第5节 焦耳定律

第五节焦耳定律

编写：王振营审核：张志强

【学习目标】

1.理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷所做的功，能进行有关的电功计算。

2.理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。

3.知道电功率和热功率的区别和联系。

【课前预习】

一.电功和电功率

1.电功：

⑴电流做功，实质上是导体中的对自由电荷的在做功，试推导出电流

做功的表达式。

推导：

⑵表达式：，即电流在一段电路中所做的功等于这段电路两端的电压

U、、通电时间t三者的乘积。

2.电功率：

⑴定义：内电流所做的功叫做电功率。

推导：

⑵表达式：，即电流做功的功率，等于电流I和电路的乘积。

3.在国际单位制中，电流、电压、时间的单位分别是、、。

电功、电功率的单位分别是和。

二.焦耳定律

1.纯电阻电路：电路中只含有白炽灯、电炉丝、电阻等电热元件的电路。电流通过纯电阻电路时，

电能全部转化为导体的。

2.电流在纯电阻电路中做的功W就等于这段电路发出的热量Q，即。

这就是焦耳定律的表达式。

3.热功率：单位时间内电流做功产生的。公式：。

注意：在纯电阻电路里，电功电热，电功率热功率。

4.非纯电阻电路：电路中有电动机或电解槽的电路。电流做功除转化为内能外，还转化为

或。在非纯电阻电路里，电功电热，电功率热功率。

【课堂探究】

例1.关于电功和焦耳热，下列说法正确的是

A. 在纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I2Rt

B. 在非纯电阻电路中，计算电功可用公式W=I2Rt

C. 在非纯电阻电路中，计算焦耳热可用公式Q=I2Rt

D. 在纯电阻电路中，计算焦耳热不可以用公式Q=UIt

小结：电功率和热功率的计算？

⑴对纯电阻元件：

满足欧姆定律U=IR，电能全转化为热能，凡是能计算电功率的公式都能计算热功率，即

⑵对非纯电阻元件：

不满足欧姆定律U=IR，电能一部分转化为热能，电功率大于热功率。

计算电功率只能用，计算热功率只能用。

例2.一台电动机，线圈电阻是0.4Ω，当电动机两端加220V电压时，通过电动机的电流是50A。

⑴这台电动机的热功率多大？

⑵这台电动机的电功率多大？

⑶这台电动机每分钟所做的机械功有多少？

拓展1：有一个直流电动机，把它接入0.2V电压的电路时，电机不转，测得流过电动机的电流是0.4A；若把电动机接入2.0V电压的电路中，电机正常工作，工作电流是1.0A；

⑴求电动机的内阻？

⑵求电动机正常工作时的电功率与热功率、输出功率？

⑶如果电动机在正常工作时，轮子突然被卡住不再转动，电动机的发热功率是多大？

拓展2：用直流电动机提升重物，重物的质量m=50kg,电源提供电压为110V，不计各处摩擦，当电动机以v=0.9m/s的恒定速度向上提升重物时，电路中的电流为5A，则电动机线圈的电阻为多少？（g取10m/s2）

小结：对电动机（非纯电阻电路）的处理？

【跟踪练习】

1.电阻R和电动机M相串联接到电路中，如图，已知电阻R跟电动机线圈的电阻相等，电键接通

后，电动机正常工作。设电阻R和电动机两端的电压分别为U1和U2，经过时间t ，电流通过电阻R做功W1，产生的电热为Q1，电流通过电动机M做功W2，产生的电热为Q2，则有

A. U1

B. W1 =2W2 , Q1 =Q2

C. W1

D. W1

2.一灯泡标有“220V，100W”字样，将其接到110V的电源上（不考虑灯泡电阻的变化），则有

A. 灯泡的实际功率为50W

B. 灯泡的实际功率为25W

C. 通过灯泡的电流为额定工作电流的1/2

D. 通过灯泡的电流为额定工作电流的1/4

3.关于四个公式①P=UI ②P=I2R ③P=U2/R ④P=W/t 下列叙述正确的是

A. 公式①④适用于任何电路的电功率

B. 公式②③适用于任何电路的电热功率

C. 公式①②③适用于任何电路电功率

D. 上述没有一个正确

4.如图，电路两端的电压U保持不变，电阻Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３消耗的电功率一样大，则电阻之比

