第四节焦耳定律导学案.docx
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第四节焦耳定律导学案
第四节 焦耳定律导学案
【导学目标】:
1、知道电流的热效应
2、知道焦耳定律、会探究电流的热效应与哪些因素有关.知道纯电阻电路和非纯电阻电路
3、知道电热的利用和防止.
教学方法:
实验探究法 讨论法练习法
课时:
1课时
【导学过程】
一、认识电流的热效应
二、(引入):
电炉丝工作时,电炉丝与它的连接导线通过的电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?
电流通过导体产生的热量的多少跟什么因素有关?
三、探究电热大小的影响因素
1、猜想:
电流通过导体产生的热量可能与什么因素有关
2、我们实验研究时就要采取法。
演示实验一:
探究电流产生的热量与的关系
(注意事项)
①、容器要,空气要
②、控制R1与R2的、相同,不同
③、实验时怎样来反映电流产生的热量的多少?
(实验现象)
闭合开关后发现,(填A或B)瓶升温快些,实验表明
演示实验二:
探究电流产生的热量与的关系
①、控制R1与R2的、相同,改变
②、闭合开关后发现,(填A或B)瓶升温快些,实验表明
观察同一个容器瓶,改变通电时间,发现电流和电阻相同时,通电时间越长,电流产生的热量
综合得到焦耳定律(读书)表达式Q=I2Rt
四、例题:
一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端,在5min内共产生多少热量?
五、堂上练习试一试
(1)一个电阻通过0.2A的电流,5s电阻上产生的热量是600J,这个电阻的阻值是多少?
(2)一只额定功率是300W的电饭锅,在额定电压下使用,每分钟产生多少热量?
六、回应思考题:
电炉丝工作时,电炉丝与它的连接导线通过的电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?
七、区分纯电阻电路和非电阻电路
八、电热的利用和防止
1、学生列举生活中利用电热的例子
2、学生列举生活中我们是通过哪些措施防止电热带来的危害
九、小结知识,通过学习,我还有哪里不明白?
十、堂上小测
1、电流通过导体时将能转化为能。
这种现象叫做电流的
2、下列常见电器中不是利用电流热效应工作的是()
A.电炉B.电动机C.电饭锅D.电熨斗
3、电熨斗通电一段时间后变得很烫而连接电熨斗的导线 却不怎么热,这主要是因为()
A.导线的绝缘皮隔热
B.导线散热比电熨斗快
C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流
D.导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
4、白炽灯、电炉和电动机上都标有“220V 60W”字样,它们均正常工作1h,产生热量最多的是( )
A.白炽灯B.电炉C.电动机D.产生的热量相同
5、为了研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系。
小明采用下图的器材进行实验。
(1)请你用笔画线作导线,帮他把两段金属丝接入电路。
(2)则闭合开关,经过一段时间,两电阻丝产生热量的多少是通过反映出来的;采用这种连接方式的目的是。
可看到______瓶中温度计升得高(选填“A”或“B”)。
实验表明:
当电流大小和通电时间相同情况下,电阻大的导体产生的热量_________。
(选填“多”或“少”)
讨论练习:
有一个电动机,它正常工作时的电阻为5Ω,电流为2A,正常工作的电压为220V,通电10s,电动机消耗的电能为多少?
产生的热量为多少?
有多少电能转化为机械能?
如图所示,是“探究电流的热效应跟电阻大小的关系”的实验装置图.A、B两密闭容器中有着一段电阻丝,烧瓶A内的电阻丝是铜丝,电阻较小。
烧瓶B内的金属丝是镍铬合金丝,电阻较大。
两容器中的电阻丝串联接到电源两端,通过两端电阻丝的电流,通电一段时间后,两个U形管中液面高度变化较大的是(填“A”或“B”)瓶。
实验表明:
额定电压
220V
额定频率
50Hz
额定功率
440W
额定容积
2.0L
额定煮米量
0.7kg
作业:
1、某台电饭锅说明书中所列主要数据如表:
(1)这台电饭锅在额定电压下使用,通过的电流是A.
