初中物理九年級第十八章電功率教學講義——焦耳定律與電功率綜合培優(yōu)訓練

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1、1授課內(nèi)容授課內(nèi)容C-焦耳定律焦耳定律C-電路類型電路類型T-電功率檢測電功率檢測星星 級級教學目的與目標教學目的與目標1、能根據(jù)焦耳定律解決電熱綜合題；、能根據(jù)焦耳定律解決電熱綜合題；2、能在實際電路中選擇合適公式解題；、能在實際電路中選擇合適公式解題；一、探究電熱的影響因素一、探究電熱的影響因素1、提出問題：電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關？2、猜想與假設：電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟_因素有關。3、設計實驗：電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與電阻的關系要控制_相等。電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與電流的關系要控制_相等。4、進行實驗：（1）電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與電阻的關系：在_相同時，電阻

2、越大，電阻產(chǎn)生的熱量_。（2）電流通過導體時產(chǎn)生的熱量與電流的關系：在_相同時，電流越大，電阻產(chǎn)生的熱量_。5、分析論證、得出結(jié)論：結(jié)論 1.在通電電流和通電時間相同的條件下，_結(jié)論 2.在電阻和通電時間相同的條件下，_。結(jié)論 3.在通電電流和電阻相同的條件下，_。二、焦耳定律二、焦耳定律1、內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。2、公式：Q=I2Rt3、當電流做的功全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能時：由于 W=UIt，U=IR 所以UItWQRtItRU22問題：電吹風工作時，消耗了 1000J 的電能，電流在電阻線上產(chǎn)生熱量等于 1000J 嗎？C焦耳定律知

3、識點睛知識點睛2三、電功（三、電功（W）與）與 電熱（電熱（Q）的區(qū)別與聯(lián)系）的區(qū)別與聯(lián)系純電阻用電器 W=Q非純電阻用電器 WQ 熱量 Q=I2Rt 其它形式能 WQ回答：導線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導線并不很熱？拓展：額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事？四、電熱利用和電熱防止四、電熱利用和電熱防止一、選擇題 1關于電熱的利用，下列說法中錯誤的是（）A電熱對我們來說總是有利的 B電視機、收音機上開小孔是為了散熱 C電飯鍋是利用電流熱效應來工作的 D梅雨季

4、節(jié)可用電熱給電視機驅(qū)潮 答案：A 2一臺“220V 60W”的電風扇、一盞“36V 60W”的白熾燈和一只“110V 60W”的電熱器各自在額定電壓下工作，比較它們相同通電時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是()A電風扇最多 B電熱器最多 C白熾燈最多 D三者一樣多 答案：B 3電爐絲通電后熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接的銅導線卻不怎么熱，這是因為（）A通過電爐絲的電流比通過銅導線的電流大 B銅導線的電阻小，因而產(chǎn)生的熱量少，而電爐絲電阻大，產(chǎn)生的熱量多C銅導線有絕緣層，所以不怎么熱 D銅導線比電爐傳熱快，所以不容易熱 答案：B 4下面實驗是研究電熱與電流關系的是（）A把兩段不同的電熱絲串聯(lián)后，分別放在質(zhì)量和初溫均相

5、同的煤油瓶中，通電后，比較油瓶中的煤油上升的溫度 B 把兩根相同的電熱絲放在質(zhì)量和初溫相同的煤油中，通過相同的電流，通電時間不同，比較煤油瓶中的煤油上升的溫度鞏固練習鞏固練習3 C把兩根相同的電熱絲放在質(zhì)量和初溫相同的煤油瓶中，分別通過不同的電流，通電時間相同，比較煤油瓶中的煤油上升的溫度 D把兩根不同的電熱絲并聯(lián)，分別放在質(zhì)量和初溫相同的煤油瓶中，通電時間相同，比較煤油瓶中的煤油上升的溫度 答案：C 5（2013 樂山）下列關于如圖 1 所示實驗的說法中錯誤的是（）圖 1 A該實驗研究的是電流的熱效應 B實驗中采用了控制變量法 C觀察實驗現(xiàn)象可知：在其它條件相同時，電阻越大，電流做功放出的熱