Ｒ１：Ｒ２：Ｒ３是

A. 1：1：1

B. 4：1：1

C. 1：4：4

D. 1：2：2

5.如图所示的电路中，Ｒ１=Ｒ３<Ｒ２=Ｒ4,在A、B两端接上电源后，各个电阻消耗的电功率的大

小关系为

A. P1= P2< P3= P4

B. P2 > P1 >P4 >P3

C. P2 >P1 >P3 >P4

D. P1 > P2 >P3 >P4

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：

第五节 焦耳定律

课题：第5节焦耳定律 【学习目标】 1．理解电流热效应的本质 2．掌握焦耳定律，并能实行相关计算 3．理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 【学习重点】掌握焦耳定律，并能实行相关计算 【考纲要求】理解电功和电热的关系，能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 【学法指导】先在预习课上根据自己的水平和提示独立完成导学案内容，并在疑问处用双色笔标注，以便在对·群学中与同学交流，全体同学要完成a b两个层次的内容，学有余力的同学cd层次的问题仅供限制选做 【学习过程】 一、知识回顾 1.电流做功的多少等于转化为其他形式能的数量；所谓电流做功，实质上是导体中的恒定电场对的力在做功，电荷的减小，其他形式的能在增加；公式：W= ，P= 。 2.电流通过用电器时把能全部转化为能，这样的电路叫做纯电阻电路。 二、焦耳定律 1.电功和电功率 （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=I2Rt是电热的计算式，能够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=I2R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，一绝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 2 R t （电枢的电阻生热）.这里W =UIt 不再等于Q =I 2 Rt ，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 2 R 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？ (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

九年级物理全册第十八章电功率第4节焦耳定律教案(新版)新人教版

九年级物理全册第十八章电功率第4节焦耳定律教案（新版）新 人教版 【教学目标】 1.知识与技能 理解电流的热效应。 理解焦耳定律。 知道理解和防止电热的场合和方法。 2.过程与方法 通过实验探究电流的热效应与电流、电阻的关系。 3.情感态度和价值观 具有对科学的求知欲、乐于探索日常生活中的物理学道理，乐于参与观察、实验、制作等科学实践活动。 【教学重点】 电流产生的热量与电流、电阻大小之间的关系。 【教学难点】 理解焦耳定律。 【教学方法】 合作探究交流 【教学用具】 多媒体课件焦耳定律演示器 【课时安排】 1课时 【教学过程】 一、创设情境导入新课 展示图片，讨论热量的来源，以此引入新课 电热水器提供热水电暖气提供热量

电熨斗熨烫衣物电烤箱烘烤食品 二、探究新知 （一）电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。 电暖气电饭锅电热孵卵器电热毯等。 知识拓展 电流的三大效应 电流的热效应电流的磁效应电流的化学效应交流讨论 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 猜想与假设 1、可能与导体电阻大小有关 电阻越大，电流热效应越大 2、可能与电流大小有关 电流越大，电流热效应越大 3、可能与通电时间长短有关 通电时间越长，电流热效应越大 设计实验

讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？ 控制变量法 讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？ 利用物理量产生的效应来观察不可见的物理量的方法叫转换法。 实验原理：利用气体的热胀冷缩。 实验器材：两个透明容器中密封着等量的空气，容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电热的多少。 实验装置： 实验1：研究电热与电阻关系 结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 实验2：研究电热与电流关系 播放多媒体视频 结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 焦耳，英国物理学家，用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。他的研究为能量守恒定律奠定了基础。 焦耳定律内容：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， R1=5ΩR 2=10Ω

初中物理鲁科版(五四学制)九年级上册第十四章第五节焦耳定律练习题-普通用卷

初中物理鲁科版九年级上册第十四章第五节焦耳定律练 习题 一、单选题 1.下列家用电器中，主要是利用电流热效应工作的是() A. 收音机 B. 电风扇 C. 电烙铁 D. 电动机 2.当一个电阻的阻值为R时，将它接在电路中通电一段时间，产生的热量为Q。如果 要使它产生的热量为4Q，下列办法中可行的是() A. 将电压变为原来4倍，通电时间不变 B. 将电阻变为原来2倍，通电时间变为原来1 2 C. 将电阻变为原来，通电时间变为原来2倍 D. 将电压变为原来，电阻变为原来2倍 3.我国年仅23岁的优秀青年科学家曹原研究发现：当两层石墨烯以一个“魔角”叠 加在一起时，再加入一定数量的电子，“魔角”石墨烯的电阻突然消失，如果把这一技术应用于生产，它不可以制作的是() A. 电饭锅 B. 电脑 C. 电风扇 D. 导线 4.规格都是“220V200W”的电冰箱、电脑和电烙铁正常工作，若通电时间相同， 则 A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电脑产生的热量最多 C. 电烙铁产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样多 5.小明同学家的电能表上标有“3000revs/(kW·?)”的字样，他将家中的其它用电 带都与电源断开，仅让电水壶在额定电压下工作，观察1min内电能表的转盘转了45revs，则下列说法不正确的是() A. 电水壶是利用电流的热效应来工作的 B. 烧水过程中消耗的电能为5.4×105J

C. 电水壶的额定功率为900W D. 当实际电压只有额定电压的90％时，电水壶的实际功率为729W 6.物理老师给同学们做短路演示实验时，他将蓄电池、自 制铜导线组成短路电路，如图所示是在实验中铜导线烧 断时的情境，烧断处被烧断是因为该处一小段铜导线与 其它同长度的铜导线相比，它的() A. 电阻较大 B. 电压较小 C. 电流较大 D. 电功率较小 7.用如图的装置探究影响电流热效应的因素”，电阻丝 R1和R2分别密封在两只完全相同 的烧瓶中，且R1