(2)电饭锅正常工作15min消耗电能kw•h,产生的热量
是J
2、某种电热水器,其电路图如下,R1为发热板,R2为保温电阻,S1是温控开关.当电热水器处于加热状态时,水被加热,达到设定温度时,S1自动断开,热水器处于保温状态.已知电阻R1=50Ω,R2=450Ω.求:
(1)热水器内装有质量为2kg的水,当水的温度从20℃升高到40℃时,这些水吸收的热量是多少?
(2)当电热水器处于加热状态时,电路中的电流是多大?
(3)当热水器处于保温状态时,R1电功率为多少?
知识的衔接:
1、电熨斗和电炉烧水是 能转化主为 能。
2、某导体两端加2V电压时,通过的电流为0.5A,则这段导体的电阻为_______Ω.则2min内消耗的电能为 J,该导体的电功率为_______W.
自主学习:
1、定义:
电流通过导体时 能转化为热
2、实验要点:
(1)在通电时间一定,电阻相同时,通过的电流 ,产生的热量越
(2)电阻相同时,通过的电流相同,通电时间 ,产生的热量越
(3)选电阻阻值 (同或不同)两导线串联(目的 )
在电流、通电时间相同, 越大,产生的热量越
学习反思:
1、电流通过导体产生的热量是跟 成正比,跟 成正比。
跟 成正比,
2、公式:
Q= 利用I=U/R,则还可得Q=
堂
上达标检测:
(小组评议)
1.下列电器设备中,利用电流热效应的是( )
A.电动机 B.电饭锅 C.电风扇 D.电视机
2、某导体的电阻是2Ω,通过2A的电流时,1min产生多少焦耳的热量?
3、一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上,在5min内产生多少热量?
课后练习
1、某电炉的电阻是100Ω,通电10S产生的热量是4×103J,那么,通过这个电炉的电流强度是()A.4A B.2A C.40AD.20A
3、某电炉上标有“220V1000W”的字样,把它接在220V的电路中,电炉丝的电流是多少?
电炉丝的电阻是多少?
则该电炉正常工作1h产生多少热量?
4、在验证焦耳定律的实验中,为了比较电流通过两根不同的电阻丝产生的热量跟电阻的关系,实验时应同时保持相同的物理量是( )
A、.通过它们的电流和加在它们两端的电压
B.、通过它们的电流和它们的电阻
C.、通过它们的电流和通电时间
D、.通过它们的电流、加在它们两端的电压和通电时间
5、如果电视机、电烙铁和电风扇上都标有“220V,60W”的字样,它们都在额定电压下工作相同时间,则三个用电器产生的热量是()
A、电烙铁最多 B、电视机最多 C、电风扇最多 D、一样多
(相互讨论)6、如图所示是一电饭煲的电路图,R1、R2是电阻丝,S是温控开关。
当S闭合时,电饭煲处于_____状态(选填"加热"、"保温"),当S断开时电饭煲处于_____状态(选填"加热"、"保温")
小测
1、一电烘箱的电阻丝通过5A的电流时,每分钟可产生6.6X104J的热量,求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻?
2、各种用电器在连续工作较长时间后,要停一会,这是为了___________,防止温度过高而____________。
用电器长期停止使用,隔一段时间要通电,这是为了利用________________。
3、如图所示的电路中,电源电压保持12V不变,开关S闭合时,电阻R2被短路,电流表A的示数为0.3A;开关S断开时,电流表A的示数为0.1A。
求:
(1)R1和R2的阻值;
(2)开关S断开时,电阻R1在lmin内产生的热量。
3、探究电流产生的热量跟什么因素有关系,王军设计了如图19所示的甲、乙两装置。
他将两段阻值不同的电阻丝(R1(l)甲装置可探究电流产生的热量与________________是否有关。
(2)在这个实验中,电流产生热量的多少是通过______________体现出来的,
图19
图19
图20
(3)在装置甲、乙的两次实验中,比较相同时间里气球A与C体积变化情况可探究电流产生的热量与_____________有关。
(4)若甲、乙两装置同时实验,在相同的通电时间里,A、B、C、D四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是________________________.
