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焦耳定律及挡位问题
科 目 物理 任教班级 授课时间
课 题 焦耳定律及挡位问题 课型 复习
学科素养目标 1.通过实验，了解焦耳定律。2.能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象。
单元教学分析 重点：焦耳定律、多挡位用电器；难点：多挡位用电器。
创新设计 依托新课标，剖析考点，强化双基，精选典型例题突出知识重点，突破知识难点。
教学活动过程 二次备课
考点扫描考点1：焦耳定律（1）电流的热效应：电流通过导体时电能转化成内能的现象。（2）焦耳定律：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。焦耳定律的公式： 。注意：①当电流通过导体时，若消耗的电能全部用来产生热量（即纯电阻电路），则有；②非纯电阻电路：，，。（3）电热的利用和防止：①利用：利用电热来加热，如：家用热水器、电饭锅、热得快等。电热器的主要部分是发热体，发热体用电阻率大、熔点高的电阻丝制成。②危害：导体中的电流过大时，会把导体烧坏；电热使绝缘材料老化，甚至烧坏。③防止：减少产生的热量、及时散热。散热的方法：加散热窗、加大散热面积、加快空气流通等。【例1】（2025·北京）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（ ）A. 电热水壶 B. 吸尘器 C. 电冰箱 D. 电视机【答案】A【例2】（2025·青海）随着人工智能的兴起，小文和屈原在视频对话时，屈原问到“圜则九重，孰营度之？”随即“问天”兴趣小组畅想未来有一天人类能够登陆火星，他们为航天员设计了一款航天服，既能保温又能照明。其简化电路如图1所示，若电源电压恒为，发热电阻的阻值为，小灯泡标有“”。小灯泡的电阻随温度的变化可忽略不计，闭合开关、。 （1）通过发热电阻的电流是多少？（2）小灯泡的电阻是多少？（3）发热电阻的电功率是多少？（4）为了节约用电，兴趣小组的同学将开关更换为光敏开关，当光照强度大于时，开关会自动断开（光照强度是指单位面积上所接受可见光的光通量）。假设某时段火星表面的光照强度随时间的变化如图2所示，则从内航天服消耗的电能是多少？【答案】（1）解：灯泡、发热电阻并联，根据欧姆定律可知通过发热电阻的电流：；答：通过发热电阻的电流是；（2）小灯泡的电阻：；答：小灯泡的电阻是；（3）发热电阻的电功率：；答：发热电阻的电功率是；（4）内，灯泡工作时间灯泡消耗的电能：，内，发热电阻工作时间，发热电阻消耗的电能是：，从内航天服消耗的电能是：。答：从内航天服消耗的电能是。考点2：探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关实验装置探究方法实验设计实验结论电热与电阻的关系本实验由于涉及多个影响因素，将采用控制变量法进行实验；通过形管内液面高度差来反映电阻丝产生电热的多少，这是转换法串联电阻的目的是控制电流和通电时间相同电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多将两个相同的电阻串联，再将第三个电阻与其中一个电阻并联，目的是改变电流电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多电热与电流的关系【例3】如图是探究“电流通过导体时产生热量与哪些因素有关”的实验装置，两个透明容器中密封着初温、质量相同的空气。（1）图甲装置将两段阻值不同的电阻丝____ （填电路连接方式），是为了探究电流产生的热量与____ 的大小的关系，通电一段时间后，____ （选填“左”或“右”）侧容器中产生的热量更多；（2）图乙装置可以探究电流通过导体时产生的热量与电流的大小的关系，和两根电阻丝在相等的时间内产生的热量之比为______ 。实验中，与的阻值______ （选填“一定”或“不一定”）相同，为了使左右两个U形管内液面高度差差异更大，应选用______ （从、和的定值电阻中选出一个定值电阻）。（3）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面高度差相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因可能是：__________ 。【答案】（1）串联；电阻；右（2）；不一定；（3）断路难点突破难点：多挡位用电器点拨：1.画出不同连接方式下的等效电路图；2.分析不同电路中的总功率，比较出电功率的大小；3.高温（加热）挡对应大功率，低温（保温）挡对应小功率；4.将不同挡位数值代入对应电路，进行计算。【例4】（2024·临沂二模）中考冲刺期间，小伟使用电热饭盒带可口饭菜上学。图甲是具有高温、低温两挡的电热饭盒，简化电路如图乙所示，、均是阻值不变的发热电阻，，的阻值是的4倍。求：（1）高温挡电功率是多少？（2）高温挡加热，不计热量损失，可以将饭菜升高的温度是多少？[饭菜的比热容取]（3）若低温挡工作时的实际功率是，实际电压是多少？【答案】（1）解：当开关接2时，只有 工作，为高温挡，高温挡电功率为：；答：高温挡电功率是；（2）高温挡加热消耗的电能：，不计热量损失，则饭菜吸收的热量：，由得，饭菜升高的温度：；答：可以将饭菜升高的温度是；（3）开关接1时，和串联接入电路，电路的总电阻最大，电路的总功率最小，电热饭盒处于低温挡，电路中的总电阻：，则，解得。答：实际电压是。【例5】（2025·湖南）为预防“倒春寒”对种子萌发的影响，科技小组为学校的育种温室设计了如图甲所示的温控电路。整个温控电路位于温室内，且当温室内温度低于时启用。其控制电路的电源电压恒定，为变阻器，热敏电阻的阻值随温度变化的关系如图乙所示，电磁铁线圈电阻忽略不计。工作电路有高温和低温两个挡位，低温挡位可使温室内降温比较平缓，、均为加热电阻。已知通过电磁铁线圈的电流大于或等于时，衔铁被吸下，与触点分开，接通触点。通过电磁铁线圈的电流小于或等于时，衔铁被弹回，与触点分开，接通触点。（1）调好的阻值，闭合开关、，电磁铁上端磁极为______ 极；的温度升高，电磁铁磁性强弱如何变化？____ ；（2）将控制电路中阻值调为，可使温室内达到允许的最高温度，达到时衔铁刚好被吸下，求控制电路的电源电压；（3）工作电路要求：高温挡功率需在之间，低温挡功率需在之间。已知实验室只有阻值大小为、、、的加热电阻各一个，不考虑温度对加热电阻阻值的影响，则应选用哪一个加热电阻（写出必要的计算过程）。【答案】（1）；增强（2）解：当温室内温度达到时，由图乙可知此时热敏电阻的阻值为，，此时衔铁刚好被吸下，通过电磁铁线圈的电流，总电阻：，则控制电路的电源电压：；答：控制电路的电源电压为；（3）由于通过电磁铁线圈的电流大于或等于时，衔铁被吸下，与触点 分开，接通触点，此时为低温挡，接入电路，功率需在之间，则的最小阻值为： ，所以应选用的加热电阻。答：应选用的加热电阻。
板书设计 第27课时 焦耳定律及挡位问题考点1：焦耳定律 例1，例2考点2：探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 例3
作业设计与布置
教学评价与反思

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