初中九年级物理焦耳定律说课稿

焦耳定律说课稿 白团中学樊金素 尊敬的各位评委： 您们好！今天我说课的题目是教科版初中物理教材九年级上册第六章第三节《焦耳定律》根据新课标的理念，对于本节课，我将以教什么，怎样教，为什么这样教为思路，从教材分析，教学目标分析，教学方法分析，教学过程分析四个方面加以说明。 一、说教材 1．教材分析 《焦耳定律》教科版初中物理教材九年级上册第六章第三节的内容，用1课时进行教学。本节课内容主要有四部分，一是电流的热效应；二是探究电流的热效应与那些因素有关，三是焦耳定律；四是电热的利用和防止。电流通过导体会产生热，学生是有生活体验的，但流通过导体产生热的快慢跟什么因素有关？有什么关系？这是学生所不知的，教材在学生学习了电能、电功率知识后及时地安排了本节课，满足学生的学习需要，符合学生的认知规律，此外教材在学生知道了焦耳定律以后，及时地安排了电热的利用和防止的内容，充分体现了“从生活走向物理，从物理走向社会”，“学以致用”的新的教育理念。本节课也为下一节安全用电的教学做了某些知识准备，本节课在全章中起着举足轻重的作用。 2．教学目标 按照新课程三维目标要求和本节课内容，本节课的教学目标有以下三个方面： （1）知识与技能 ●知道电流的热效应 ●知道焦耳定律 ●知道电热的利用和防止 (2）过程与方法 ●通过探究，知道电流通过导体产生的热量与什么因素有关 （３）情感态度与价值观 ●通过学习电热的利用和危害，学会辩证地看待问题 ●通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识 （４）教学重点和难点 根据本节课的内容特点，我把本节课的教学重点放在教材的第二部分。即电流产生热效应跟什么因素有关（也就是焦耳定律），这是知识的重点。如何让学生提出与本节课相关的问题，如何进行探究实验设计，如何推导公式Q=I2Rt以及Q=W=Pt则是本节课教学的难点。 二、说学情 知识技能方面，学生在第五章中已学习了欧姆定律，通过本章前两节的教学，学生对电能、电功率知识已有了一定的了解。对于一些探索性问题，学生已有了初步的探究意识，

九年级物理全册第十八章第4节焦耳定律课时练新版新人教版

第4节焦耳定律 学校：姓名：班级：考号： 评卷人得分 一、单选题 ( ) A. 电炉 B. 电动 机 C. 电饭煲 D. 电熨斗 2. 下列情况中不属于防止电热危害的是( ) A. 电视机的后盖有许多孔 B. 电脑机箱内有小风 扇 C. 电动机外壳有许多散热片 D. 家电长时间停用,隔一段时间应通电一次 3. 将规格都是“0V 180 W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是( ) A. 电冰箱产生的热量最多 B. 电风扇产生的热量最 多 C. 电热毯产生的热量最多 D. 三者产生的热量一样 多 4. 电饭锅是常用的家用电器,下列与之相关的说法错误的是( ) A. 组成材料中既有导体又有绝缘体 B. 工作时,利用了电流的热效应 C. 工作时,通过热传递使食物温度升高 D. 与其他家用电器是串联连接的

5. 为了探究“电流通过导体产生的热量跟什么因素有关”,某同学将两段阻值不同的电阻丝R 1、R 2分别密封在两个完全相同的烧瓶中,并设计了如图所示的甲、乙两套装置,已知所用蓄电池电压相等且保持不变,R 1

高中物理选修3-1(人教版)练习：第二章 第5节 焦耳定律 Word版含答案

第二章恒定电流 5 焦耳定律 A级抓基础 1．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 D．W＝UIt在任何电路中成立，Q＝I2Rt只在纯电阻电路中成立 答案：B 2．功率为10 W的发光二极管(LED灯)的亮度与功率为60 W的白炽灯相当．根据国家节能战略，2016年前普通白炽灯应被淘汰．假设每户家庭有2只60 W的白炽灯，均用10 W 的LED灯替代，估算出全国一年节省的电能最接近( ) A．8×108 kW·h B．8×1010 kW·h C．8×1011 kW·h D．8×1013 kW·h 答案：B 3．额定电压、额定功率均相同的电风扇、电烙铁和日光灯，各自在额定电压下正常工作了相同的时间．比较它们产生的热量，结果是( ) A．电风扇最多B．电烙铁最多 C．日光灯最多D．一样多 答案：B 4．有四盏灯，接入如图所示的电路中，L1和L2都标有“220 V 100 W”，L3和L4都标有“220 V 40 W”．把电路接通后，最暗的灯将是( ) A．L1B．L2 C．L3D．L4 答案：C 5.在如图所示的电路中，电源电压为60 V，内阻不计，电阻R＝2 Ω，电动机的内阻R0＝1.6 Ω，电压表的示数为50 V，电动机正常工作，求电动机的输出功率．