6、量越少 D實驗中是通過觀察溫度計示數(shù)的高低來判斷電流通過導體時產(chǎn)生熱量的多少 答案：C 6小明家新買一規(guī)格為“800W”的電熱水壺，他經(jīng)過幾次使用后發(fā)現(xiàn)：晚飯后燒開一壺水總比早晨燒開一壺水所用的時間長，你認為主要原因是（）A晚間電熱水壺兩端的電壓低于早晨電熱水壺兩端的電壓 B晚間大氣壓升高，水的沸點升高，需要的熱量比早晨多 C晚間環(huán)境溫度比早晨的溫度偏低 D晚間燒水時熱量散失比早晨多 答案：A 7在電學中有這樣一個問題：電爐絲通過導線接到電路里，電爐絲和導線通過的電流相同。為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱？對此同學甲這樣解釋：因為導線電阻很小，電爐絲電阻很大，根據(jù)焦耳定律，Q=I2Rt

7、，電流相同，時間相同，熱量與導體電阻成正比。同學乙解釋為：因為導線電阻很小，電爐絲電阻很大，所以電爐絲兩端電壓比導線兩端電壓大得多，電流通過導體產(chǎn)生的熱量 Q=W=UIt，根據(jù)該式，在 I、t 相同時，熱量與導體兩端電壓成正比。對于同學甲和同學乙的解釋，下列觀點正確的是（）4A同學甲和同學乙的解釋都不正確 B同學甲和同學乙的解釋都正確 C同學甲的解釋正確，同學乙的解釋不正確 D同學甲的解釋不正確，同學乙的解釋正確 答案：B 8小明家的電熱毯內(nèi)的電阻絲斷了，他爸爸把斷了的電阻絲搭在一起，電熱毯仍能使用，但不久又會在搭接處燒斷會在搭接處燒斷的原因是（）A電阻絲上搭接處電阻較小，造成局部過熱 B電阻

8、絲上搭接處電阻較大，造成局部過熱 C電阻絲上搭接處電流比其它處電流小，造成局部過熱 D電阻絲上搭接處電流比其它處電流大，造成局部過熱 答案：B 9白熾燈泡的燈絲常在開燈的瞬間燒斷，其原因是在開燈的瞬間（）A燈泡上的電壓特別大，因而電流也很大 B燈絲的電阻比較小，因而電流很大 C燈絲的電阻特別大，產(chǎn)生的熱量特別大 D燈絲低溫時比較脆 答案：B 10阻值為 R 的電阻絲，接到電源上 6 分鐘燒開一壺水，現(xiàn)在用兩根同樣的電熱絲串聯(lián)起來，燒同樣一壺水，需要的時間是（不考慮熱損失）()A12 分鐘 B4 分鐘 C8 分鐘 D6 分鐘 答案：A 11把一臺電動機接入電壓為 220V 的電路中，通過電動機的

9、電流為 5A，電動機線圈的電阻為 2，1min 通過線圈的電流產(chǎn)生的熱量為（）A1452000J B3000J C66000J D50J 答案：B 二、填空題 12由于電流的_效應，當電流通過電阻時會產(chǎn)生熱量。一根 60 的電阻絲接在 36V 的電源上，通過電阻絲的電流為_A，在 10min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為_J。5答案：熱效應 06A 1296104J 13額定功率為 1000W 的電熱水壺正常時，將質(zhì)量為 15kg 的水從 20加熱至 100，耗時 10min，則水要吸收 J 的熱量，水壺消耗電能為_J，該水壺的效率為 。答案：504105J 6105J 84%14如果給串聯(lián)的節(jié)日彩燈電路中

