《2025年新课程问题解决导学方案九年级物理全一册人教版》

一、电流的热效应
1. 生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能,这种现象叫作电流的热效应。
2. 实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下,一段电阻丝的电阻越大,这段电阻丝产生的热量越多。
3. 实验表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一段电阻丝的电流越大,这段电阻丝产生的热量越多。
二、焦耳定律
1. 英国物理学家焦耳做了大量实验,于1840年最先确定了电流通过导体产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系：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。这个规律叫作焦耳定律。
2. 如果热量用Q表示,电流用I表示,电阻用R表示,通电时间用t表示,那么焦耳定律为$ Q=I^{2}Rt $。
三、电热的利用和防止
1. 家里的电热水器、电饭锅、电熨斗,养鸡场的鸡苗孵化器,都是利用电热的例子。
2. 过多的电热如果不能及时散失,会产生许多安全隐患。电子器件的工作温度直接决定其使用寿命和稳定性,要保证其稳定工作,就必须要有效地散热。

答案： 一、1. 内能 热效应
2. 多
3. 越大
二、1. 焦耳 正比 正比 正比 焦耳定律
2. $ Q=I^{2}Rt $
三、1. 电热
2. 散热

例1 如图所示是“探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关”的实验装置,将四段电阻丝a、b、c、d分别密封在完全相同的容器内,容器内封闭一定量的空气,图乙中另取阻值为5Ω的电阻在容器外与容器内电阻并联。

(1)实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面的高度差来比较的,应用的物理科学探究方法是转换法。
(2)图甲可探究电流产生的热量与电阻的关系,通电一段时间后,右(填“左”或“右”)侧容器中的电阻产生的热量多。
(3)图乙可探究电流产生的热量与电流的关系。
(4)由公式可知,图乙中左、右两侧容器中的电阻产生的热量之比为4：1。

答案： 答案：
(1)液面的高度差 转换法
(2)电阻 右
(3)电流
(4)4：1
解析：
(1)实验中电流通过电阻时产生热量的多少是通过观察U形管中液面的高度差来比较的,应用的物理科学探究方法是转换法。
(2)甲装置中,两电阻串联,通过的电流和通电时间相同,而电阻不同,故该装置用来探究电流热效应与电阻大小的关系。通电一段时间后,根据$Q = I^2Rt,$右侧容器中的电阻大,故产生的热量多,由转换法知右侧容器中的电阻产生的热量多。
(3)乙装置中,右侧两电阻并联后再与左侧电阻串联,容器内电阻大小相等,根据并联和串联电路电流的规律,通过左侧容器中电阻的电流大于通过右侧容器中电阻的电流,而通电时间相同,故图乙实验可以探究电流产生的热量与电流的关系。乙装置右侧容器的外部并联一个5Ω的电阻是为了分流。
(4)根据并联电路电压的规律及欧姆定律可知,通过图乙中右侧容器内两电阻的电流相同,由串联和并联电路电流的规律,可知通过两侧容器内电阻的电流之比为2：1。根据$Q = I^2Rt$可知,在电阻和通电时间相同时,产生的热量与电流的平方成正比,故图乙中左、右两侧容器中的电阻产生的热量之比为4：1。
方法指导
(1)U形管内液面高度差越大,产生的热量越多。
(2)使用中,如果无论条件如何变化,U形管内液面的高度都相同,那么可能是装置气密性不好,需要重新安装,安装后需要再次检查气密性是否良好。
(3)实验中加热空气相比加热液体的好处：
①空气膨胀体积变化大,实验效果明显；
②加热空气,耗电量少,实验时间短。