解析：电动机正常工作时，电动机两端的电压U 0＝50 V ，此时通过电路中的电流：I ＝U R R ＝E －U 0R ＝5 A ，电动机的输出功率P 出＝U 0I －I 2R 0＝210 W. B 级 提能力 6．电功率的计算公式P ＝U 2R 中，U 是加在用电器上的电压，R 是用电器的电阻，此式可用于( ) A ．计算电冰箱的功率 B ．计算电风扇的功率 C ．计算电烙铁的功率 D ．计算洗衣机的功率 解析：公式P ＝U 2R 是根据功率公式和欧姆定律推导出来的，只能用在纯电阻电路中，故C 正确，A 、B 、D 错误． 答案：C 7.如图所示为某两个电阻的U －I 图象，则R 1∶R 2的值和把两电阻串联后接入电路时消耗功率之比P 1∶P 2及并联后接入电路时消耗功率之比P 1′∶P 2′分别是( ) A ．2∶1 2∶1 1∶2 B ．2∶1 1∶2 2∶1 C ．1∶2 1∶2 2∶1 D ．1∶2 2∶1 1∶2 答案：A 8．如图所示，额定电压为110 V 的两盏电灯，额定功率分别为P A ＝100 W ，P B ＝25 W ．把它们接到220 V 的电路上，欲使它们都能正常发光且耗电最少，应采用的接法是( ) 答案：C 9．(多选)如图所示，电阻R 1＝20 Ω，电动机线圈的电阻R 2＝10 Ω.当开关断开时，电流表的示数是0.5 A ，当开关闭合后，电动机转动起来，电路两端的电压不变，电流表的示数I 和电路消耗的电功率P 应是( )

第4节焦耳定律教案

焦耳定律 课题焦耳定律课型新授课 教学目标1．了解电流的热效应及电能与热能的转化； 2．理解焦耳定律内容及表达式，并利用其解决相关简单计算；3．了解电流热效应的应用与危害防控。 教学重点引导学生探究电热与电阻之间关系，并初步归纳其结论。 教学难点电热与电流为“二次方”关系的得出与理解。 教学准备课件，导学案 教学方法先学后教，学案导学，合作达标 教学后记 教学环节教师活动学生活动备注 一、讲授新课知识点一：电流的热效应 任何导体中有电流通过时，导体都要发热，如电放锅、电热器、电熨斗等利用电能来加热的设备；日常生活中，我们不需要发热的电器：如电风扇、电脑等通电时也会产生热量，所以电流通过导体时都会有电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。 那么，电流通过导体时产生的热量与什么因素有关呢？ 实验探究：影响电热的因素 设计实验：两个透明容器中封闭着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而可以间接比较电阻丝放热的多少——转换法 1.研究电热与电阻的关系： 如下图所示，将两个阻值不同的电阻串联，以保证电流和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。

实验结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 2.研究电热与电流关系 如下图所示，将三个阻值相同的电阻混联，以保证电阻和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。 实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 生活经验告诉我们，通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。 【典型例题】将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下 列有关说法中，错误 ．．的是： A．三个电器消耗的电能一样多 B．电流通过三个电器做功一样多 C．三个电器产生的热量一样多 D．电烙铁产生的热量最多

学案：第五节：焦耳定律.

第五节焦耳定律2011-10-22 单县五中高二物理组编主编:郭传峰郭勇审订:刘国立徐红梅校对:仪传文 班级________________姓名_______________ 学习目标 1.理解电流热效应的本质 2.掌握焦耳定律,并能进行有关计算 3.理解电功和电热的关系,能区分纯电阻电路和非纯电阻电路中的电功和电热 重点:焦耳定律内容难点:电功和电热之间的联系和区别 【自主学习】 1.能量转化电炉通电时,能转化为能;电动机通电时,能转化为能;蓄电池充电时, 能转化为能;电能转化成其他形式能的过程就是的过程,电流做功的多少电能转化为其他形式能的数量。 2.电功自由电荷在静电力作用下沿静电力的方向做定向移动,结果电荷的电势能,其他形式的能。电流在一段电路中所做的功等于这段电路、、三者的乘积。计算式为W= 。 3.电功率电流做的功叫电功率。用表示电功率,表达式为P= 。 电流在一段电路上做功的功率P等于与这段电路的乘积。 4.焦耳定律内容电流通过导体产生的热量跟成正比,跟导体的电阻及通电时间成。这个关系最初是由实验得到的。 5.表达式 Q= 。 6.热功率的发热量通常称为热功率,表达式为P= 。