10、串聯(lián)入一個跳泡，它會使電路不斷的通、斷，使整串彩燈一會兒亮，一會兒滅，一閃一閃的，十分好看。跳泡的結(jié)構(gòu)如圖 2 所示：在常溫下，中間豎立的雙金屬片和旁邊的倒 L 形引線挨在一起，如圖甲所示；通電后，電流經(jīng)雙金屬片通入燈絲，使跳泡發(fā)光。由于跳泡內(nèi)的燈絲發(fā)光，雙金屬片受熱變彎，離開原來的位置，使電路切斷，如圖乙所示；沒有電流通過，雙金屬片冷卻恢復原來形狀，又使電畔接通。現(xiàn)有一串這樣的節(jié)日彩燈接在電源上（電源電壓一定），忽然其中幾只彩燈熄滅了，其余彩燈雖仍然一亮一滅的發(fā)光，但閃光的頻率卻比原來快了。（1）那幾只熄滅的彩燈不亮的原因是_；（2）其余彩燈閃光頻率加快的原因是_。圖 2 答案：（1）熄滅的

11、彩燈發(fā)生短路；（2）幾只彩燈由于短路而熄滅，使整串彩燈的總電阻變小，電路中電流變大，跳泡發(fā)熱加快，使雙金屬片達到切斷電路的溫度的時間變短。三、解答題 15電熨斗往往采用如圖 3 所示的電路來保溫：（1）電熨斗正常使用時開關 S 應斷開還是閉合？（2）如果熨斗的電阻絲 R 的額定功率為 400W，燈 L 標有“PZ220-100”，則當電熨斗處于保溫狀態(tài)時電阻絲 R 的實際功率是多大？此時整個電路的功率是多大？此時電路總功率比電熨斗正常發(fā)熱時的功率少了多少？（不考慮溫度對燈絲電阻的影響）6圖 3 答案：（1）S 閉合 （2）16（2013 年玉林防城港）如圖 4 所示是一臺電熱水器銘牌上的部分信

12、息。請根據(jù)銘牌提供的信息解答下列問題：c水=42103J/(kg?)（1）若給該電熱水器裝滿水進行加熱，使水的溫度從 22升高到 62，求水吸收的熱量。（2）如果電熱水器正常工作時，所產(chǎn)生的熱量有 80%被水吸收，則上一問題中給水加熱的時間是多少？（3）當電熱水器通電后水溫達到最高時，為什么與電熱水器連接的銅導線卻不怎么熱？圖 4 答案：（1）168106J；（2）1050s；（3）導線與電熱絲是串聯(lián)的，電流相等，但銅導線的電阻很小，根據(jù)焦耳定律，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量比電熱絲少的多。（吾日三省吾身）吾日三省吾身）一、本節(jié)課我做的比較好的地方是：一、本節(jié)課我做的比較好的地方是：回顧小結(jié)回顧小結(jié)

13、7二、我需要努力的地方是：二、我需要努力的地方是：一、純電阻電路：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，不對外做功。純電阻電路中只有電阻、電源、導線，電能不能轉(zhuǎn)化為熱能以外的能量形式。如：如白熾燈、電爐、電飯鍋、電烙鐵、電熱毯、電熨斗、轉(zhuǎn)子被卡住的電動機等電路。此時：電功等于電熱，即 WQPtUItIRtU t/R 電功率等于熱功率，即 PUIIRU/R 二、非純電阻電路：電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，一部分轉(zhuǎn)化為其他形式的能。如：電動機、電風扇、電冰箱、電磁爐、電解槽、給蓄電池充電、日光燈等，除了發(fā)熱以外，一部分電能還要轉(zhuǎn)化為機械能等另外的能量。此時：WQ (UItIRt)電功率包含熱功率，PUI 為電功率，PIR

