率将会增大，温度升高，电阻率也将随之增大，电阻增大。U 越大，I-U 曲线上对应点于原点连线的斜率必然越小，选A 。

串联电路和并联电路

1.串联电路：把导体依次首尾相连，就组成串联电路。如图

(1)串联电路中各处的电流处处相等n I I I I I ===== 321

(2)串联电路的总电压 等于各部分电路两端电压之和n U U U U U ＋ +++=321 (3)串联电路的总电阻等于各个导体电阻之和n R R R R R ＋ +++=321 (4)串联电路中各个电阻两端电压跟它们的阻值成正比

I R U R U R U R U n

n ===== 22

11 2. 并联电路：把几个导体并列地连接起来，就组成并联电路。如图

(1)并联电路各支路两端的电压相等

n U U U U U ===== 321

(2)并联电路中总电流等于各支路的电流之和

n I I I I I ++++= 321

(3)并联电路的总电阻的倒数等于各个导体电阻倒数之和

n

R R R R R 11111321＋ +++= (4)并联电路中通过各个电阻的电流跟它的阻值成反比

n n R I R I R I R I IR ++++= 332211

例1 有三个电阻，其阻值分别为10 Ω、20 Ω、30 Ω.现把它们分别按不同方式连接后加上

相同的直流电压，问：在总电路上可获得的最大电流与最小电流之比为多少? 解析： 设电源电压为U .

根据I =R U ∝R

1

，当三个电阻串联时，电阻最大，且最大值为R max =R 1＋R 2＋R 3=６0 Ω，当三个电阻并联时，电阻最小，且最小值为R min =120

30103030

++ Ω=1160 Ω.所以，最大电流

与最小电流之比为

1111

/6060

min max min max ===R R I I 例2 如图所示，电路由8个不同的电阻组成，已知R 1=12 Ω，其余电阻阻值未知，测得A 、B 间的总电阻为4 Ω.今将R 1换成6 Ω的电阻，则A 、B 间的总电阻变为多少？

（例2）

解析：设除R 1外其他七个电阻串并联后的总电阻为R ′，则电路化简为下如图所示.

故R AB =

R R R R '

+'

11

所以，当R 1=12 Ω时，

有4=R R '

+'1212

① 当R 1=6 Ω时，有R AB =R

R '+'

66

②

由①②解得R AB =3 Ω

3.电压表和电流表

(1)表头：表头就是一个电阻，同样遵从欧姆定律，与其他电阻的不同仅在于通过表头的电流是可以从刻度盘上读出来的。它有三个特征量：电表的内阻Rg 、满偏电流Ig 、满偏电压Ug ，它们之间的关系是U g =I g R g (2)电流表G 改装成电压表

电流表G (表头)满偏电流I g 、内阻R g 、满偏电压U g .如图所示即为电压表的原理图，其中R x 为分压电阻，由串联电路特点得：

x

g g

g R R U

R U +=

，

R x =

g g g R R U U

- =（n -1)R g (

n 为量程扩大倍数，g

U U n =) 改装后的总内阻R V =R g +R x =nR g (3)电流表G 改装成大量程电流表

如图所示即为电流表的原理图，其中R x 为分流电阻.由并联电路特点得：

R x (I -I g )=I g R g ,R x =

1-=-n R R I I I g g g

g (n 为量程扩大倍数，g

I I

n =

) 改装后的总内阻R A =

n

R R R R R g x

g x

g =

+

例3 一电压表由电流表G 与电阻R 串联而成，如图所示，若在使用中发现此电压表的读数总比准确值稍小一些，可以加以改正的措施是( )

（例3）

A.在R 上串联一个比R 小得多的电阻

B.在R 上串联一个比R 大得多的电阻

C.在R 上并联一个比R 小得多的电阻

D.在R 上并联一个比R 大得多的电阻

解析：电流表G 上允许加的最大电压U g =I g R g ,若要制成最大量程为U g 的n 倍即nU g 的电压表，则应串联一个分压电阻R ，且

g

g g

g R R R U nU +=

，即R =(n -1)R g .若电压表读数比准确值

稍小一些，说明通过电流表的电流值稍小一些，也就是电阻R 的阻值比应串联的分压电阻阻值稍大一些，所以应稍减小R 的阻值.为了达到此目的，不可能再串联一个电阻，那样会使总阻值更大，也不能在R 两端并联阻值比R 小得多的电阻，那样会使并联后的总电阻比R 小得多.如果在R 上并联一个比R 大得多的电阻，则并联后的总电阻稍小于R ，所以应选D. 例4 如图所示，已知R 1=3kΩ，R 2=６kΩ，电压表的内阻为9 kΩ，当电压表接在R 1两端时，读数为2 V ，而当电压表接在R 2两端时读数为3.6 V ，试求电路两端(AB 间的)的电压和电阻R 的阻值.

（例4）

解析：由于电压表的内阻与电阻R 1和R 2的值均在一个数量级(kΩ)上，因此不能按理想电表讨论.当电压表接在R 1两端时，电路的总电流为

I =

9

8

3292111=+=+R U R U V （mA ）

所以有：U =U 1＋I （R 2＋R ）

①

当电压表接在R 2两端时， 电路总电流为 I ′=

6

6

.396.3222+=+R U R U V =1 （mA ） 所以有：U =U 2＋I ′（R 1＋R ）

②

将I 和I ′代入①②两式可解得： AB 间的电压： U =13.2 V ；

电阻R =６.６ kΩ. 4.伏安法测电阻

伏安法测电阻的原理是部分电路欧姆定律(R =

I

U

).测量电路可有电流表外接或内接两种接法，如图甲、乙两种接法都有误差，测量值与真实值的关系为

甲图中 R 外=

V x x

V x V x R R R R R R R I U +=+=1＜R x

乙图中 R 内=

I

U

=R x +R A ＞R x 为减小测量误差，可先将待测电阻的粗约值与电压表、电流表内阻进行比较，若R x 《R V 时，宜采用电流表外接法（甲图）；若R x 》R A 时，宜采用电流表内接法（乙图）. 5.滑动变阻器的连接

例5 用最大阻值为28 Ω的滑动变阻器控制一只“6V ，3W”灯泡的发光程度，分别把它们连成限流和分压电路接在9V 的恒定电压上，求两种电路中灯泡的电流、电压调节范围.

解析：灯泡的额定电流为： I 0=

6

3

00=U P A=0.5 A

灯泡的电阻R 0=

5

.06

00=

I U Ω=12 Ω （1）连成限流电路有：（如图所示） I min =

28

129

0+=

+R R U A=0.225 A I max =I 0=0.5 A （例5）

U min =I min R 0=0.225×12 V=2.7 V

U max =6 V

故电流调节范围为0.225 A~0.5 A ，电压调节范围为2.7 V~6 V . （2）连成分压电路：（如图所示） I min =0 A ，I max =0.5 A U min =0 V,U max =U 0=6 V

故电流调节范围为0 A~0.5 A ，电压调节范围为0 V~6 V. 例6 如图所示，R 1=30Ω，R 2=15Ω，R 3=20Ω，AB 间电压U=6V ，A 端为正，电容器电容为C=2μF ，为使电容器带电荷量达到Q =2×10- 6C ，应将R 4的阻值调节到多大？

（例6）

解：由于R 1 和R 2串联分压，可知R 1两端电压一定为4V ，由电容器的电容知：为使C 的带电荷量为2×10-6C ，其两端电压必须为1V ，所以R 3的电压可以为3V 或5V 。因此R 4应调节到20Ω或4Ω。两次电容器上极板分别带负电和正电。

焦耳定律

1.电功

（1）电功是电流通过一段电路时，电能转化为其他形式能（电场能、机械能、化学能或内能等）的量度。

（2）W= qU =UIt 是电功的普适式，P= UI 是电功率的普适式，适用于任何电路。 2.焦耳定律和热功率

（1）电热则是电流通过导体时，电能转化为内能的量度.

