人教版九年级上册物理教案-第十八章 电功率-第4节 第2课时 焦耳定律的综合应用2页

第 4节 焦耳定律
第 2课时焦耳定律的综合应用
教学目标
知识要点 课标要求
1．焦耳定律的综合计算
能够利用电能、电功率、焦耳定律的表达式进行综合计算，
明确每一个公式的使用条件
2．焦耳定律在生活中的应用 能用焦耳定律的知识来解释生活中的现象，分析相关的问题


教学过程
新课引入
出示课件，展示问题：
过春节的时候，爸爸送给小涵一个如图所示的电动玩具汽车，一段时间后，小涵在玩耍时不小心将玩
具车的电动机卡住，无法转动了，且很快就闻到了焦糊味道，你能够解释这种现象吗？这节课我们就为大
家来解决这个问题。
合作探究
探究点一 焦耳定律的综合计算
活动 1：出示课件，展示问题：首先让学生讨论、分析出思路，然后再交流，得出答案。
典例 1：某校师生为自制一台电烘箱而设计的简化电路图及技术参数如下，R1和 R2均为电热丝且电阻
值恒定。
额定电压 220V
高温挡 5A
正常工作电流
低温挡 2A
根据师生们的设计，求：
（1）电烘箱在高温挡正常工作时每分钟可产生的热量。
（2）电热丝 R1的阻值。
（3）电烘箱在低温挡正常工作时，R2的功率。
思路导引：
（1）利用公式 P= 是否可以分析电路图中低温挡和高温挡的电路图。（2）能否正确选择出公式进行
计算。
解：（1）高温挡时，只 R1 接入电路，由机器铭牌可知，电流为 5A，电压为 220V，则 Q=W=UI 高
t=220V×5A×60s=66000J；
（2）高温挡时，由欧姆定律得：R1= =44Ω；
（3）低温挡时，两电阻为串联，低温挡总功率：P=UI 低=220V×2A=440W，R1的功率 P1=I 低 2R=（2A）
2×44Ω=176W；所以 P2=P-P1=440W-176W=264W。
拓宽延伸：如图是小林家里电热水器的工作原理图，两根加热管电阻相同．电热水器功率有高、中、
低三挡，当 S1断开，S2接 b时，其功率为低挡，大小为 1000W。
2U
R
220
=
5
U V
I A
高温

（1）请指出电热水器的高、中挡功率分别是多少瓦。（不必写出推导过程）
（2）小林选用某挡功率加热水箱里的 50L水，水温升高 40℃用了 40min，求此过程电热水器的效率。
[水的比热容 c=4.2×103J/（kg·℃）]
【点拨】（1）当 S1断开，S2接 b 时，两加热管电阻串联；当 S1闭合，S2接 a 时，加热管电阻并联；当 S1
闭合，S2接 b时，电路为一根加热管电阻的简单电路；根据电阻的串并和 P= 求出电热水器的高、中挡
功率；（2）知道水的体积，根据密度公式求出水的质量，根据 Q 吸=cm△t 求出水吸收的热量，根据 W=Q 吸
=Pt求出不计热量损失时的加热功率然后确定加热挡位，再根据 W=Pt求出消耗的电能，利用η= ×100%
求出过程电热水器的效率。
【自主解答】
归纳总结：在分析用电器的多挡位问题时，主要明确，高温挡功率最大，低温挡功率最小，但用电器
无论是处于高温挡还是低温挡，用电器接入电路的电压是一定的，故将分析挡位问题转化为分析电阻问
题．再结合欧姆定律、电功率的有关计算公式展开分析，得出答案。
探究点二 利用焦耳定律解释生活现象
活动 1：出示课件，展示问题，让学生交流、讨论阐明每一个小组的解题思路。
典例 2：http://www.jyeoo.com/physics/report/detail/3698a0a2-1f17-4659-a163-1249b4306825 小明家搞装
修，为了美观，想把所有电线都埋藏在墙壁里（俗称走暗线）。小明在查阅有关资料时了解到：埋藏在墙
壁里的电线，要整条铺设，不能在墙壁里中途接驳。请你运用电学的相关知识解释其道理。（提示：导线
接驳处的电阻增大）
思路：由焦耳定律知道，电流通过导体产生的热量跟电流的平方、电阻大小和通电时间成正比。导线
接驳处与其他导线串联在电路中，通电时间是相同的，而导线接驳处电阻比较大，由焦耳定律可知电阻大
的产生的热量越多，据此分析。
解答：在家庭电路中，导线接驳处因接触不良，该处的电阻较大，因为导线接驳处与其他导线串联在
电路中，所以通过的电流相等、通电时间相等，由公式 Q=I2Rt可知接驳处产生的热量较多，往往比别处更
容易发热，甚至引起火灾。
归纳总结：利用焦耳定律来解释生活中的相关现象时，首先从题意中获取信息，找出题意中的变量和
定量，结合公式 Q=I2Rt展开分析。
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