【课堂探究】 探究一:电功和电功率 阅读教材53页电功和电功率,回答以下问题: 问题1:电功的实质是什么?课本是如何推导出电功的表达式的? 问题2:电功率及其物理意义是什么? 探究二:焦耳定律 阅读教材53-54页焦耳定律,回答以下问题: 问题3:什么是电流的热效应? 探究三:电功率和热功率的比较 问题4:在纯电阻电路中,电功和电热,电功率和热功率之间有什么样的关系? ?【例1】将A、B两个白炽灯接入电路,关于这两只灯泡的发光情况,正确的说法是( ?若A灯中的电流比B灯大,则A灯一定比B灯亮 ?B、若A灯两端的电压比B灯大,则A灯一定比B灯亮 ?C、若电流对A灯做的功比B灯多,则A灯一定比B灯亮 ?D、若A灯消耗的电功率比B灯大,则A灯一定比B灯亮 问题5:在非纯电阻电路中,电功和电热,电功率和热功率之间又是什么样的关系? ?例2.电动玩具汽车的直流电动机电阻一定,当加上0.3 V电压时,通过的电流为0.3 A,此时电动机没有转动.当加上3 V电压时,电流为1 A,这时候电动机正常工作,求电动机正常工作时,产生的机械功率和发热功率.

2019-2020人教版物理选修3-1教师文档含习题：第二章 第5节 焦耳定律

第5节焦耳定律 1．理解电功和电功率的概念，知道电流做功的实质。 2．理解电功和电热的区别，能够区分纯电阻电路和非纯电阻电路。 3．理解电功率和热功率的区别，会计算电功率和热功率。 4．能从能量守恒角度理解焦耳定律。 一、电功和电功率 1．电功 (1)电流做功的实质：导体中的□01恒定电场对自由电荷的□02静电力在做功。结果自由电荷的电势能□03减小，其他形式的能增加。 (2)公式：W□04UIt。 即电流在一段电路中所做的功等于这段电路□05两端的电压、□06电路中的电流、□07通电时间三者的乘积。 (3)□08焦耳，符号是□09J。 (4)意义：描述电能转化为其他形式能的多少。 2．电功率 (1)□10电流所做的功。 (2)□11P＝UI。 (3)□12瓦特，符号是□13W。 (4)□14电能转化为其他形式能的快慢或者是电流做功的快慢。 二、焦耳定律 1．内容：电流通过导体产生的热量跟□01电流的二次方成正比，跟□02导体的电阻及□03通电时间成正比。 2．表达式：Q□04I Rt。 3．热功率 热功率意义：表示电流发热□05快慢的物理量

公式：P 热 ＝□07Q t＝□08I R， 单位：瓦特(W)定义：单位时间内的□06发热量 (1)电功与电能的单位相同，电功就是电能。() (2)电功率越大，电功越大。() (3)电流流过笔记本电脑时，电功一定等于电热。() (4)根据I＝U R、P＝UI可导出P＝ U2 R，该公式可用于任何用电器。() (5)电流通过电解槽时，电功大于电热。() 提示：(1)×(2)×(3)×(4)×(5)√ 课堂任务电功和电功率 仔细观察下列图片，认真参与“师生互动”。 活动1：如图，在导体中恒定电场的作用下，电荷q沿静电力方向移动，电势降低U，静电力对电荷做功多少？ 提示：W＝qU。 活动2：电荷沿静电力方向移动，电流对外做功，你能导出电功W与电流I 的关系吗？ 提示：由活动1，W＝qU，设q电势降低的过程所用时间为t，则任一截面t 时间内通过的电荷量为q，即电流I＝q t代入上式得W＝UIt。 活动3：根据上述活动，如何表示电流做功的快慢？ 提示：做功快慢用功率来表示，即P＝W t，结合W＝UIt，可得P＝UI。 活动4：讨论、交流、展示，得出结论。 (1)电功的实质：自由电荷在导体中的恒定电场的静电力作用下，沿静电力的方向做定向移动形成电流，静电力对自由电荷做功，电荷的电势能减小，转化

人教版物理九年级下册【教案三】第4节 焦耳定律

第4节焦耳定律 ●教学目标 1．知识与技能 ·知道电流的热效应。 ·知道焦耳定律。 ·知道利用和防止电热的场合和方法。 2．过程和方法 ·通过实验探究电流的热效应与哪些因素有关。 3．情感、态度与价值观 ·通过电热的利用和防止知识的学习，认识科学是有用的。 ·通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识。 ●教学重点 通过实验探究电流热效应跟哪些因素有关。. ●教学难点 组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确结论. ●教学方法 探究法、观察法、讨论法. ●教具准备 烧瓶、温度计、铜丝、电炉丝、导线、煤油、电源.、电炉、电熨斗、热得快等电热器、投影仪. ●教材分析 “电与热”是电能和电功率之后的一个学习内容，在本章教材的编写顺序（电能——电功率——测量小灯泡的功率——电与热——电功率和安全用电）中起着承上启下的作用。电和热是学生生活中熟悉的用电器入手，使学生进一步认识电和热的关系，通过实验说明电热与电阻、电流、通电时间都有关系（实验中很好地运用了控制变量和转换的研究方法），指出焦耳经过大量实验才于1840年得到精确的结果——焦耳定律，同时为了使学生加深对焦耳定律的认识，又从电能转化和欧姆定律推出了公式Q=I2Rt，这时启发学生从实验和理论两方面来学习、研究物理问题也有一定的作用。为了使学生对课程标准中的“在电流一定时，