14、為熱功率，有 PP.注意：1、在非純電阻電路中，Ut/R 既不能表示電功，也不能表示電熱，因為歐姆定律不再成立 2、不要認為有電動機的電路一定是非純電阻電路，當電動機不轉(zhuǎn)動時，仍為純電阻電路，歐姆定律仍適用，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能只有在電動機轉(zhuǎn)動時為非純電阻電路，UIR，歐姆定律不再適用，大部分電能轉(zhuǎn)化為機械能1、小明家有一臺農(nóng)副產(chǎn)品加工用的電動機，工作2h消耗2度電，對此有下列說法，你認為正確的是（）A電流通過電動機做了67.2 10 J的功B這些電能全部轉(zhuǎn)化動能C電流通過電動機做功少于67.2 10 JD電能轉(zhuǎn)化為動能小于67.2 10 J2、一臺“220V 60W”的電風扇、一盞“36V 6

15、0W”的白熾燈和一只“110V 60W”的電熱器各自在額定電壓下工作，比較C電路類型知識點睛知識點睛鞏固提高鞏固提高8它們相同通電時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是（）A電風扇最多 B電熱器最多 C白熾燈最多 D三者一樣多 3、一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為 380V，線圈的電阻為 2，通過線圈的電流為 10A，這臺電動機正常工作時，1min 消耗的電能為 J，在線圈上產(chǎn)生的熱量為 J，有 J 電能轉(zhuǎn)化為機械能。4、閉合開關后，用手按住玩具電動機的轉(zhuǎn)子，不讓它轉(zhuǎn)動，這時與電動機并聯(lián)的電壓表讀數(shù)為 3V，與電動機串聯(lián)的電流表讀數(shù)為 6A松手后，電動機正常轉(zhuǎn)動，此時電流表讀數(shù)為 1A這臺玩具電動機正常轉(zhuǎn)動時

16、，每秒鐘有 焦耳的電能轉(zhuǎn)變?yōu)闄C械能5.某工地用電動起重機吊起重物，重物的質(zhì)量 m=400kg，電源提供的電壓 U=220V，不計一切摩擦。當電動起重機以v=0.lm/s 的恒定速度向上提升重物時，電路中的電流 I=2Aa(g 取 l0N/kg)(1)電動機線圈的電阻 R 是多少？(2)電動機勻速提升質(zhì)量 m=200kg 的重物，電動機的輸人功率不變，提升速度是多少？6.(2013.呼和浩特)如圖所示，直流電動機通過電流做功提升重物，但在電能轉(zhuǎn)化成機械能的過程中，有部分電能變成內(nèi)能。已知線圈電阻 1.5，電動機正常工作時，通過線圈電流 2A，物體質(zhì)量 540g，以 1Om/s 勻速上升，不計繩的

17、重力和一切摩擦。物體上升 20s 的過程中。求：(l)電壓表讀數(shù)；(2)電流通過線圈產(chǎn)生的熱量；(3)提升物體的有用功；(4)電動機工作效率。9一、選擇題 1A、B、C 三盞燈分別標有“220V 100W”“220V 60W”和“110V 100W”的字樣，它們正常發(fā)光時，通過哪盞燈燈絲的電流大（）AA 燈 BB 燈 CC 燈 D一樣大 2一盞標有“36V 40W”的電燈接在某電路上，通過燈的電流是 1A，則這盞燈的實際功率為（）A等于 40W B大于 40W C等于 36W D小于 36W 3根據(jù)燈泡銘牌（PZ 220-25）所給信息判斷，下列說法正確的是（）A燈泡適宜在 25 伏的電路中使

