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2019-2020年高中物理 1.6《電流的熱效應》學案 新人教版選修1-1 學習目標 1、在探究電流通過導體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關的基礎上引出焦耳定律； 2、能通過實驗研究導體通電時發(fā)熱的規(guī)律，在實驗中接受實驗方法的指導：控制變量的方法、比較的方法。 自主學習 【問題1】白熾燈泡通電以后，一會兒就熱得燙手，電飯鍋通電以后能把生米煮成熟飯，這說明電流通過導體后會發(fā)熱，使導體的溫度升高，內(nèi)能增加，那么，增加的內(nèi)能從何而來？這種現(xiàn)象叫什么？ 【問題2】根據(jù)我們使用電器的經(jīng)驗，很容易想到，發(fā)熱的多少與通電時間有關：通電時間越長，發(fā)熱越多。試猜想：導體通電時發(fā)熱的多少與還與哪些因素有關？可能有什么關系？ 【問題 3】在課本P19《研究導體通電時發(fā)熱的規(guī)律》的實驗中： ① 該實驗使用什么儀器或方法來比較兩個導體（A和B）發(fā)熱量的多少？ ② 為了研究發(fā)熱量與導體電阻的關系，必須保證其他因素相同（這叫做控制變量法），我們采用什么方法使兩個電阻的電流相等、通電時間相等？ ③ 類似的，為了研究發(fā)熱量與電流大小的關系，采用了什么方法？ 合作探究 【問題1】分組實驗：研究導體通電時發(fā)熱的規(guī)律 （1）實驗目的_______________________________________________________ （2）實驗裝置如左圖所示，請在右邊方框中畫出實驗電路圖。 （3）實驗步驟： ①________________________________________________________________________ ②________________________________________________________________________ ③________________________________________________________________________ ④________________________________________________________________________ （4）實驗數(shù)據(jù)記錄： （5）實驗結論：_____________________________________________________________ ___________________________________________________________________________ 【問題2】認識焦耳定律。 ① 焦耳定律的內(nèi)容：________________________________________________________。 ② 用_______表示熱量，用_______表示電流，用_______表示時間，用_______表示導體的電阻。則焦耳定律的表達式是_____________________。 ③ 上式各物理量的單位分別是：__________________________________________。 ④ 使用電爐時，發(fā)現(xiàn)電爐絲熱得發(fā)紅，但跟電爐絲連接的銅導線并不怎么熱，為什么？ 【問題3】試列舉你家中有哪些電熱器？它們使用多高的電壓？它們的功率大約是多少？ 【問題4】認識熱功率。 ① 定義：_______________________________________________________________。 ② 用P表示熱功率，則定義式：________________。P的單位是____________。 ③ 將Q=I2Rt代入定義式，得出熱功率的另一個表達式______________。 ④ 物理意義：_______________________________________________________。 ⑤ “220V 40W”的電爐，在照明電路上，使用10min產(chǎn)生了多少熱量？ 【問題5】① 各種電熱器和電動機、電視機等非電熱器上都有銘牌，上面標明的額定功率是否等于熱功率？ ② 電流通過白熾燈泡時能量轉化情況如何？電動機工作時的能量轉化情況又如何？ ③白熾燈是誰發(fā)明的？它的發(fā)光原理是什么？它的發(fā)光效率高么？為了節(jié)約用電，你有什么建議？ R1 R2 【問題6】在如圖所示的實驗電路中，R1、R2是兩個電阻圈，R1>R2，電阻圈上各夾一根火柴. 接通電路，一會兒觀察到兩電阻圈上的火柴先后被點燃，這說明電流通過電阻時會產(chǎn)生熱，將_________能轉化為________能。若繼續(xù)進行以下實驗： （1）斷開開關，待兩個電阻圈完全冷卻，再重新各夾一根火柴，使變阻器接入電路的阻值較大。接通電路，經(jīng)歷時間t1，R1上的火柴先被點燃。這說明_______________________________________________________。 （2）斷開開關，待兩個電阻圈完全冷卻，再重新各夾一根火柴，使變阻器接入電路的阻值較小。接通電路，經(jīng)歷時間t2，R1上的火柴先被點燃，比較發(fā)現(xiàn)t2小于t1。由此推理________________________________________________________。 （3）實驗采用的是_____________的研究方法，實驗設計依據(jù)的是電流的________效應。 【問題7】一只規(guī)格“220V 1000W”的電爐，求： （1）它在正常工作時的電阻； （2）如果電網(wǎng)電壓為200V，則電爐工作時的實際功率（假設電爐電阻保持不變）； （3）在220V電壓下，電爐每天使用2h產(chǎn)生多少焦耳的熱量？一個月（30天）要消耗多少度電？(1度電即1KWh) 課堂檢測 A 1．下列計算熱量的公式中哪一個是焦耳定律的普遍適用公式（ ） A．Q=UIt B．Q= C．Q=I2Rt D．上面三個都是 2．電爐絲壞了，去掉一半后仍接在原電源上，在相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與原來產(chǎn)生的熱量之比為（ ） A．1:2 B．2:1 C．4:1 D．1:4 3. 某電熱器的電阻是10Ω，把它接在某電源上5min產(chǎn)生3.0105J的熱量,則電源電壓是為多少？ B Ａ Ｃ Ｂ Ｄ Ｕ Ｕ 4．右圖中A、B、C、D 是四個裝有等量、等溫的水的相同容器，容器中分別放入電阻絲Ra、Rb、Rc、Rd ，且Ra=Rc＜Rb=Rd 。使用相同電壓的電源對水加熱，則經(jīng)過相同的時間，四個容器水溫從高到低的順序是___________________________________。 5. 一個“220V 1000W”的電熱器，在額定電壓下通電15min，產(chǎn)生的熱量是多少焦？若家用電能表上標有“3000 r/kwh”的字樣，則在這段時間內(nèi)電能表的轉盤轉過了多少轉？ 學有所得