导体消耗的电功率与导体的电阻成正比”有更深的理解，教材在50页设计了“想想议议”问题。对于电热的利用和危害的防止，教材也是从生活实际出发，通过生活中两方面的事例加以说明。 ●课时安排 1课时 ●教学过程 （一）、引入新课 播放视频：电炉烧水 电热取暖器 电熨斗 ［师］这些用电器工作时有一个什么共同特点？ ［生］都要消耗电能。 ［生］都会产生热。 ［师］同学们根据自己的生活经验，一定能举出许多电流通过导体时，导体会发热的例子 这种现象这叫电流的热效应. 板书：电流的热效应 ［师］在前面课程小灯泡的发光实验中，同学们曾有意地去触摸过小灯泡，感觉小灯泡（同学们一起说）热.有没有同学触摸过导线，如小灯泡连接的导线热不热. ［生］我摸过，没感觉到热. ［生］我也在家里摸过做饭的电饭锅，饭都熟了，导线也没感觉到热. ［师］同学们有没有考虑过这样的问题：导线和用电器中流过的电流相同吗？［生］相同. ［师］导线和用电器中流过了相同的电流，用电器发热而导线却几乎不发热，这是为什么？今天同学们就来一起探讨电流经过用电器时产生的热量与什么有关. （二）、进行新课 一．电流的热效应 ［想想做做］方法一：

2020-2021学年人教版九年级物理第十八章第四节焦耳定律

2020-2021学年人教版九年级物理第十八章第四节焦耳定律学校:___________姓名：___________班级：___________考号：___________ 一、单选题 1．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，这主要是因为A．导线的绝缘皮隔热B．导线的电阻远小于电熨斗电阻 C．通过导线的电流小于电熨斗的电流 D．导线散热比电熨斗快 2．下列用电器中，正常工作1小时，耗电量接近1 kW·h的是() A．空调B．台灯C．电视机D．电冰箱 3．电炉通电后，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接的铜线却不热，这是因为（）A．通过电炉丝的电流比通过铜导线的电流大B．电炉丝的电阻比铜导线的电阻大得多 C．电炉丝金属的比热与铜导线的比热不同D．以上三种说法都有道理4．电炉中电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接电炉的导线却不怎么热，主要是因为（） A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B．导线的绝缘皮隔热 C．导线散热比电阻丝快 D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻，导线上产生的热量很少 5．电热吹风机里的电热丝，通电时热的发红而与它相连的导线却不热，由焦耳定律可知，造成上述现象的主要原因是（） A．电热丝的电阻比导线的电阻大得多B．通过电热丝的电流比导线的电流小得多 C．电热丝的电阻比导线的电阻小得多D．通过电热丝的电流比导线的电流大得多 6．如图所示是研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关的实验，下列分析不正确的是（）

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，右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 7．用粗细均匀的电热丝加热烧水，通电10 min可烧开一壶水，若将电热丝对折起来使用，电源电压不变，则烧开同样一壶水的时间是（） A．2.5 min B．5 min C．20 min D．30 min 8．电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，其原因是A．导线的绝缘皮隔热 B．导线散热比电熨斗快 C．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流 D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻 9．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，两个透明容器里都有一段电阻丝，下列说法正确的是 A．两个透明容器内的空气是否等量和密封都不影响实验效果 B．乙图中的实验装置是为了探究电流产生的热量与电阻的关系 C．通过比较两个U型管中液面高度的变化来反映空气吸收热量的多少 D．甲装置图中，通电一段时间后，左测U形管中液面的高度差比右侧的大 10．为了研究“电流通过导体产生的热量与哪些因素有关”，小秋设计如图实验：先在一块电路板上插上四根相同的竹筷，然后在相对的两根竹筷间分别连上阻值不同的电阻丝AB和CD（R AB＜R CD），最后和开关、蓄电池组成一电路．实验时，小秋将一块长方体泡沫块水平放在两根电阻丝上，闭合开关，发现搁在CD上的泡沫块先被切断．下列说法正确的是（）