18、用 B燈泡在任何情況下工作時，電功率都是 25 瓦 C燈泡電壓低于 220 伏時，不發(fā)光 D燈 泡在 220 伏的電壓下工作時，電功率是 25 瓦 4將兩盞“220V 40W”的電燈串聯(lián)后接在 220V 的照明電路中，兩盞電燈的實際功率之和是（）A20W B40W C60W D80W 5將額定電壓相同的兩個燈泡 L1、L2 串聯(lián)后接入電路中，如圖 2 所示。接通電路后發(fā)現(xiàn)燈泡 L1 要比 L2 亮一些，則下列判斷正確的是（）圖 2AL1 的電阻比 L2 的小 BL1 的額定功率比 L2 的大 C兩燈正常工作時 L1 發(fā)光要暗一些 D若將兩燈并聯(lián)接入電路，L1 發(fā)光要亮一些 6 由電壓為 220

19、V 的電源向遠處某工地的一盞標著“PZ220-60”的電燈供電，由于導線有電阻，燈泡消耗的實際功率為 55W，則導線消耗的功率（）T-電功率檢測當堂檢測當堂檢測10 A小于 5W B等于 5W C大于 5W D不能確定 7如圖 4 所示的電路中，不計溫度對燈絲電阻的影響，電源電壓保持不變。當在 a、b 間接“6V 6W”的燈泡時，閉合開關，燈 L 恰能正常發(fā)光；斷開開關，在 a、b 間換接入一個“6V 4W”的燈泡后，再閉合開關，下列說法中錯誤的是（）A燈將變亮 B燈將變暗 C換接的燈可能燒壞 D電路總功率要變小 二、填空題 8一種亮度可以調(diào)節(jié)的小臺燈，其電路如圖 6 甲。電源電壓為 24，燈

20、泡 L 的額定電壓為 24V，通過燈泡 L 的電流跟其兩端電壓的關系如圖 6 乙。當燈泡正常發(fā)光時，燈絲的電阻為 _ _ 。調(diào)節(jié)滑動變阻器 R，使燈泡的實際功率為36W 時，燈泡兩端的電壓是 V，滑動變阻器 R 此時電阻 ，滑動變阻器 R 此時實際功率 W。圖 6 三、探究題 9小華、小軍同學做“測量小燈泡電功率”的實驗（小燈泡標有“25V”字樣）。（1）如圖 7 甲所示，是小華所連接的不完整實驗電路，請你用筆畫線代替導線，將缺少的一根導線接好 。圖 711（2）小華電路接好后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡特別亮，電壓表與電流表的示數(shù)較大。接下來應進行的操作是 。（兩空按操作步驟先后順序填寫字母代號）

21、A更換電池或小燈泡 B檢查電路是否短路 C移動滑動變阻器滑片至最大值位置 D斷開電路開關（3）小華電路連接正確后，閉合開關，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表有示數(shù)，接下來應進行的操作是 。A更換小燈泡 B檢查電路是否斷路 C移動滑動變阻器滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光（4）小軍換了實驗器材又做了一次試驗，實驗過程中，當電壓表示數(shù)為 V 時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表的示數(shù)如圖 7 乙所示，填寫表格空白處，該燈泡額定功率為 W。實驗次數(shù)電壓表示數(shù)V電流表示數(shù)A燈泡亮度1102較暗225 正常發(fā)光360不發(fā)光（5）分析表中實驗數(shù)據(jù)可知，小軍所用電源電壓約為 V。（6）若小軍手邊有“15A 50”和“20A 20

22、”兩種規(guī)格的滑動變阻器，“03V”、“015V”兩個量程的電壓表，上面第二次實驗中他選用的滑動變阻器規(guī)格為 ，選用電壓表量程為 。10小紅同學通過實驗探究“電功率跟電流、電壓的關系”。（1）小燈泡電功率的大小可通過 判斷；（2）小紅同學用干電池做電源，把 L1“25V 03A”和 L2“38V 03A”兩只燈泡連成如圖 8 甲所示電路，閉合開關進行實驗，收集數(shù)據(jù)如下表：圖 8 請你分析現(xiàn)象及數(shù)據(jù)得出結(jié)論：；12（3）這位同學又在原有器材基礎上繼續(xù)探究電功率與電流的關系，連接方式如圖 8 乙所示，閉合開關 S，看到小燈泡L1，一 閃 即 滅，經(jīng) 檢 查 發(fā) 現(xiàn) 燈 絲 斷 了，請 你 分 析 燈

