第4节焦耳定律。
第1课时电热。
1.了解电流的热效应，会设计实验**焦耳定律。
2.了解电热的利用和防止。
焦耳定律。阅读课本第页内容，完成下列填空：
1.电流通过导体时电能转化为内能，这个现象叫做电流的热效应。
2.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，这个规律叫做焦耳定律。
3.焦耳定律用公式表达为q=i2rt.
各小组同学分工合作，完成如下实验。
1)如图1，两个透明容器中密封着等量的空气，u形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。将两容器中的电阻丝(左边电阻丝为5ω，右边电阻丝为10ω)串联起来接到电源两端，比较两个u形管中液面高度的变化。说明了什么问题。
图1图22)如图2，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联。在通电时间相同的情况下，观察两个u形管中液面高度的变化。说明了什么问题。
解：(1)在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
2)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。
1.在“**电流产生的热量与哪些因素有关”时，应采用控制变量法。
2.利用空气受热膨胀，挤压液体使液面上升，来显示电流产生的热量的多少，运用了转换法。
1.(2012·北京)下列用电器中，利用电流热效应工作的是( b )
a.电视机 b.电热毯 c.电风扇 d.电脑。
2.(2012·北京)阻值为50 ω的定值电阻r接在电源两端，通过电阻r的电流为0.2 a，10 s内电流产生的热量是20j.
3.(2012·包头)用如图所示的实验装置**“电流通过导体产生的热量与电阻的关系”.
1)实验中通过观察两支温度计示数来比较电流产生的热量的多少。
2)为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的多少，甲乙两瓶中要装入质量相同、初温相同的同种液体。
3)为达到实验目的，选用的两电阻丝的阻值不能相同。
4)实验结论是在电流、通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。
电热的利用和防止。
阅读课本第101页内容，完成下列填空：
1.生产生活中要用到电热，如热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器等。
2.有些电热需要防止，如电视机后盖的散热孔、电脑的散热风扇。
各小组同学分工合作，完成如下活动。
1)通过阅读课本、或查阅课外书、或上网查询；了解一些关于生产生活中利用电热和防止电热危害的事例，同学之间交流一下。
2)想一想，家中的哪些用电器是利用电热的用电器。
3)讨论一下，家中电视机、电脑等用电器，并不希望电流发热，这时必须防止电热的危害，这些用电器是如何防止电热危害的吗？
1.电热器是利用电来加热的设备，电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是常见的电热器。电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。
电热器清洁卫生，没有污染，热效率高，有的还可以方便地控制和调节温度。
2.在电动机里，电流主要是用来做机械功的，但电动机里的导线有电阻，也要产生热量，使导线的温度升高。温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化，甚至可能烧坏。
为此有的电动机里装有风扇，电动机的外壳做成漏空状，都是为了加快散热。
1.(2012·梅州)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接在原来的电路中，不计热量损失，则烧开同样一壶水的时间是( a )
a.2.5 min b.5 min c.20 min d.40 min
2.(2012·泰安)电烙铁通电一段时间后变得很烫，而连接电烙铁的导线却没有明显发热，这是主要是因为( d )
a.导线的绝缘皮隔热。
b.导线散热比电烙铁快。
c.通过导线的电流小于通过电烙铁的电流。
d.导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻。
3.(2012·吉林)因为忙于中考复习，小丽已经很长时间没有打开过自己的电脑了，进入潮湿的夏季后，爸爸建议小丽定期给电脑通一会儿电。请你解释这样做的道理。
解：利用电流的热效应，利用电热来驱潮。
教学至此，敬请使用学案当堂训练部分。
第2课时电热的计算。
1.会运用焦耳定律计算纯电阻电路中的热量。
2.会运用焦耳定律计算非纯电阻电路中的热量。
纯电阻电路的热量计算。
回顾以前所学知识，完成下列填空：
1.电功率的计算公式及变形式有p=ui、p=i2r、p=u2/r.
2.电热功率的计算公式是p=i2r.
例：(2012·苏州)下表为一台电热水器的铭牌(有一项内容模糊不清)，电热水器内部简化电路如图所示，r1和r2均为电热丝。
求：(1)低温档正常工作时的额定功率；
2)中温档正常工作10分钟产生的热量；
3)高温档正常工作时的额定电流。
解：(1)440 w；(2)6.6×105 j；(3)8.3 a.
