九年级全册物理18 4焦耳定律

发布 2022-08-18 17:45:28 阅读 3975

⑵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。

⑶为达到实验目的,选用的两电阻丝的阻值不能相同 。

⑷实验结论是在电流、通电时间一一定时,电阻越大,产生的热量越多 。

电热的利用和防止。

自主预习。阅读课本第101面内容,完成下列填空:

1.生产生活中要用到电热,如热水器 、 电钣锅 、 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 、 电能的散热风扇 。

小组讨论。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,家中的哪些用电器都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?

解:(2)电炉、电烙铁、电熨斗、电饭锅、电烤炉等都是。 (3)安装散热风扇。

教师点拨。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。

跟踪训练。1.(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。

2.(2012梅州)用粗细均匀的电热丝加热烧水,通电10min可烧开一壶水,若将电热丝对折起来接在原来的电路中,则烧开同样一壶水的时间是( a )(不计热量损失)

a.2.5min b.5min c.20min d.40min

3.(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。

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。

自主预习。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 。

小组讨论。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)低温挡正常工作时的额定功率;

2)中温挡正常工作10分钟产生的热量;

3)高温挡正常工作时的额定电流.

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;

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)440w;(2)6.6×105j;(3)8.3a。

教师点拨。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。

跟踪训练。1.有下列用电器,“220v、140w”的电吹风,“220v、140w”的电热壶,“220v、140w”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.36:1 b.35:1 c.36:35 d.35:36

非纯电阻电路的热量计算。

小组讨论。例某电动机的额定电压为220v,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10a,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。

解:(1)p1=i2r;100w;(2)p=ui;2200w;(3)p2= p-p1。2100w。

教师点拨。对于非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。

跟踪训练。1.一台电风扇接在220v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=220v×0. 5a=110w;

2)电风扇每分钟消耗电能等于电流所做的功w电=uit=pt=110w×60s=6600j;

3)风扇的电动机每分钟产生的电热,根据焦耳定律计算q=i2rt=(0.5a)2×5ω×60s=75j

产生机械能w机械=w-q =6600j-75j=6525j

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=0.2v/0.4a=0.5ω

2)电动机正常工作时消耗的总的电功率:p总=u2i2=2v×1a=2w,正常工作时发热的功率:p热=i2r=(1.

0a)2×0.5ω=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。

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