（2）Q =I 2Rt 是电热的计算式，可以计算任何电路中电流I 通过电阻R 时在t 时间内产生的热量（电热）；P =I 2R 是热功率的计算式，

3.电功和电热

（1）在纯电阻电路中：电流通过用电器以发热为目的，例如电炉、电熨斗、电饭锅，

电烙铁、白炽灯泡等。 这时电能全部转化为内能，电功等于电热，即W =UIt =I 2

Rt =t R

U 2

.同理P =UI =I 2

R =R

U 2

.

（2）在非纯电阻电路中：电流通过用电器是以转化为内能以外的形式的能为目的，发热不是目的，而是难以避免的内能损失。例如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等. 这时电路消耗的电能，即W =UIt 分为两部分，一大部分转化为其他形式的能（例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能）；另一小部分不可避免地转化为电热Q =I 2R t （电枢的电阻生热）.这里W =UIt 不再等于Q =I 2Rt ，应该是W =E 其他＋Q .

（3）电功和电热是两个不同的物理量，只有在纯电阻电路中，电功才等于电热，W=Q=UIt =I 2R t =t R

U 2

；在非纯电阻电路中，电功大于电热，W >Q ，这时电功只能用W=UIt

计算，电热只能用Q=I 2Rt 计算，两式不能通用。

例1 一台电风扇，内阻为20 Ω，接上220 V 电压后，消耗功率66 W ，问： （1）电风扇正常工作时通过电动机的电流是多少？

（2）电风扇正常工作时转化为机械能的功率是多少？转化为内能的功率是多少？电动机的效率是多少？

（3）如果接上电源后，电风扇的风叶被卡住，不能转动，这时通过电动机的电流，以及电动机消耗的电功率和发热功率是多少？

解答 （1）因为P 入=IU

所以I =

220

66

U P A=0.3 A （2）电风扇正常工作时转化为内能的功率

P 内=I 2R =0.32

×20 W=1.8 W

电风扇正常工作时转化为机械能的功率 P 机=P 入-P 内=66 W-1.8 W=64.2 W 电风扇正常工作时的效率 η=

66

2

.64×100%=97.3% (3)电风扇风叶被卡住后电动机不转时可视为纯电阻，通过电风扇的电流

I =

20

220=R U A=11 A 电动机消耗的电功率 P =IU =11×220 W=2420 W 电动机发热功率 P 内=I 2R =112×20 W=2420 W 4.串联和并联电路的功率分配 （1）串联电路：

①串联电路的总功率电压等于各部分电路的功率之和n P P P P P ＋ +++=321 ②串联电路中各个电阻两端的电功率跟它们的阻值成正比

22211I R P R P R P

R P n

n ===== 2. 并联电路：

①并联电路的总功率电压等于各部分电路的功率之和n P P P P P ＋ +++=321 ②并联电路中通过各个电阻的电功率跟它的阻值成反比

2

332211U R P R P R P R P PR n

n =++++= 例2 如图，已知R 1=6Ω，R 2=3Ω，R 3=4Ω，则接入电路后这三只电阻的实际功率之比

为_________。

解：本题解法很多，注意灵活、巧妙。经过观察发现三只电阻的电流关系最简单：电流之比是I 1∶I 2∶I 3=1∶2∶3；还可以发现左面两只电阻并联后总阻值为2Ω，因此电压之比是U 1∶U 2∶U 3=1∶1∶2；在此基础上利用P=UI ，得P 1∶P 2∶P 3=1∶2∶6

（例2）

例3 已知如图，两只灯泡L 1、L 2分别标有“110V ，60W”和“110V ，100W”，另外有一只滑动变阻器R ，将它们连接后接入220V 的电路中，要求两灯泡都正常发光，并使整个电路消耗的总功率最小，应使用下面哪个电路（ ）

（例3）

解：A 、C 两图中灯泡不能正常发光。B 、D 中两灯泡都能正常发光，电流、电压都相同，因此消耗的电功率一定相等。可以直接看出：B 图总功率为200W ，D 图总功率为320W ，所以选B 。

1、如图所示，电源电动势E=8V ，内阻r=4Ω，电灯A 的电阻为10Ω，电灯B 的电阻为8Ω，滑动变阻器的总电阻为6Ω。闭合开关S ，当滑动触头P 由a 端向b 端滑动的过程中(不考虑电灯电阻的变化)，下列说法正确的是 ( )

A 、电流表示数先减小后增大

B 、电压表的示数先增大后减小

C 、电灯A 的亮度不断减小

D 、电源的最大输出功率为

4W

2．如图所示，电路中电源电动势E 恒定，内阻r =2Ω，定值电阻R 3=4Ω。ab 段电路消耗的电功率在开关S 断开与闭合时相等，则以下说法中正确的是 A ．电阻R 1、R 2可能分别为3Ω、9Ω B ．电阻R 1、R 2可能分别为4Ω、6Ω

C ．开关S 断开时电压表的示数一定等于S 闭合时的示数

D ．开关S 断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比与R 1、R 2无关

R 1

A

V

R 2

R 3

a

b S E ,r

数，选项C 正确；开关S 断开与闭合时，电压表的示数变化量大小与电流表的示数变化量大小之比等于R 3与内阻r 之和，选项D 正确。

3．如图所示的电路中，滑动变阻器的滑片P 从a 滑向b 的过程中，三只理想电压表示数变化的绝对值分别为ΔU 1、ΔU 2、ΔU 3，下列各值可能出现的是

A ．△U 1＝3V △U 2＝2V △U 3＝1V

B ．△U 1＝1V △U 2＝3V △U 3＝2V

C ．△U 1＝0.5V △U 2＝1V △U 3＝1.5V

D ．△U 1＝0.2V △U 2＝1V △U 3＝0.8V

4．电源、开关S 、定值电阻R 1、光敏电阻R 2和电容器连接成如图所示电路，电容器的两平行板

水平放置。当开关S 闭合，并且无光照射光敏电阻R 2时，一带电液滴恰好静止在电容器两板间的M 点。当用强光照射光敏电阻R 2时，光敏电阻的阻值变小，则 A ．液滴向下运动

B ．液滴向上运动

C ．电容器所带电荷量减少

D ．电容器两极板间电压变大

5．如图所示电路中，电源电动势为E ，内阻为r ，电动机内阻为R 1。当开关闭合，电动机正常工作时，滑动变阻器接入电路中的电阻为R 2，电动机两端的电压为U ，通过电动机的电流为I 。电动机输出的机械功率P 等于 A ．UI

B ．12R I

C ．12R I UI -

D ．

U r

R R E

++2

1

6. 如图所示的电路，闭合开关S ，滑动变阻器滑片P 向左移动，下列结论正确的是( ) A ．电流表读数变小，电压表读数变大 B ．小电泡L 变亮 C ．电容器C 上电荷量减小 D

．电源的总功率变大

7. 如图所示电路中，当电键闭合后，当滑动变阻器滑片P 处于中点位置时，小灯泡L 1、L 2、L 3的亮度相同，当滑片P 向左滑动时，小灯泡的亮度情况是 …………………（ ）

