2021-2022学年度教科版九年级上册物理课件 第3节 焦耳定律（26张）

(共26张PPT)
第六章　电功率
第3节　焦耳定律　
学习目标
1.认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用.
2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系.
3.知道电流热效应的利用与危害.
新课目标
学习目标
1.认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用.
2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系.
3.知道电流热效应的利用与危害.
新课目标
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生.
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应.
新课讲解
电流的热效应
一
电烤箱
电烙铁
电热水壶
生活中利用电流热效应的用电器
　　电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热
　　电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关
观察与思考
1.猜想与假设
①可能与电阻有关.电阻越大，电流热效应越大.
思考：电流的热效应与那些因素有关？
②可能与电流有关.电流越大，电流热效应越大.
③可能与通电时间有关.通电时间越长，电流热效应越大.
2.设计实验
讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？
答:控制变量法
讨论2：用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？
答：转换法
电热——
气体（或液体）受热膨胀，观察温度计的示数.
（1）如图所示，控制电阻R、电流I相同，闭合开关，每隔一定时间记录一次温度计的示数，比较通电时间对电热的影响；
通电时间越长温度计示数越大
3.进行实验
（2）相同时间内通过R的电流为I，移动R0的滑片，使通过R的电流为2I.比较R两次所产热的多少；
通过电流为2I时比通过电流为I时的温度高
（3）如图所示，R2＞R1，控制通过导体的电流和通电时间不变，比较温度计的示数.
电阻R2温度计的示数比电阻R1温度计的示数大
1.对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，产生的热量越多.
2.对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大越长，产生的热量越多.
3.在保持通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多.
1.内容：
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.
2.公式： Q = I2Rt
3.单位：焦耳（J）
电流I的单位：A
电阻R的单位：Ω
时间t的单位：s
热量Q的单位是：J
焦耳（1818-1889）
焦耳定律
二
4.根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律
纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt
非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q)
∴Q = W = UIt = I2Rt
根据欧姆定律U = IR
又∵W = UIt
若电流做的功全部用来产生热量即Q = W
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt =
来计算热量.
U2
R
t
分析论证：电流热效应与电阻关系
1.在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出P= .
这个式子表明：电流相等时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成 .
2.在并联电路中，由P=UI， ， 可以得出P= .
这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生的热量跟电阻成 .
I R
正比
反比
U2
R
例1：一根60 的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内共产生多少热量？
分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量.
解：
例2：某电动机上标有“220V，2A”它的线圈电阻为5 ，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？
解：消耗的电能为:
W总=UIt=220 V×2 A×60 s=26 400 J
线圈中产生的热量为：
Q=I2Rt=(2 A)2×5 ×60 s=1 200 J
得到的机械能为：
W机=W总－Q=26 400 J－1 200 J=25 200 J
1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
　 电热器的优点： 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度.
电流热效应的利用和危害
三
　 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高.如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等.
2.电热的危害
电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉.
（1）列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例.
电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等
（2）列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施.
电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机外壳有许多散热片
焦耳定律
电流的热效应
焦耳定律
特征：电流通过导体会发热
探究电流热效应跟哪些因素有关
表述：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.
公式： Q = I2Rt
Q = I2Rt 的推导公式的应用
课堂小结
1.现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接
入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情
况是 （ ）
A.甲放热多 B.乙放热多
C.同样多 D.无法判断
B
课堂训练
2.将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W”
的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V
的电源上，在相同时间内，电流通过他们时发热功率最
大的是 （ ）
A.电烙铁 B.充电器
C.电风扇 D.一样多
A
3.一只电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1 210 Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下通电 10 min产生多少热量？
解：
因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以
Q=W=Pt=40 W×10×60s=24 000 J.
4.某校师生自制了一台电烘箱.电烘箱的电阻丝通过5 A的电流时，每分钟可产生6.6×104 J的热量.求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻.
解：
∵ P=I2R
∴