(5)教材上的该实验装置如图20所示(烧瓶与图l9中的相同)。
比较图19和图20所示的两个实验,你认为较好的是图_______装置,理由是:
_______________________________________________________________________________
在照明电路中接入大功率的电炉,电线将显著发热,有可能烧坏它的绝缘皮,甚至引起火灾,原因是.根据你学过的物理知识,简要说出应该如何防止电线发热过多:
(只要说出一种方法即可).
标有“220V40W”的电热器安装在220V的电路中,工作100s后,所消耗的电能是J,通过电热器的电流是A,产生的热量是J.
电炉丝和铜导线串联接在电路中,通电后,电炉丝热的发红而铜导线却不怎么热,这是因为电炉丝和铜导线中的相等,但是电炉丝比铜导线的大,消耗的电功率多的缘故.
电流通过导线时,导线会发热,是能转化为能.这种现象叫.
1.某电炉的电阻是100Ω,通电10S产生的热量是4×103J,那么,通过这个电炉的电流强度是()
A.4A B.2A C.40AD.20A
2.下列设备中没有利用电热的是()
A.电烘箱B.电风扇C.电饭锅D.电热毯
3.将一台“220V100w”的电风扇、一个“220V100W”的充电器、一把“220V100W”的电烙铁分别接到220V的电源上,在相同的时间内,电流通过它们产生的热量最多的是:
()
A.电烙铁B.充电器C.电风扇D.一样多
4.在两条电阻丝串联的电路中,发出热量多的一定是()
A.电压较大的B.电压较小的C.电阻较小的D.电流较强的
二、填空题
5.电流通过导体时,电能转化成_________的现象叫做电流的_______效应。
在电流和通电相同的条件下,电阻越大,产生的热量就________。
6.两节电池的手电筒里每个电池的电压为1.5V,小灯泡的电阻为10Ω,如果通电照明时间是0.5min,灯丝产生的热量是____J。
7.某实验小组自制了一把“220V22W”的电烙铁,在额定电压下使用,每1min产生热量____J,该电烙铁的电阻是________Ω。
8.各种用电器在连续工作较长时间后,要停一会,这是为了___________,防止温度过高而____________。
用电器长期停止使用,隔一段时间要通电,这是为了利用________________。
三、简答题
9.白炽灯泡是利用电流的热效应制成的,当它正常发光时,灯丝的温度利用达到2500℃以上,但是与它相连的电线却不怎么热,这是为什么?
请你告诉大家!
四、实验题
10.为了研究电流通过导体时产生的热量与导体电阻大小的关系。
小明采用下图的器材进行实验。
(1)请你用笔画线作导线,帮他把两段金属丝接入电路。
(2)实验中采取了_________法,这样做的目的是_______________________。
(3)将这两段金属丝接入电路一段时间后,可看到______瓶中温度计升得高(选填“A”或“B”)。
实验表明:
当电流大小和通电时间相同情况下,电阻大的导体产生的热量_________。
(选填“多”或“少”)
五、计算题
11.如图所示的电路中,电源电压保持12V不变,开关S闭合时,电阻R2被短路,电流表A的示数为0.3A;开关S断开时,电流表A的示数为0.1A。
求:
(1)R1和R2的阻值;
(2)开关S断开时,电阻R1在lmin内产生的热量。
参考答案:
1.B2.B3.A4.A5.内能热越多6.6.75
7.132022008.散热烧坏用电器电热驱潮9.因为灯丝和电线是串联的,通过的电流和通电时间相同,灯丝的电阻很大产生的热量很多,而电线的电阻很小,产生的热量很少。
10.
(1)图略(说明:
串联,注意滑动变阻器一上一下的接法)
(2)控制变量在电流和通电时间相同的条件下,研究电流产生的热量与电阻的关系
(3)B多11.
(1)40Ω80Ω
(2)24J