A ．L 1变亮，L 2变暗，L 3变亮

B ．L 1变暗，L 2变亮，L 3变暗

C ．L 1、L 2变亮， L 3变暗

D ．L 1、L 2变暗， L 3变亮

7.答案：A 解析：当电键闭合后，画出等效电路图。当滑片P 向左滑动时，L 1变亮，L 2

变暗，L 3变亮，选项A 正确。

L 1

ε r

P R

L 2

L 3

K

第13题

中考物理考点总结焦耳定律

焦耳定律 1、焦耳定律反映了电流热效应的规律，是能量转化和守恒定律在电能和内能转化中的体现。由公式Q=I2Rt可知，电流通过导体产生的热量和电流强度I，电阻R及通电时间t 有关，又因为产生的热量跟导体中电流强度的平方成正比，所以，电流强度大小的变化对产生热量多少影响更大。 2、运用公式Q=I2Rt解决问题时，电流强度I的单位是安，电阻R的单位是欧，时间t 的单位是秒，热量Q的单位才是焦耳，即各物理量代入公式前应该先统一单位。用电功公式和欧姆定律推导焦耳定律公式的前提是电能全部转化为内能。因为电能还可能同时转化为其他形式，所以只有电流所做的功全部用来产生热量，才有或成立。 3、电热器的原理是电流的热效应，它表现的是电流通过导体都要发热的现象，在这一现象中产生热量的多少可运用焦耳定律计算。发热体是电热器的主要组成部分，它的作用是将电能转变为内能供人类使用。 常见考法 本知识点主要考查焦耳定律的应用，考察的形式主要是选择题、填空题。 误区提醒 1、凡是有电流通过导体时，都可以用它来计算所产生的热量; 2、公式Q=UIt，只适用于纯电阻电路，这时电流所做的功全部用来产生热量，用它计算出来的结果才是导体产生的热量。 【典型例题】 例析： 在电源电压不变时，为了使电炉在相等的时间内发热多些，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 解析： 有同学认为应选(A)，根据焦耳定律 Q=I2Rt，导体上放出的热量与电阻成正比，所以要增加热量，可增大电阻。这是由于对焦耳定律理解不全面的缘故。焦耳定律所阐述的导体

第四节 焦耳定律

第四节焦耳定律 一、填空题 1、如图所示为“iPad”的充电器，参数标有5V2.1A，表示充电电压是5V，最大输出电流2.1A， 电板充满电所储存的电能是113400J。充电时的能量转换是电能转化为______（化学/内）能。 若“iPad”充电时以最大输出电流充电，要将空电板充满电需要______h，小明觉得充电时间 太长了，他想为什么苹果公司在设计时不把最大输出电流提高呢？这样可以实现快速充电， 于是他请教了物理老师，老师告诉了他一个信息，影响锂电池寿命的最大杀手是电板发热， 小明恍然大悟，请你解释其中的原因________。 2、电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________来工作的。而计算机内都装 有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________。 3、某加热装置的工作原理如图所示，两电阻丝的阻值相等，电源电压不变，它有加热 和保温两个工作状态。当开关S1接b，S2断开时，它是处于状态，此时电路功率为P1；当开关S1接a，S2闭合时，电路功率为P2，则P1∶P2＝。 4、小刚用如图甲所示电路来探究电流与电压的关系，闭合开关S，将滑动变阻器的滑片P 从a端移至b端，电流表和电压表的示数变化关系如图乙所示，由图像可得，定值电阻R1 的阻值是?．实验时，电源电压保持5V不变，当滑片P位于a端时，滑动变阻 器消耗的电功率是＿＿＿W，此时，电阻R1在10min内产生的热量为J 5、一个电热水壶，铭牌部分参数如下：额定电压220V，额定功率模糊不清， 热效率为90%。正常工作情况下烧开满壶水需要5min，水吸收的热量为 118800J，此时热水壶消耗的电能为________J，其额定功率为________W， 电阻是________Ω。若实际电压为198V，通过电热水壶的电流是________A， 1min内电热水壶产生的热量是________J。(假设电阻不随温度改变) 6、灯具研究所为了研究白炽灯丝的温度对白炽灯平均寿命的影响，做了如 下实验：保持灯丝内惰性气体的压强为0.1atm，钨丝粗细为250 μm，通过改变钨丝中电流的大小来改变灯丝的温度，测得灯泡 的平均使用寿命与灯丝温度及电流间的关系如下表所示：分析 表中实验数据可以预测：在与上述实验相同的条件下，钨丝温 度在2200K时，其平均使用寿命应最接近于________h，你作出 这样的预测的理由是_____． 7、如图是电动汽车动力系统示意图。汽车行驶时，通过改变滑动变阻器的阻值来调节电动机转速，从而改变行驶速度。当汽车速度最大时，电压表的示数为180V，电流表的示数为15A，此时电动机消耗的功率为W。若电动机的内阻为0.4Ω，则电动机内阻的发热功率为W。 8、如图是某电热器的电路示意图，R1、R2为电热器发热电阻丝，若R1＝R2＝60.5Ω， 则电热器在旋钮开关接触点“2”时通电1min产生的热量是_____________J。现小 明想在电路中加一个“倾倒开关”，使电热器被碰倒时能自动断开电路，以免引起 火灾。该开关最好应安装在示意图中A、B、C、D、E中的_________点处。 9、饮水机是一种常用的家用电器，其加热水槽部分工作原理电路图如图，其中S 是一个温控开关，R1为电加热管，当饮水机处于加热状态时，水被迅速加热，达到 预定温度时，S自动切换到另一处于保温状态.请回答下列问题：

2020-2021【物理】物理一模试题分类汇编——焦耳定律的应用问题综合附答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．如图所示是研究焦耳定律实验装置中的部分电路．两瓶中的电阻丝是串联的，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两端的电压U 甲、U 乙．以及它们在相同时间内产生的热量Q 甲、Q 乙，以下关系式中正确的是 ( ) A ．U 甲= U 乙，Q 甲= Q 乙 B ．U 甲< U 乙，Q 甲> Q 乙 C ．U 甲< U 乙，Q 甲< Q 乙 D ．U 甲>U 乙，Q 甲< Q 【答案】C 【解析】 【详解】 由于两电阻丝串联，流过它们的电流I 相等，通电时间t 相等，由题意知：R R <甲乙，由U =IR 知：U U <甲乙；由焦耳定律Q =I 2Rt 知：Q Q <甲乙；故选C 。 2．如图，电源电压保持不变，R 1=10 Ω，开关S 闭合，S 0拔至b 时电压表的示数是拔至a 时的三分之一，则R 2=_____Ω；若电源电压为3 V ，当开关S 0拔至b 时，R 1在10 min 内产生的热量是_____J 。 【答案】20 60 【解析】 【分析】 【详解】 [1]闭合开关S ，开关S 0拨至b 时，两电阻串联，电压表测R 1两端的电压；闭合开关S ，开关S 0拨至a 时，两电阻串联，电压表测电源的电压，因串联电路中总电压等于各分电压之和，且开关S 0拨至b 时电压表示数是拨至a 时的三分之一，所以，两电阻两端的电压之比 312312 U U U U U ＝＝-

因串联电路中各处的电流相等，所以，由I＝U R 可得，两电阻的阻值之比 1 11 2 22 1 2 U R U I U R U I ＝＝＝ 则R2的阻值 R2＝2R1＝2×10Ω＝20Ω [2]若电源电压为3V，当开关S0拨至b时，因串联电路中总电阻等于各分电阻之和，所以 电路中的电流I＝ 12 3V 10Ω20Ω U R R ++ ＝＝0.1A R1在10min内产生的热量 Q1＝I2R1t＝(0.1A)2×10Ω×600s＝60J 3．图中电源电压保持不变，灯泡标有"6V，3W字样，当开关s闭合时.灯泡L正常发光，电流表的示数为0.8A，则电阻R=____Ω．.通电10s. R产生的热量为______J. 【答案】20Ω 18J 【解析】 【分析】 【详解】 当闭合开关S时，灯L正常发光，说明电源电压为U=6V，电流表测的是总电流，则 I=0．8A， 由P=UI可知，灯泡中的电流： I L =P额/U额=3W/6V=0.5A， 根据并联电路的干路电流等于各支路电流之和可知：电阻中的电流: I R=I-I L =0.8A-0.5A=0.3A， 由I=U/R得,电阻: R=U/I R=6V/0．3A=20Ω； 通电1min电阻R产生的热量： Q=W=UI R t=6V×0．3A×10s=18J。 4．有一台电动机，额定电压3V，额定电流1A，电动机线圈电阻0.5Ω。这台电动机正常工作1min，消耗的电能为_______J。产生的热量为_______J，输出的机械能为_______J。【答案】180 30 150