各小组同学分工合作，完成下面问题的讨论：
由于电源电压固定，电路中总电阻随着开关的断开或闭合是可变的，因此在分析此处电热问题时，应在p=ui、p=i2r、p=u2/r等公式中选择哪个公式比较方便？
当s2接b、s1断开时，两个电阻怎样连接？电路中总电阻有何特征？此时电路处于什么档位？
当s2接a、s1闭合时，两个电阻怎样连接？电路中总电阻有何特征？此时电路处于什么档位？
当s2断开、s1闭合时，两个电阻怎样连接？电路中总电阻有何特征？此时电路处于什么档位？
解：①选择p=u2/r；②两个电阻串联，电路中总电阻最大，为低温档；③两个电阻并联，电路中总电阻最小，为高温档；④r1接入电路，电路中电阻介于上述两种情况之间，为中温档。
1.对于电热器电路，由于电流通过导体做的功全部转化为热能(电功等于电热)，计算电热和计算电功是一样的，可以采用计算电功的任何公式和方法来计算电热。
2.由于电路的电源电压一般是固定的，所以在分析电路中的档位问题时，一般采用p=u2/r来分析比较方便。
1.有下列用电器，“220 v 140 w”的电吹风，“220 v 140 w”的电热壶，“220 v 140 w”的彩色电视机，若它们都在额定电压下工作相同的时间，其中产生热量最多的是( b )
a.电吹风b.电热壶。
c.彩色电视机 d.无法判断。
2.如图是电饭锅的电路图，s是温控开关，r1、r2是电阻丝。断开或闭合开关s，可选择电饭菜锅处于“加热”或“保温”状态。
若r1∶r2=1∶35，电饭锅加热时的总功率为p1，保温时的总功率为p2，则p1∶p2为( a )
a.36∶1b.35∶1
c.36∶35d.35∶36
非纯电阻电路的热量计算。
例：某电动机的额定电压为220 v，线圈电阻为1ω，接入家庭电路中正常工作，用电流表测得电路中的电流为10 a，则：
1)电动机线圈发热功率为多大？
2)电动机机械功率为多大？
各小组同学分工合作，完成下面问题的讨论：
1)电动机工作时，线圈发热功率用什么公式来求？
2)电动机工作时，总功率用什么公式来求？
3)如何计算电动机的机械效率？
对于非纯电阻电路如电动机电路，电流做功转化为机械能和热能，热能只是其中的一小部分，电热功率只能用电热定律p=i2r来进行计算，电热只能用q=i2rt计算。此时，运用公式p=ui算出的是电动机的总功率，用“ui-i2r”得到的是电动机工作时把电能转化为机械能的功率。
1.一台电风扇接在220 v的电路中正常工作，通过风扇电动机的电流为0.5a，测得风扇电动机线圈电阻为5ω，求：
1)电风扇的输入功率是多少？
2)电风扇每分钟消耗的电能是多少？
3)电风扇的电动机每分钟产生的电热是多少？产生机械能是多少？
解：(1)电风扇的输入功率p=ui=220 v×0.5 a=110 w；
2)电风扇每分钟消耗电能等于电流所做的功w电=uit=pt=110 w×60 s=6 600 j；
3)电风扇的电动机每分钟产生的电热，根据焦耳定律计算q=i2rt=(0.5 a)2×5 ω×60 s=75 j，产生机械能w机械=w-q=6 600 j-75 j=6 525 j.
2.小华准备参加玩具赛车比赛，她想通过实验挑选一只能量转换效率较高的电动机，实验时她先用手捏住电动机的转轴，使其不转动，然后放手，让电动机正常转动，分别将2次实验的有关数据记录在**中。请问：
1)这只电动机线圈的电阻为多少？
2)当电动机正常工作时，转化为机械能的功率是多少？
解：(1)根据线圈不转动时是纯电阻电路可求出线圈电阻：r=u1/i1=0.2 v/0.4 a=0.5 ω
2)电动机正常工作时消耗的总的电功率：p总=u2i2=2 v×1 a=2 w，正常工作时发热的功率：p热=i2r=(1.
0 a)2×0.5 ω=0.5 w，转化为机械能的功率：
p机=p总-p热=1.5 w
教学至此，敬请使用学案当堂训练部分。
人教版九年级物理全册教案 18 4焦耳定律
邹平县实验中学物理备课。物理学家 焦耳。焦耳英国杰出的物理学家。1818年12月24日生于曼彻斯特附近的索尔福德。父亲是个富有的啤酒厂厂主。焦耳从小就跟父亲参加酿酒劳动，学习酿酒技术，没上过正规学校。16岁时和兄弟一起在著名化学家道尔顿门下学习，然而由于老师有病，学习时间并不长，但是道尔顿对他的影响...
人教版九年级物理全册教案 18 4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 科学规律中体会科学研究的方法，学会科学 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...
学年人教版物理九年级全册18 4焦耳定律同步练习
人教版物理九年级全册 18.4 焦耳定律同步练习。一 单选题。1.小明同学在 电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关 时采用了如图所示的实验装置 三个完全相同容器中密封了初温和质量都相等的空气 下列实验结果说法不正确的是 a.通过u型管两边液面的高度差反映密闭空气吸收热量的多少，采用了转换法的实验...