《焦耳定律》电功率PPT

《焦耳定律》电功率PPT

第一部分内容：导学设计

学点1　电流的热效应

实验1：灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？想想为什么。

实验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？想想为什么。

问题：以上实验表明：电流通过用电器时，一般用电器都会________，电流通过导体时电能转化成______能，这种现象叫做电流的______效应。

学点2　探究：电流通过导体时产生的热的多少跟什么因素有关

假设：电流通过导体时产生的热的多少可能跟________、________、____________有关。

实验1：如图18－4－3所示，探究电热与电阻的关系。

问题1：实验中给等量的空气加热，容器内空气温度上升，体积膨胀通过比较U形管两侧液柱的高度差，可以比较电流通过导体时产生的热的多少。这里采用了哪种研究方法？

[答案] 转换法。

问题2：该实验要控制什么量不变？怎样做到？

[答案] 要控制电流和通电时间相同。把两段阴值不同的电阻丝串联起来，因为串联电路电流处处相等。

问题3：你能得到什么结论？

[答案] 在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。

问题4：该实验要控制什么量不变？怎样做到？

[答案] 要控制电阻和通电时间相同。两个容器中接入相同的电阻丝，在一个容器的外部，并联一个电阻分流。

问题5：你能得到什么结论？

[答案] 在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多。

实验3：探究电热与通电时间的关系。

问题6：该实验要控制什么量不变？怎样做到？

[答案] 要控制电流和电阻相同，在两个容器中分别接入相同的电阻丝，加热不同的时间．

问题7：你能得到什么结论？

[答案] 在电流和电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。

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焦耳定律PPT，第二部分内容：应用示例

类型一　电流的热效应

例1 2017·日照 某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图18－4－2甲所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。

(1)请你用笔画线代替导线，把图甲中两个容器内的电阻丝接到电路中。

(2)实验中通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫________。

(3)连接好电路，闭合开关，通电一段时间后，________(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，________越大，电流通过导体产生的热量越多。

(4)让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示)。移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是___________________________________________________。

(5)如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q＝________。

[解析] (1)将电源、开关、滑动变阻器、两相同的透明容器中的电阻丝逐一顺次连接即可，滑动变阻的连线要注意一上一下的原则，如上图所示。(2)电流通过导体产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量，通过U形管内液面高度的变化来反映，这种方法是初中物理常用的转换法。(3)因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等；由Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，右侧电阻较大，其产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧容器中气体膨胀更大，所以右侧U形管中的液面高度变化明显。

类型二　焦耳定律——多挡位问题

例2 如图18－4－5所示为一台两挡式电热水器的内部简化电路，S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5 A，当S接b时电路的电功率为22 W，求：

(1)R1的电阻。

(2)高温挡时电路的电功率。

(3)在低温挡工作10 min，

电流通过R2产生的热量。

类型三　区分实际问题中的电功与电热

例3 某直流电动机线圈的电阻是1.5 Ω，把它接在稳压电源上，闭合开关，电动机正常工作，通过线圈的电流是2 A，在20 s内电动机所做的机械功是1080 J。问：

(1)这段时间内，电流通过线圈产生的热量是多少？

(2)这段时间内，电流通过电动机做的功是多少？电源电压是多少？

(3)如果在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，此时电动机中的电流是多少？

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焦耳定律PPT，第三部分内容：课堂反馈

1．如图4－1所示，下列常见电器中不是利用电流热效应工作的是(　　)

2．某电炉丝电阻为100 Ω，通电10 s产生的热量为4×103 J，则通过电炉丝的电流是(　　)

A．2 A B．4 A C．20 A D．40 A

3．电热器是利用电流的________来加热的设备，一台额定电压为220 V的电炉，电炉丝电阻为44 Ω，正常工作10 min，电炉丝产生的热量是________J。

4．如图4－2所示是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。请回答：

(1)电流产生的热量通过U形管中液面的____________来反映，这种研究物理问题的方法叫________法。

(2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，两个相同的透明容器中密封着质量相等且________相同的空气。

(3)图甲所示两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，这样做的目的是控制________和____________相同，研究电流通过导体时产生的热量与________的关系。

(4)在图乙中右侧容器外并联了一段阻值相同的电阻丝，其目的是研究电流通过导体时产生的热量与________的关系。

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