焦耳定律实验典型例题含复习资料及解析

中考物理复习焦耳定律一．解答题（共12小题） 1．（2010? 广西）如图是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置：在两个相同的烧瓶中装有质量 _________（选填“相等”或“不等” ）的_________（选填“同种”或“不同”）液体，瓶中各放置一根电阻 丝，且R甲大于R乙，这样的装置可以研究电流产生的热量与_________的关系；实验中通过观察 _________来比较电阻丝发热量的多少；如果所用液体仅水或煤油，为使实验现象明显些，应选择 _________来进行实验． 2．（1999?绍兴）如图，有二个电阻R1、R2分别以串联和并联的方式接入相同电压的电路上，则相同时间内产生热量较多的是图中_________图的电路（填“a”或“b”）． 3．（2012?德州）小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”．甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小． （1）实验中煤油吸热的多少是通过_________来反映的（选填“温度计示数”或“加热时间”）． （2）为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容 _________水的比热容．（选填“大于”或“小于”）． （3）通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高的快，由此得出的实验结论是_________． （4）该实验中用到的研究物理问题的法是_________． 4．（2012?肇庆）如图（甲）所示，两只相同的烧瓶里装有同样的煤油，它们的初温相同，实验小组同学利用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”． （1）请用笔画线代替导线，将图（甲）的电路连接完整（要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且连线不得交叉） （2）两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同，由图可知：两电阻丝的阻值R a_________R b（选填“＞”、“＜”或“=”） （3）通电一段时间后，a、b两温度计的示数如图（乙）所示，则b的示数是_________℃．由此可知：在相同的时间内，电流一定时，电阻越_________，它产生的热量越_________．

初中物理：欧姆定律、电功率、焦耳定律

1.如图所示电路，电源电压不变，R 1的阻值为20Ω。只闭合开关S 1时，电流表的示数为0.3A ；S 1、S 2都闭 合时，电流表的示数为0.5A 。 （2）R 2的阻值。 （3）S 1、S 2都闭合时电路消耗的总功率。 2.如图 30所示，电源两端电压为6V 并保持不变，电阻R 1的阻值为8Ω。当开关S 闭合时，电压表示数为2V 。 （1）电阻R 2的阻值； （2）电阻R 2消耗的电功率P 2。

3.如图甲所示，是一个检测空气质量指数的检测电路。其中R 为气敏电阻，其电阻的倒数与空气质量 指数的关系如图30乙所示，已知电源电压6V 保持不变，R 0=2.5Ω，当闭合开关S 后，电压表示数为2V 时， 求： （1）通过R 0的电流； （2）1min 内R 0消耗的电能； （3）此时的空气质量指数。 4.如图28所示的电路中，电源电压保持不变，电阻R 1的额定功率为1 W ，电阻R 1的额定电压为4V 。当开关S 1闭合、S 2断开时，R 1恰好正常工作；当开关S 1、S 2都闭合后电流表的示数为 0.75 A ， 求： （1）当开关S 1闭合、S 2断开时，电流表的示数； （2）R 2的阻值； （3）开关S 1、S 2都闭合时,R 2的实际功率。 乙 （Ω-1）

5.某兴趣小组的同学自制了一台电烘箱，接在家庭电路中使用时，通过电烘箱中的电阻丝的电流为5A。求：（1）这台电烘箱的电功率； （2）这台电烘箱的电阻丝工作时的阻值； （3）这台电烘箱工作2分钟产生的热量。 6.在图26所示的电路中，电源两端电压为3V且保持不变，电阻R2的阻值为5Ω。当开关S闭合后，电压表的示数为2V。 求：（1）电流表的示数； （2）电路消耗的电功率。 7.图所示电路，电源电压12V保持不变，R1的阻值10Ω。只闭合开关S1，电流表示数为0.4A。 R 求：（1）电阻R2的阻值；

《焦耳定律》教学设计

《焦耳定律》教学设计 一、教学目标： 1、知识和技能目标：知道电流的热效应，理解焦耳定律的内容、公式及其运用，知道电热器的原理及构造。 2、过程与方法目标：要求学生能从感知事物→提出问题→自己设计→动手动脑探究科学规律中体会科学研究的方法，学会科学探究、知识迁移的方法，培养学生的科学研究的能力。 3、情感态度与价值观目标：激发和培养学生的科学探究与创新的思想和精神，培养学生的辩证唯物主义精神，渗透实事求是和科学献身教育，激励学生努力学习。 二、教学重点与难点 如何引导学生进行科学探究；如何使学生在科学探究中掌握科学研究的方法，培养科学研究的能力。 三、教法与学法 将学生分组，以小组为单位进行教师引导下的科学探究，加强组内同学间的合作、讨论和交流，加强师生间相互反馈，以问题和小组交流贯穿教学的始终，不断提出新问题，不断解决新问题。开学时就将学生4人一组分组，分组时男女生分开后，自由组合，便于讨论与交流，随着学习的深入，可适当调整小组成员，每个组至少有一个好的同学能起到小老师的作用，带领小组同学开展自主式学习。 四、教具与学具 学生用：铁架台、学生电源、大号试管和温度计各三支、导线若干、量筒、煤油、电阻丝（5、10、10欧各一根，教师课前用电炉丝截取并焊好导线）。每小组一套。 教师用：与学生的基本相同，温度计改用数字的，另加各种电热器（电炉、电饭锅、白炽灯、电风扇等）、多媒体课件及教学平台。 五、探究实验：研究通电导体产生的热量跟电流、电阻和时间的关系。 六、教学活动实录（部分）： （一）导入新课 师：（教师出示电饭锅，白炽灯、电风扇）这几种电器各有什么功能？ 生：煮饭、照明、吹风。 师：这些电器虽然功能不同，有没有共同点？ （学生小组讨论，请三位同学上来各拿一个电器，同时通电实验1分钟，并请他们触摸电器和电扇的电动机部分） （凡教师提出问题，教师留有一定的时间，让学生同桌或四人小组讨论） 生：它们工作时都会发热。 师：对！电流通过任何电器或导体，电器和导体都会发热，这种现象叫电流热效应。（教师

专题3欧姆定律及焦耳定律

专题3 欧姆定律及焦耳定律 导体中的电场和电流 1.电流的分析与计算 (1)电流的方向：规定正电荷定向移动的方向为电流的方向。 (2)金属导体中电流的方向与自由电子的定向移动方向相反。 (3)电解液中正、负离子定向移动的方向虽然相反，但正、负离子定向移动形成的电流方向是相同的，此时t q I = 中，q 为正电荷总电荷量和负电荷总电荷量的绝对值之和。 (4)电流虽然有大小和方向，但不是矢量。 2.电流的微观表达式nqSv I =的应用 在电解液导电时，是正负离子向相反方向定向移动形成电流，在用公式I =q ／t 计算电流时应引起注意. 例1 在10 s 内通过电解槽某一横截面向右迁移的正离子所带的电荷量为2 C ，向左迁移的负离子所带的电荷量为3 C.那么电解槽中电流的大小应为I =10 3 221+=+t q q A=0.5 A ，而不是I = 10 2 3- A=0.1 A. 例2 来自质子源的质子（初速度为零），经一加速电压为800kV 的直线加速器加速，形成电流为1mA 的细柱形质子流。已知质子电荷e =1.60×10-19C 。这束质子流每秒打到靶上的质子数为_________。假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L 和4L 的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n 1和n 2，则n 1∶n 2=_______。 （例2） 解析：按电流的定义，.1025.6,15?==∴= e I t n t ne I 由于各处电流相同，设这段长度为l ，其中的质子数为n 个， 则由v n l nev I v l t t ne I 1 ,∝∴=== 得和。而1 2 ,,212212==∴∝∴=s s n n s v as v 电动势 1.电源是通过非静电力做功把其他形式的能转化为电能的装置。在电池中，非静电力的作用是化学作用，它把化学能转化为电能；在发动机中，非静电力的作用是电磁作用，它使机械能转化为电能。 2.电动势反映了电源把其他形式的能转化为电能的本领；电动势在数值上等于非静电力把1C 正电荷在电源内部从负极移送到正极所做的功；电动势由电源中非静电力的性质决定，