23、 絲 燒 斷 的 原 因 ，說 出 改 進 方 法 。11實驗室購買了一批規(guī)格為“25 V 08W”的小燈泡，小明同學在利用其中一只小燈泡做測量電功率的實驗，小明同學設計了如圖 9 甲所示的電路圖。實驗中各元件完好，電源電壓保持不變。圖 9（1）接線過程中有一處連接錯誤，請在錯誤的接線上打“”并用筆畫線代替導線進行改正，要求改正后滑動變阻器接入電路的阻值最大。（2）小明同學閉合開關后，發(fā)現(xiàn)小燈泡不亮，但電流表、電壓表均有示數(shù)，接下來他首先應進行的操作是 （選填字母序號）。A檢查電路是否斷路 B更換小燈泡 C移動滑動變阻器的滑片，觀察小燈泡是否發(fā)光（3）移動滑動變阻器得到了一組電壓和電流的數(shù)據(jù)，

24、填入設計的表格 這種表格設計是否合理？答：（選填“合理”或“不合理”）分析這組數(shù)據(jù)，小明認為該小燈泡不合格，他判斷的理由是：。假如生產(chǎn)這種小燈泡鎢絲的粗細是一定的，則這個小燈泡內(nèi)鎢絲的長度 合格產(chǎn)品小燈泡鎢絲的長度（選填“大于”或“小于”），得出這個結(jié)論的邏輯依據(jù)是：。（2 分）長時間使用這只小燈泡，容易出現(xiàn)的故障是 。1312某同學做“測量小燈泡電功率”的實驗時，連接了如圖 7 中的甲電路，實驗前觀察小燈泡的螺旋套上標有“25V”字樣。圖 7（1）要完成甲圖的電路連接，電壓表應選擇連接 （填“03V”或“015V”）的量程。（2）在閉合開關前，變阻器的滑片應放在 端（填“左”或“右”）。（3

25、）閉合開關，移動變阻器的滑片，使電壓表的示數(shù)為 V 時，小燈泡正常發(fā)光，此時電流表表盤如乙圖所示，電流表的示數(shù)是 A，則小燈泡的額定電功率是_W。（4）向左移動變阻器滑片，會看到燈泡變 （填“暗”或“亮”）一些，這說明燈泡的實際功率與燈泡 有關系。四、計算題 13光敏電阻的特點是有光照射它時阻值變小。如圖 12 所示是某小區(qū)門口利用光敏電阻設計的行人監(jiān)控裝置，光源射出的遠紅外激光束穿過通道照射到光敏電阻 RT 上，當有人通過時，人體將阻擋激光光線的射入。電源電壓恒定為12V，RT 為光敏電阻，定值電阻 R0=10，若在 012s 的時間內(nèi)有兩人分別經(jīng)過通道，每次通過時間為 1s，電壓表的示數(shù)變化規(guī)律如圖 U-t。求：圖 12（1）當有人通過（光敏電阻在無激光照射）時，光敏電阻的阻值 RT0；（2）當無人通過時，光敏電阻的功率；1414.（2014日照）如圖所示，電源電壓恒為 4.5V，電壓表量程為“03V”，滑動變阻器 R 規(guī)格為“20，1A”，燈泡 L 標有“3.0V，1.5W”字樣（不考慮燈絲電阻變化）在不損壞電路元件情況下，求：（1）燈泡的電阻和正常工作的電流；（2）滑動變阻器阻值變化的范圍；（3）該電路的最大功率（吾日三省吾身）吾日三省吾身）一、本節(jié)課我做的比較好的地方是：一、本節(jié)課我做的比較好的地方是：二、我需要努力的地方是：二、我需要努力的地方是：回顧小結(jié)回顧小結(jié)15