九年级物理全册 第十八章 第4节焦耳定律随堂练习 新人教版

第4节焦耳定律 1．将规格都是“220 V 100 W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是 ( ) A．三个用电器产生的热量一样多 B．三个用电器消耗的电能一样多 C．电视机产生的热量最多 D．电风扇产生的热量最多 2．如图所示为某物理兴趣小组探究焦耳定律的部分实验装置。已知R甲＝5 Ω，R乙＝10 Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝串联在电路。若电路中的电流为0.3 A，则乙电阻丝在1 min内产生的热量为 J。 3．把一个电阻为44 Ω的电炉接入电压为220 V的电路中，通电10 min产生的热量为J。连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况，若接触不良，电流通过时产生的热量会更多，容易引起火灾。因为相比接触良好时连接处的电阻 (选填“更大” 或“更小”)。 4． R1、R2分别连接成如图所示的甲、乙两种电路，R1＝2R2，电源电压均为U，图甲电路中R1、R2在相同时间内产生的热量为Q甲1、Q甲2，则Q甲1∶Q甲2＝，图乙中电路中R1、R2在相同时间内产生的热量分别为Q乙1、Q乙2，则Q乙1∶Q乙2＝。 5．如图所示，电源电压为6 V，电阻R0＝10 Ω，电流表量程为0～0.6 A，电压表量程为0～ 3 V，滑动变阻器上标有“20 Ω0.5 A”字样。则当电路中电流最小时，2 min内电流 通过电阻R0产生的热量是 J；为了保证电路安全，滑动变阻器R接入电路的最小阻值为Ω。

6．如图中甲所示是用来研究焦耳定律的实验装置： (1)实验采用的是 研究方法，实验的设计原理是电流的热效应。 (2)选用图乙中第二组电阻来进行实验，分别在通电时间相同时，调节滑动变阻器，加大电流，发现电流越大，电阻丝放热越 ，说明 。 7．有一个电热水壶，其铭牌数据如表所示。在1个标准大气压下，它在额定电压下加热7 min 刚好把质量为1 kg 、初温为20 ℃的水烧开。[c 水＝4.2×103 J/(kg· ℃)，电热丝的阻值保持不变]求： 额定电压 220 V 额定功率 1 000 W 频率 50 Hz (2)电热水壶在7 min 内所消耗的电能是多少？ (3)由于现在是用电高峰，电网中的实际电压为198 V ，要把同样一壶水烧开，若电热水壶的热效率不变，则需要加热多少秒？(计算结果保留到整数) 参考答案 1． B 【解析】 三个用电器接入家庭电路中时它们两端的电压均为U ＝220 V ，实际功率P 实＝ P 额＝100 W ，由P ＝W t 的变形式W ＝Pt 可知，通电时间相同时，三用电器消耗的电能相同， 故B 正确；因电风扇中的电动机将电能大部分转化为机械能，电视机将一部分电能转化为光能，电烙铁把电能全部转化为内能，所以，产生热量最多的是电烙铁，故ACD 错误。故选B 。 2. 54 【解析】 (1)在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应控制电流和通电时间相同，即需要将两个电阻丝串联接入电路； (2)乙电阻丝在1 min 内产生的热量：Q 乙＝I 2R 乙t ＝(0.3 A)2 ×10 Ω×60 s ＝54 J 。

人教版高中物理(选修3-1)第五节焦耳定律优质教案

第五节、焦耳定律 一、教学目标 （一）知识与技能 1．理解电功、电功率的概念，公式的物理意义。了解实际功率和额定功率。 2．了解电功和电热的关系。了解公式Q=I2Rt（P=I2R）、Q=U2t/R （P=U2/R）的适应条件。 3．知道非纯电阻电路中电能与其他形式能转化关系，电功大于电热。 4．能运用能量转化与守恒的观点解决简单的含电动机的非纯电阻电路问题。 （二）过程与方法 通过有关实例，让学生理解电流做功的过程就是电能转 化为其他形式能的过程。 （三）情感态度与价值观 通过学习进一步体会能量守恒定律的普遍性。 三、重点与难点： 重点：区别并掌握电功和电热的计算。 难点：主要在学生对电路中的能量转化关系缺乏感性认识， 接受起来比较困难。 四、教学过程： （一）复习上课时内容 要点：串、并联电路的规律和欧姆定律及综合运用。

提出问题，引入新课 1．通过前面的学习，可知导体内自由电荷在电场力作用下发生定向移动，电场力对定向移动的电荷做功吗？（做功，而且做正功） 2．电场力做功将引起能量的转化，电能转化为其他形式能，举出一些大家熟悉的例子：电能→机械能，如电动机。电能→内能，如电热器。电能→化学能，如电解槽。 本节课将重点研究电路中的能量问题。 （二）新课讲解-----第五节、焦耳定律 1．电功和电功率 （1）．电功 定义：电路中电场力对定向移动的电荷所做的功，简称电功，通常也说成是电流的功。用W表示。 实质：是能量守恒定律在电路中的体现。即电流做功的过程就是电能转化为其他形式能的过程，在转化过程中，能量守恒，即有多少电能减少，就有多少其他形式的能增加。 【注意】功是能量转化的量度，电流做了多少功，就有多少电能减少而转化为其他形式的能，即电功等于电路中电能的减少，这是电路中能量转化与守恒的关键。 在第一章里我们学过电场力对电荷的功，若电荷q在电场力作用下从A搬至B，AB两点间电势差为U AB，则电场力做功W=qU AB。 对于一段导体而言，两端电势差为U，把电荷q从一端搬至另一端，电场力的功W=qU，在导体中形成电流，且q=It，（在时