中考物理压轴题专题焦耳定律的应用问题的经典综合题及答案

一、初中物理焦耳定律的应用问题 1．如图是“探究影响电流热效应因素”的实验装置图。其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量、初温相同的煤油，阻值不同的电阻丝1R、2R。关于此电路说法中正确的是 A．探究的是电流产生的热量与电压的关系 B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻小 C．通电时间相同时两个烧瓶内电阻丝产生的热量相同 D．温度计示数变化的大小反映电流产生热量的多少 【答案】D 【解析】 【详解】 A．实验用不同阻值不同的电阻丝串联在一起，探究的是电流产生的热量与电阻的关系，故A错误； B．温度计示数变化大的烧瓶内电阻丝电阻大，故B错误； C．通电时间相同时，烧瓶内电阻丝阻值大产生的热量多，故C错误； D．本实验通过温度计示数变化的大小来反映电流产生热量的多少，故D正确。 2．一台电动机正常工作时，两端的电压为220V，通过线圈的电流为10A，若此线圈的电阻为2Ω，则这台电动机1min内产生的热量是______J，这台电动机的效率是______．【答案】1.2×104 90.9% 【解析】 【分析】 【详解】 已知线圈的电阻和通过的电流以及通电时间，根据公式Q=I2Rt可求这台电动机1min内产生的热量．已知电动机两端的电压和通过的电流，根据公式P=UI可求电动机的总电功率；再根据公式P=I2R计算线圈消耗的功率，总功率减去线圈消耗的功率就是电动机的输出功率，输出功率与总功率的比值就是这台电动机的效率． （1）这台电动机1min内产生的热量： Q=I2Rt=（10A）2×2Ω×60s=1.2×104J； （2）电动机的电功率：

P 总=UI=220V×10A=2200W ， 线圈消耗的功率： P 圈=I 2R=（10A ）2×2Ω=200W ， 输出功率： P 出=P 总-P 圈=2200W-200W=2000W ， 这台电动机的效率： η= P 出/ P 总=2000W/2200W=90.9%． 3．如图甲所示，为额定电压为 6V 的灯泡 L 的 I -U 图像．如图乙所示的电路，电源电压 12V 不变，R 1 为定值电阻，R 2 为滑动变阻器，闭合开关 S 1，滑片 P 从最右端移动到最左端，电压表示数变化范围为 2V~6V ，则灯泡的额定功率是____W ，R 1 的阻值为_____Ω，滑动变阻器 R 2 两端的最大电压为_____V ，移动滑片 P 使R 2 接入电路的阻值为变阻器最大阻值的 7/15，通电 1min R 2 产生的热量为_____J 。 【答案】3.6 10 6 105 【解析】 【分析】 【详解】 [1]由灯泡L 的I - U 图象可知，当额定电压U = 6V 时，灯泡的额定电流I = 0.6A ，则灯泡额定功率 6V 0.6A 3.6W P UI ==?= [2]当滑片P 在在最左端时，变阻器没有连入电路，电压表示数为6V ，由图象可知，这时电路中的电流为 I 大=0.6A 由串联电路的电压特点和欧姆定律可得，电源电压 L 1U U I R =+大 即 112V 6V 0.6A R =+? 解得 110R =Ω [3]由电路图可知，当滑片P 在最右端时，滑动变阻器全部接入电路，R 1与R 2灯泡串联，电 压表测灯泡两端电压，此时电压表示数最小，为 U 小= 2V

焦耳定律实验

焦耳定律实验. 1、图16是“探究电流通过导体产生热量与导体电阻 ．．．．关系”的实验装置，两阻值分别为R 和2R的电阻丝浸在相同质量和相同初温的煤油中，每一烧瓶里各插一支温度计，则闭合开关，经过一段时间，两电阻丝产生热量的多少是通过反映出来的；采用这种连接方式的目的是。为什么选煤油而不选酒精做实验。 答案：温度计的示数变化控制电流相同 2、为了探究电流产生的热量跟什么因素有关 ．．．．．．系，王军设计了如图19所示的甲、乙两装置。他将两段阻值不同的电阻丝（R1

习题：第7章 第1讲 欧姆定律 电阻定律 电功率及焦耳定律(完整资料).doc

【最新整理，下载后即可编辑】 第七章恒定电流 第1讲欧姆定律电阻定律 电功率及焦耳定律1．下列说法中正确的是( )． A．由R＝U I知道，一段导体的电阻跟它两端的电压成正比， 跟通过它的电流成反比 B．比值U I反映了导体阻碍电流的性质，即电阻R＝ U I C．通过导体电流越大，电阻越小 D．由I＝U R知道，通过同一段导体的电流跟加在它两端的电 压成正比 解析 答案BD 2．有一段长1 m的电阻丝，电阻是10 Ω，现把它均匀拉伸到长为5 m，则电阻变为( )． A．10 Ω B．50 Ω C．150 Ω D．250 Ω

解析电阻丝无论怎样拉长其体积不变，但随着长度增加，截面面积在减小，即满足V＝Sl关系式．把电阻丝由1 m均匀 拉伸到5 m时，截面面积变成原来的1 5 ，由电阻定律R＝ρ l S可 知电阻变成原来的25倍，D正确． 答案 D 3．把两根电阻相同的电热丝先串联后并联分别接在内阻不计的同一电源上，若要产生相等 的热量，则两种方法所需的时间之比t串∶t并为( ) A．1∶1 B．2∶1 C．4∶1 D．1∶4 解析串联后电阻为R1＝2r，产生的热量为Q1＝U2 R 1 ·t串＝ U2 2r·t 串 ；并联后电阻为R2＝ r 2 ，产生的热量为Q2＝ U2 R 2 ·t并＝ U2 r 2 ·t并，若要Q1＝Q2，所以有t串∶t并＝4∶1. 答案C 4．两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电路中时沿长度方向电势的变化如图1所示，则A和B 导线的横截面积之比为( )．

图1 A．2∶3 B．1∶3 C．1∶2 D．3∶1 解析由题图可知两导线电压降分别为U A＝6 V，U B＝4 V； 由于它们串联，则3R B＝2R A；由电阻定律可知R A R B＝ L A S B L B S A，解 得S A S B＝ 1 3 ，选项B正确． 答案 B 5．电位器是变阻器的一种．如图2所示，如果把电位器与灯泡串联起来，利用它改变灯的亮度，下列说法正确的是( )． 图2 A．连接A、B使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 B．连接A、C使滑动触头逆时针转动，灯泡变亮 C．连接A、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变暗 D．连接B、C使滑动触头顺时针转动，灯泡变亮 解析根据电位器结构和连线可知：连接A、B使滑动触头顺时针转动时回路电阻增大，回路电流减小，灯泡变暗，A正确；

