《焦耳定律》電功率PPT
第一部分內(nèi)容：導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)
學(xué)點(diǎn)1 電流的熱效應(yīng)
實(shí)驗(yàn)1：燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？想想為什么。
實(shí)驗(yàn)2：電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸
電動機(jī)部分，有什么感覺？想想為什么。
問題：以上實(shí)驗(yàn)表明：電流通過用電器時，一般用電器都會________，電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成______能，這種現(xiàn)象叫做電流的______效應(yīng)。
學(xué)點(diǎn)2 探究：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱的多少跟什么因素有關(guān)
假設(shè)：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱的多少可能跟________、________、____________有關(guān)。
實(shí)驗(yàn)1：如圖18－4－3所示，探究電熱與電阻的關(guān)系。
問題1：實(shí)驗(yàn)中給等量的空氣加熱，容器內(nèi)空氣溫度上升，體積膨脹通過比較U形管兩側(cè)液柱的高度差，可以比較電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱的多少。這里采用了哪種研究方法？
[答案] 轉(zhuǎn)換法。
問題2：該實(shí)驗(yàn)要控制什么量不變？怎樣做到？
[答案] 要控制電流和通電時間相同。把兩段陰值不同的電阻絲串聯(lián)起來，因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等。
問題3：你能得到什么結(jié)論？
[答案] 在電流和通電時間相同時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
問題4：該實(shí)驗(yàn)要控制什么量不變？怎樣做到？
[答案] 要控制電阻和通電時間相同。兩個容器中接入相同的電阻絲，在一個容器的外部，并聯(lián)一個電阻分流。
問題5：你能得到什么結(jié)論？
[答案] 在電阻和通電時間相同時，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
實(shí)驗(yàn)3：探究電熱與通電時間的關(guān)系。
問題6：該實(shí)驗(yàn)要控制什么量不變？怎樣做到？
[答案] 要控制電流和電阻相同，在兩個容器中分別接入相同的電阻絲，加熱不同的時間．
問題7：你能得到什么結(jié)論？
[答案] 在電流和電阻相同時，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。
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焦耳定律PPT，第二部分內(nèi)容：應(yīng)用示例
類型一 電流的熱效應(yīng)
例1 2017·日照 某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實(shí)驗(yàn)器材如圖18－4－2甲所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。
(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲中兩個容器內(nèi)的電阻絲接到電路中。
(2)實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管中液面高度的變化來比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫________。
(3)連接好電路，閉合開關(guān)，通電一段時間后，________(選填“左”或“右”)側(cè)U形管中液面高度變化大，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明，在電流和通電時間均相同的情況下，________越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
(4)讓兩個密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個相同阻值的電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)(如圖乙所示)。移走圖甲中的電阻，換接圖乙中的電阻到電路中，重新做這個實(shí)驗(yàn)。此時通過兩容器中電阻的電流不同，在通電時間相同的情況下，觀察U形管中液面高度變化，由此得到的結(jié)論是___________________________________________________。
(5)如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時間用t表示，則Q＝________。
[解析] (1)將電源、開關(guān)、滑動變阻器、兩相同的透明容器中的電阻絲逐一順次連接即可，滑動變阻的連線要注意一上一下的原則，如上圖所示。(2)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量不便于用眼睛直接觀察和測量，通過U形管內(nèi)液面高度的變化來反映，這種方法是初中物理常用的轉(zhuǎn)換法。(3)因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，兩電阻絲串聯(lián)時通過它們的電流相等；由Q＝I2Rt可知，在電流和通電時間相同時，右側(cè)電阻較大，其產(chǎn)生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側(cè)容器中氣體膨脹更大，所以右側(cè)U形管中的液面高度變化明顯。
類型二 焦耳定律——多擋位問題
例2 如圖18－4－5所示為一臺兩擋式電熱水器的內(nèi)部簡化電路，S為溫控開關(guān)，當(dāng)S接a時電路中的電流為5 A，當(dāng)S接b時電路的電功率為22 W，求：
(1)R1的電阻。
(2)高溫?fù)鯐r電路的電功率。
(3)在低溫?fù)豕ぷ?0 min，
電流通過R2產(chǎn)生的熱量。
類型三 區(qū)分實(shí)際問題中的電功與電熱
例3 某直流電動機(jī)線圈的電阻是1.5 Ω，把它接在穩(wěn)壓電源上，閉合開關(guān)，電動機(jī)正常工作，通過線圈的電流是2 A，在20 s內(nèi)電動機(jī)所做的機(jī)械功是1080 J。問：
(1)這段時間內(nèi)，電流通過線圈產(chǎn)生的熱量是多少？
(2)這段時間內(nèi)，電流通過電動機(jī)做的功是多少？電源電壓是多少？
(3)如果在工作過程中，電動機(jī)因故障卡住無法轉(zhuǎn)動，此時電動機(jī)中的電流是多少？
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焦耳定律PPT，第三部分內(nèi)容：課堂反饋
1．如圖4－1所示，下列常見電器中不是利用電流熱效應(yīng)工作的是( )
2．某電爐絲電阻為100 Ω，通電10 s產(chǎn)生的熱量為4×103 J，則通過電爐絲的電流是( )
A．2 A B．4 A C．20 A D．40 A
3．電熱器是利用電流的________來加熱的設(shè)備，一臺額定電壓為220 V的電爐，電爐絲電阻為44 Ω，正常工作10 min，電爐絲產(chǎn)生的熱量是________J。
4．如圖4－2所示是探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。請回答：
(1)電流產(chǎn)生的熱量通過U形管中液面的____________來反映，這種研究物理問題的方法叫________法。
(2)為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少，兩個相同的透明容器中密封著質(zhì)量相等且________相同的空氣。
(3)圖甲所示兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，這樣做的目的是控制________和____________相同，研究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與________的關(guān)系。
(4)在圖乙中右側(cè)容器外并聯(lián)了一段阻值相同的電阻絲，其目的是研究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與________的關(guān)系。
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