第4节 探究焦耳定律

第4节探究焦耳定律 【教学目标】 知识与技能 1、知道电流的热效应 2、知道焦耳定律 3、知道电热的利用和防止 过程与方法 通过探究，知道电流通过导体产生的热量与什么因素有关 情感态度与价值观 1、通过学习电热的利用和危害，学会辩证地看待问题 2、通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识 【教学重难点】 重点焦耳定律 难点探究电流通过导体产生的热量与什么因素有关。 【导学过程】 【创设情景，引入新课】 一、导入新课 观察下面四个电器，回答问题： （1）图中四个用电器通电时都会产生什么现象？ （2）说明电流在工作过程中消耗的电能转化成了什么能？ 总结得出：电流通过导体时电能转化成热能，这个现象叫电流的热效应。 现象：给电炉通电时，电炉丝热得发红，而与电炉丝相连的导线却几乎不热。同学们有没有考虑过这样的问题：导线和电炉丝中流过的电流相同吗？导线和电炉丝产生的热量相同吗？今天我们就一起来探讨电流经过用电器时产生的热量与什么因素有关。 【自主预习案】 一、电流的热效应 (1) 图中四个用电器通电时都会发生什么现象？这种现象叫 做。 （2）说明电流在工作过程过程中消耗的电能转化成什么形式的能了？

（3）列举你熟悉的类似的实例。 二、焦耳定律 1、电流通过导体产生的热量跟通过导体的______________成正比，跟通过导体的______________平方成正比，跟通电______________成正比。 2、Q =I2Rt，Q表示产生的______________，单位是______________；I表示通过导体的______________，单位是______________；R表示______________，单位是______________；t表示______________单位是______________，计算时单位要一致！！ 3、研究焦耳定律时，采用______________法和______________法 三、电热的利用与防止 （1）电热器是利用电流的_______________制成的加热设备，如：电热水器、_______________电热毯等。 优点：清洁卫生没有环境污染、热效率高、方便控制和调节温度。 （2）电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片、安装_______________，都是为了_______________ 【课堂探究案】 探究点1：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？ 1、提出问题 引导学生，提出问题：电流通过导体产生的热量与什么因素有关？ 2、猜想 引导学生进行猜想 3、设计实验 问：要研究与多个因素是否有关时，我们得采用什么研究方法？（控制变量法）。课件展示： 实验一、研究电流产生的热量与电阻的关系 问：①实验中要控制相同，使不同。②如何控制电流和通电时间相同？ ③如何比较电流通过导体产生热量的多少？ 引导学生讨论实验步骤 4、进行实验 5、得出结论：1、在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。 实验二、探究电流产生的热量与电流的关系 问：①实验中要控制相同，使不同。 ②如何改变通过导体的电流？ 引导学生讨论实验步骤 得出结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过导体产生的热量越多。引导学生得出结论：在电流和电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。引导学生得出焦耳定律 探究点2：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

九年级物理全册 第18章 第4节 焦耳定律及其应用导学案新人教版

第4节焦耳定律及其应用 课标要求： 1.能通过生活实例，认识电流的热效应。 2.能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。 3.通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。 导学目标： 1.知识目标：①知道电流的热效应。②知道焦耳定律、。 2.能力目标：①会探究电流的热效应与哪些因素有关。②会用焦耳定律进行计算。 3.情感目标：通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。 导学重难点：焦耳定律的理解及应用既是重点也是难点。 导法：实验探究法、讨论法 学法：讨论法、观察法 导学准备：焦耳定律演示器 教案来源：自撰 课时：1课时 导学过程 一、课前导学 1、，这种现象叫做电流的热效应。 2、电流通过导体产生的热量跟成正比， 成正比，成正比，这个规律叫做焦耳定律。 3、焦耳定律的表达式是：。 二、课堂导学 一、认识电流的热效应、电热器

1、电流通过导体时将能转化为，这种现象叫做。 2、电热器：利用电器为电热器。它们有一个共同的组成部分 叫 .它由的材料制成。 〔思考讨论〕：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉丝热得 发红，而导线却几乎不发热？电流通过导体产生的热的多少跟什么因素有关？ 二、探究电热大小的影响因素 1、猜想：电流通过导体产生的热可能与有关； 2、大家猜想电热的多少跟几个因素有关，那么我们实验研究时就要采取。 3、实验时怎样来反映电流产生的热的多少？ 方法： 4、实验参考电路图。 5、按照设计好的实验方案进行实验。 实验现象：(1)闭合开关后发现，甲瓶中的温度计升温快些，而甲、 乙两瓶和相等，表明： 。 (2)观察同一个煤油瓶，通过改变通入的电流，通电相同时间后，观察 温度计的示数升高情况。实验表明 。 (3)观察同一个煤油瓶，改变通电时间，发现电流和电阻相同时，通电时间越长，电流产生 的热。 6、综合得到焦耳定律： (1) 这个规律叫做焦耳定 律。 (2)表达式为： 公式中各符号的意义及单位