焦耳定律实验典型例题含答案及解析

中考物理复习焦耳定律 一.解答题(共12小题) 1.(2010?广西)如图就是小明探究电流产生的热量与哪些因素有关的装置:在两个相同的烧瓶中装有 质量_________(选填“相等”或“不等”)的_________(选填“同种”或“不同”)液体,瓶中各放置一根电阻丝,且R甲大于R乙,这样的装置可以研究电流产生的热量与_________的关系;实验中通过观察_________来比较电阻丝发热量的多少;如果所用液体仅水或煤油,为使实验现象明显些,应选择_________来进行实验. 2.(1999?绍兴)如图,有二个电阻R1、R2分别以串联与并联的方式接入相同电压的电路上,则相同时 间内产生热量较多的就是图中_________图的电路(填“a”或“b”). 3.(2012?德州)小明利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”.甲、乙两瓶中 装有质量与初温都相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小. (1)实验中煤油吸热的多少就是通过_________来反映的(选填“温度计示数”或“加热时间”). (2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果,小明选用煤油而不用水做实验,就是因为煤油的比热 容_________水的比热容.(选填“大于”或“小于”). (3)通电一定时间后,乙瓶中的温度计示数升高的快,由此得出的实验结论就是_________. (4)该实验中用到的研究物理问题的法就是_________. 4.(2012?肇庆)如图(甲)所示,两只相同的烧瓶里装有同样的煤油,它们的初温相同,实验小组同学利 用该装置探究“电流的热效应与电阻的关系”. (1)请用笔画线代替导线,将图(甲)的电路连接完整(要求两电阻串联、通过电阻丝的电流可以改变且 连线不得交叉) (2)两烧瓶中电阻丝的材料、横截面积均相同,由图可知:两电阻丝的阻值R a_________R b(选填

焦耳定律实验探究

1、如图所示小蕾同学在研究“电流通过导体产生热量的多少与电流、电阻是否有关”时，采用了如图所示的实验装置，其中a、b、c、d四个相同的容器密闭着等量空气，将1、2和3、4导线分别接到电源两端． （1）实验中通过观察U形管中的变化来比较电流通过电阻丝产生热量的多少．这种实验方法叫．下面实验也用这种实验方法的是． A．认识电压时，我们用水压来类比 B．用光线来描述光通过的路径 C．把敲响的音叉来接触水面，看有没有溅起水花，来判断音叉有没有振动 D．用斜面和小车来研究阻力对物体的影响 （2）装置中的U形管（选填“是”或“不是”）连通器． （3）甲图所示的装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系，通电一段时间，（选填“a”或“b”）容器中电流产生的热量较多． （4）乙图所示的实验装置是用来研究电流通过电阻丝产生的热量与的关系，通电一段时间，（选填“c”或“d”）容器中电流产生的热量多． 2、如图所示，甲、乙两个完全相同的玻璃瓶内有阻值分别为R甲、R乙的电阻丝， 瓶中插入温度计a、b。 (1)利用此装置探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关时，在两瓶中加 入质量、初温都相同的煤油。闭合开关一段时间，可以通过情 况，判断电阻丝产生热量的多少，在此采用的方法是。 （2）此方案是探究和时间相同时，电流通过电阻丝产生的热量与大小的关系。(3)在甲、乙两瓶内换用质量、初温都相同的不同液体，且电阻丝的阻值时，可以比较不同物质的吸热能力。若温度计a比温度计b温度升高得快，则甲、乙两瓶内液体的比热容关系是C甲 C乙(填“大于”“小于”或“等于”)。 3、小明要用图所示的实验器材探究电压一定时，电流热效应与电阻的关系．其 中瓶内电阻丝的长度、粗细都相同． （1）请你用笔画线代替导线，帮他把电路连接完整． （2）电流产生热量的多少不易直接测量．因此，在这个实验中是通过显示 电流产生热量的多少的．象这种用能直接观测的量来显示不易直接观测的量的 方法叫法．（填“转换法”，“控制变量法”，或“等效替代法”） （3）在这个实验中，除了控制电压一定外，还要控制的量有． （4）在这个实验中，若两个电阻丝的通电时间相同，则瓶内温度计的示数 升高的多． 4、为了探究电流产生的热量跟什么因素有关，王军设计了如下图所示的家甲、乙两种装置，他将两端阻值不同的电阻丝（R1

苏科版九年级物理 欧姆定律及焦耳定律知识点及练习题

第十四章欧姆定律知识归纳 1．欧姆定律：导体中的电流，与导体两端的电压成正比，与导体的电阻成反比。 2．公式：（U=IR）式中单位：I→安(A)；U→伏(V)；R→欧(Ω)。1安=1伏/欧。 3．公式的理解：①公式中的I、U和R必须是在同一段电路中；②I、U和R中已知任意的两个量就可求另一个量；③计算时单位要统一。 4．欧姆定律的应用： ①同一个电阻，阻值不变，与电流和电压无关, 但加在这个电阻两端的电压增大时，通过的电流也增大。（R=U/I） ②当电压不变时，电阻越大，则通过的电流就越小。（I=U/R） ③当电流一定时，电阻越大，则电阻两端的电压就越大。（U=IR） 5．电阻的串联有以下几个特点：（指R1，R2串联） ①电流：I=I1=I2（串联电路中各处的电流相等） ②电压：U=U1+U2（总电压等于各处电压之和） ③电阻：R=R1+R2（总电阻等于各电阻之和）如果n个阻值 相同的电阻串联，则有R总=nR ④分压作用 ⑤比例关系：电流：I1∶I2=1∶1 6．电阻的并联有以下几个特点：（指R1，R2并联） ①电流：I=I1+I2（干路电流等于各支路电流之和） ②电压：U=U1=U2（干路电压等于各支路电压） ③电阻：（总电阻的倒数等于各并联电阻的倒数和）如果n 个阻值相同的电阻并联，则有R总= R ④分流作用 ⑤比例关系：电压：U1∶U2=1∶1 第十五章电功和电热知识归纳 1．电功（W）：电流所做的功叫电功， 2．电功的单位：国际单位：焦耳。常用单位有：度（千瓦时），1度=1千瓦时=3.6×106焦耳。 3．测量电功的工具：电能表（电度表） 4．电功计算公式：W=UIt（式中单位W→焦(J)；U→伏(V)；I→安(A)；t→秒）。 5．利用W=UIt计算电功时注意：①式中的W.U.I和t是在同一段电路；②计算时单位要统一；③已知任意的三个量都可以求出第四个量。

人教版九年级物理 第十八章第四节 焦耳定律 练习题

焦耳定律 夯基提能作业 A组基础巩固 一、选择题 1.(2017山东潍坊,5,2分)下列家用电器中,利用电流热效应工作的是() 2.假设导体没有电阻,当用电器通电时,下列说法正确的是() A.白炽灯仍然能发光 B.电动机仍然能转动 C.电饭锅仍然能煮饭 D.电熨斗仍然能熨衣服 3.(2018北京,21,2分)(多选)小辉想探究电流通过电阻时产生的热量与哪些因素有关。他连接了如图所示的电路进行实验,其中两个完全相同的烧瓶内分别装有质量相等、初温均为25 ℃的煤油,阻值为5 Ω和10 Ω的电阻丝R1、R2。闭合开关一段时间后,记录此时两个温度计的示数。根据上述实验,下列说法中正确的是() A.此实验探究的是热量与电阻的关系 B.此实验探究的是热量与电流的关系 C.此实验探究的是热量与时间的关系 D.此实验中用温度计示数变化的大小反映产生热量的多少 4.(多选)如图是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验,下列分析正确的是()

A.甲、乙两次实验都应用了控制变量法 B.甲实验通电一段时间后,左侧容器内空气吸收的热量更多 C.乙实验是为了研究电流产生的热量与电阻的关系 D.乙实验通电一段时间后,右侧U形管中液面的高度差比左侧的小 二、填空题 5.(2017湖南邵阳,24,2分)一根电阻丝的电阻是10 Ω,通过2 A的电流时,1 min内产生的热量是J。 6.(2018吉林,15,2分)一只标有“8 V0.4 A”的小灯泡,接在电源电压为12 V的电路中,为使其正常发光,应串联一个Ω的电阻;该电阻通电10 s所产生的热量是J。 三、实验探究题 7.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温相同的煤油,甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。实验中,乙瓶中的温度计示数升高得快,由此得出的实验结论是 。 8.[2018甘肃兰州,28(3),3分]某兴趣小组的同学,做了以下探究实验: 探究“通电导体产生的热量Q与电阻R的关系”。他们选用了以下实验器材:两个完全相同的烧瓶,烧瓶内分别装有质量和初温相同的水和煤油,相同的温度计

一种简单实用的焦耳定律实验方法

一种简单实用的焦耳定律实验方法焦耳定律是初中物理教材中的一个比较重要、比较难的实验。笔者接触到不少焦耳定律的实验教具，它们有的装置较复杂、有的使用起来较麻烦。与其它焦耳定律实验方法相比，本文的实验方法有一个突出特点就是简单实用：用一般学校都具备的、学生都熟悉的定值电阻与电源在线路板底板上组成电路，然后用温度计直接与定值电阻接触，测出定值电阻的温度变化，从而得出焦耳定律（Q=I 2Rt）的电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比的实验结论。实验的设计、装置、操作都很简单、材料易得，效果也不错。具体说明如下： 一．在通电时间相同、电流相同的情况下，通电导体产生的热量与通电导体的电阻阻值成正比 按文章后面附图1所示的方法，用4—5节干电池做电源，将其与一个5Ω定值电阻、一个20Ω定值电阻、一个开关串联在线路板底板上组成电路。通电后，用两个温度计同时测量两个定值电阻的温度变化。这时会发现，它们升高的温度差别明显。定值电阻阻值越大，温度升高的越多。而且，可以较明显地看出，定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻的阻值之比基本相等。因为定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻产生的热量之比相等（为什么定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻产生的热量之比相等, 在下面的注意事项6中另有说明）。所以，定值电阻产生的热量之比与定值电阻的阻值之比基本相等。此实验说明在通电时间相同、电流相同的情况下，通电导体产生的热量与通电导体的阻值成正比。 二．在通电时间相同、导体阻值相同的情况下，通电导体产生的热量与导体

中电流强度的平方成正比 用4—5节干电池做电源。将两个10Ω定值电阻并联，然后将两个并联的定值电阻与一个10Ω的定值电阻串联。按文章后面附图2所示的方法，用这三个定值电阻与电源、开关在线路板上底板组成一个电路。通电后，用两个温度计同时测量两个定值电阻的温度变化（一个是并联电路中的电阻，一个是与并联电路串联的电阻）。这时会发现，它们的温度差别明显。定值电阻中的电流强度越大，温度升高的越多。而且，可以较明显地看出，定值电阻温度升高的度数之比与其电流强度的平方之比基本相等。因为定值电阻温度升高的度数之比与定值电阻产生的热量之比相等。所以，定值电阻产生的热量之比与其电流强度的平方之比基本相等。此实验说明在通电时间相同、通电导体阻值相同的情况下，通电导体产生的热量与导体中电流强度的平方成正比。 三．在通电导体的阻值相同、电流强度相同的情况下，通电导体产生的热量随着通电时间的增加而增大 在上面的两个电路中，测量其中任何一个定值电阻的温度变化。可以明显地看出，通电时间越长，定值电阻的温度越高，定值电阻产生的热量越多（定值电阻温度升高的度数之比也许与定值电阻的通电时间之比相差较大）。从而说明在通电导体的阻值相同、电流强度相同的情况下，通电导体产生的热量随着通电时间的增加而增大。 四．注意事项 1.本文的实验方法还可以做成学生的分组实验。此教具所需的实验器材一般的学校都具备，而且学生还比较熟悉。如果20Ω定值电阻不够用，可用10Ω定值电阻代替。定值电阻的大小形状尽量要一致。

电阻定律、欧姆定律、焦耳定律练习题

电阻定律、欧姆定律、焦耳定律练习题电阻定律欧姆定律焦耳定律练习题 一、选择题 1((2008?江苏?2)2007年度诺贝尔物理学奖授予了法国和德国的两位科学家，以表彰他 们发现“巨磁电阻效应”(基于巨磁电阻效应开发的用于读取硬盘数据的技术，被认为是纳米技术的第一次真正应用(在下列有关其他电阻应用的说法中，错误的是 ( ) A(热敏电阻可应用于温度测控装置中 B(光敏电阻是一种光电传感器 C(电阻丝可应用于电热设备中 D(电阻在电路中主要起到通过直流、阻碍交流的作用 2(一个T型电路如图所示，电路中的电阻R1,10 Ω，R2,120 Ω，R3, 40 Ω.另有一测试电源，电动势为100 V，内阻忽略不计(则( ) A(当cd端短路时，ab之间的等效电阻是40 Ω B(当ab端短路时，cd之间的等效电阻是40 Ω C(当ab两端接通测试电源时，cd两端的电压为80 V D(当cd两端接通测试电源时，ab两端的电压为80 V 3(两根材料相同的均匀导线A和B，其长度分别为L和2L，串联在电 路中时沿长度方向电势的变化如图2所示，则A和B导线的横截面 积之比为 ( ) A(2?3 B(1?3 C(1?2 D(3?1

4(某用电器离供电电源的距离为L，线路上的电流为I，若要求线路上的电压降不超过U， 已知输电线材料的电阻率ρ，则该输电线的横截面积的最小值为 ( ) ρLU2UL2ρILA.RρLIIρU 5(用电流传感器可以清楚地演示一些电学元件对电路中电流的影 响，如图所示，在A、B间分别接入电容器、电感线圈、定值电阻， 闭合开关时，计算机显示的电流随时间变化的图象分别如图(a)、 (b)、(c)所示，则下列判断中正确的是 ( ) A(A、B间接入定值电阻显示图象(a) B(A、B间接入电容器显示图象(b) C(A、B间接入电感线圈显示图象(c) D(A、B间接入电感线圈显示图象(b) 6(压敏电阻的阻值会随所受压力的增大而减小，某同学利用压敏电阻的这种特性设计了一 个探究电梯运动情况的装置，该装置的示意图如图4 所示，将压敏电阻平放在电梯内， 其受压面朝上，在受压面上放一物体m，电梯静止时电流表示数为I0;当电梯运动时，电流表的示数I随时间t变化的规律如图甲、乙、丙、丁所示(则下列说法中正确的是( ) A. 甲图表示电梯在做匀速直线运动 B(乙图表示电梯可能向上做匀加速运动 C(丙图表示电梯可能向上做匀加速运动 D(丁图表示电梯可能向下做匀减速运动 7( 如图所示是横截面积、长度均相同的甲、乙两根电阻丝的I,R图

焦耳定律(教案)

§18.4 焦耳定律 【教学目标】 （一）知识与技能 1、知道电流的热效应。 2、在观察实验的基础上引出焦耳定律。 （二）过程与方法 理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用 （三）情感态度价值观 增强动手观察能力，激发学生学习物理知识，认识物理与技术联系的兴趣。 【教学重点】 理解焦耳定律并会应用 【教学难点】 电流做功和电热的区别和联系 【课前准备】 自制电热效应演示器，焦耳定律演示器、学生电源、开关、导线、小灯泡；多媒体课件。【教学时间】1课时 【教学过程】 （一）引入新课 1．引入新课问： （l）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？为什么？ （2）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？学生回答：发烫。是电流的热效应。 再通过课本图1，引入新课。 板书课题：18.4焦耳定律 （二）进行新课 1、电流的热效应 实验：出示自制的电流热效应演示器（电阻丝），在电阻丝内放一根火柴，然后接入学生电源两极，由一名学生拿着导线，火柴很快点燃。 师：这是电流的什么效应？ 生：热效应 师：电流通过任何导体都要发热，这是电流的热效应。为了更好地利用电流效应为我们服务，人们就要研究通电导体产生热量（即电热）与哪些因素有关，今天我们学习研究这个问题，即焦耳定律。

2、焦耳定律 ①介绍如图1的实验装置，告诉学生RA＞RB，RB=RC，通电后， IA=IB，IB＜IC（从电流表的示数可知道I的数值）。 ②问：该实验的目的是什么？（研究电流通过导体产生的热量跟 哪些因素有关） ③问：该实验的原理是什么？观察什么？向学生讲述：当电流通 过电阻丝A、B、C时，电流产生的热量就使三个瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过三个管中液面上升的高度比较电流产生的热量。 ④教师演示实验，记录下在同一时刻三管中煤油液面的高低情况：hC>hA>hB。 ⑤师生共同归纳，教师指出，英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律。 ①内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 ②公式：Q=I2Rt （4）指出：焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电 （5）例题： 例2：某导体的电阻是2欧。当1安的电流通过时，l分钟产生的热量是多少焦？ 例3：一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？ 3、电热的利用和防止 讨论：（先由学生说，然后在教师的引导下进行归纳） ①课文前面“？”中的为什么“觉察不出和灯相连的电线发热”。 分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热量发光，而电线却感觉不到热。 ②课文前面“？”中的和电炉相连的电线为什么显著发热？ 分析：照明电路的电压是一定的，由P=UI可知，电路中接入大功率电炉时，通过的电流大，在电线的电阻相同的情况下，跟电炉相连的电线中通过的电流比跟灯泡相连的电线中通过的电流大得多。所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的时间内，电流通过跟电炉相连的电线产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产生的热量大得多。因此跟电炉相连的电线显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，

欧姆定律电阻定律电功率及焦耳定律

欧姆定律电阻定律电功率及焦耳定律 1．电流：自由电荷的移动形成电流；规定为电荷定向移动的方向为电流方向．电流的大小叫做电流强度，定义单位时间内通过超导体横截面积上的电量，即I = ；电流强度的决定式： I = ；微观式：I = ． 2．欧姆定律：导体中的电流I跟导体两端的电压U成，跟导体的电阻R成；公式I = ； 适用条件：适用于和电解液导电，适用于电路． 3．电阻：导体的电阻反映了导体对电流作用的大小，R越大，阻碍作用越大；定义式：R = ．4．电阻定律：同种材料的导体，其电阻跟它的成正比，与它的成反比，导体的电阻还与构成它的材料有关；表达式：R = ．电阻率ρ = ，它反映导体的导电性能，是导体材料本身的属性；电阻率与温度的关系：金属导体的电阻率随温度升高而；半导体的电阻率随温度升高而． 5．电功：导体中的自由电荷在电场力作用下定向移动，电场力做的功称为电功；公式：W = qU = ．电流做功的实质是将转化成其他形式能的过程． 6．电功率：单位时间内电流做的功，表示电流做功的；公式：P = W/t = ． P = Q/t = ． 1．一个阻值为R的电阻两端加上电压U后，通过电阻横截面的电荷量q随时间变化的图象如图所示，此图象的斜率可表示为（） A．U B．R C．U/R D．I/R 2．有Ⅰ、Ⅱ两根不同材料的电阻丝，长度之比为l1∶l2 = 1∶5，横截面积之比为S1∶S2 = 2∶3，电阻之比为R1∶R2 = 2∶5，外加电压之比为U1∶U2 = 1∶2，则它们的电阻率之比为（）A．2∶3 B．4∶3 C．3∶4 D．8∶3 3．关于电功W和电热Q的说法正确的是（）A．在任何电路中都有W = UIt、Q = I2Rt，且W = Q B．在任何电路中都有W = UIt、Q = I2Rt，但 W不一定等于Q C．W = UIt、Q = I2Rt均只有在纯电阻电路中才成立 Q = I2Rt只在纯电阻电路中成立 〖考点1〗对欧姆定律及电阻定律的理解及应用 【例1】两根完全相同的金属裸导线，如果把其中的一根均匀拉长到原来的2倍，把另一根对折后绞合起来，然后给它们分别加上相同电压后，则在相同时间内通过它们的电荷量之比为（）A．1∶4 B．1∶8 C．1∶16 D．16∶1 【变式跟踪1】用电器距离电源为L，线路上的电流为I，为使在线路上的电压降不超过U，已知输电线的电阻率为ρ．那么，输电线的横截面积的最小值为（）A．ρL/R B．2ρLI/U C．U/(ρLI) D．2UL/(Iρ) 〖考点2〗与电功、电功率、电热相关的问题分析 【例2】如图所示是一提升重物用的直流电动机工作时的电路图．电动机内电阻r = 0.8 Ω，电路中另一电阻R = 10 Ω，直流电压U = 160 V，电压表示数U V = 110 V．试求：（g取10 m/s2） ⑴通过电动机的电流； ⑵输入电动机的电功率； ⑶若电动机以v = 1 m/s匀速竖直向上提升重物，求该重物的质量？【变式跟踪2】加在某电动机上的电压是U，电动机消耗的电功率为P，电动机线圈的电阻为r，则电动机线圈上消耗的电热功率为（）A．P B．U2/r C．P2r/U2D．P–P2r/U2 〖考点3〗伏安特性曲线 【例3】小灯泡通电后其电流I随所加电压U变化的图线如图所示，P为图线上 一点，PN为图线在P点的切线，PQ为U轴的垂线，PM为I轴的垂线，则 下列说法中错误的是（） A．随着所加电压的增大，小灯泡的电阻增大 B．对应P点，小灯泡的电阻为R = U1/I2 C．对应P点，小灯泡的电阻为R = U1/(I2–I1) D．对应P点，小灯泡的功率为图中矩形PQOM所围的面积 【变式跟踪3】如图所示是电阻R的I–U图象，图中α = 45°，由此得出（）A．通过电阻的电流与两端电压成正比 B．电阻R = 0.5 Ω C．因I–U图象的斜率表示电阻的倒数，故R = 1/tanα= 1.0 Ω D．在R两段加上6.0 V的电压时，每秒通过电阻横截面的电荷量是3.0 C 〖考点4〗电路连接与故障分析 【例4】甲、乙两地相距50 km，其间有两条相同的电话线，在D处有一条因绝缘皮被老鼠咬破触地而发生故障. 为了确定触地点到甲地的距离，甲地的检修人员先让乙地的工作人员把两条电话线短接，（图中D、E两点都接地，可以认为两点间用导线连接且电阻 不计）然后调节电阻箱的阻值R，使通过理想电流表G的电流 为零，R1研究= R2，此时电阻箱的阻值为360 Ω，已知每1 km 电话线的阻值为6 Ω，忽略电源内阻．求： ⑴触地点到甲地的距离为多少？ ⑵若把电阻箱R阻值调大，分析说明通过电流表G的电流方向． 【变式跟踪4】如图所示，电源电动势为6 V，当开关接通时，灯泡L1和L2都不亮，用电压表测得各部分电压U ad = 0，U ab = 6 V，U cd = 6 V，由此可以判定（） A．L1和L2的灯丝都断了B．L1的灯丝断了 C．L2的灯丝断了D．变阻器R断路 〖考点5〗“柱体微元”模型 【例5 】来自质子源的质子（初速度为零） ，经一加速电压为 800 kV的直线加速 器加速，形成电流强度为1 mA的细柱形质子流．已知质子电荷量e = 1.60×10－19C．这束质子流每秒打到靶上的个数为________．假定分布在质子源到靶之间的加速电场是均匀的，在质子束中与质子源相距L和4L的两处，各取一段极短的相等长度的质子流，其中的质子数分别为n1和n2，则n1∶n2 = ________． 【变式跟踪5】如图所示，一根横截面积为S的均匀长直橡胶棒上带有均匀分布的负电荷，设棒单位长