2021-2022学年度人教版九年级物理下册课件 第十八章 电功率第4节 焦耳定律(共27张PPT)

(共27张PPT)
第十八章　电功率
第4节　焦耳定律　
学习目标
1．通过生活实例，认识电流的热效应．
2.能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行简单的计算．
3.知道利用电热和防止电热的场合和方法．
新课目标
星期天,小东的妈妈出门前嘱咐小东别看电视,得先完成作业,可是小东等妈妈一走,就看起了电视,直到妈妈回来前才开始做作业,妈妈问小东为何没有做完作业,小东说作业太难,可是小东妈妈只用了一招就知道小东说了谎,请问,他妈妈是怎样做的
她摸了摸电视机的的散热窗，发现那儿还热着呢!
你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？
新课引入
　　生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生．请举例说明．
　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
电炉丝
电饭煲
电热水器
电熨斗
1.现象思考: 电炉丝和导线通过的电流相同．为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？
2.提出问题:电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？
3.猜想假设：
猜想一：电阻丝产生的热量同电流有关．
猜想二：电阻丝产生的热量同通电时间有关．
猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关．
4.实验目的: 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 ．
6.实验原理: 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升．电流产生的热量越多，液面就会上升得越高．我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量．
5.实验方法：控制变量法
7.实验设计: 在两个透明容器中密封等量的空气，容器分别连着U形管的一端，未通电时，U形管中的液面是相平的．当通电时，电阻丝发热，加热容器中的空气，空气受热膨胀，U形管中液面高度会发生变化，U形管中液面高度的变化反映了密闭空气温度的变化．
实验装置实物图
（1）研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
　　在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多．
8.进行实验
（2）研究电热与电流关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 10Ω
R =10Ω
I1
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多．
结论一：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多．
结论二:在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多．
结论三：在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多．
9.实验结论：
　　焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家．用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系．通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系．
焦 耳
焦耳定律
二
焦耳定律
1．内容：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．
2．公式：Q = I2Rt
3．单位：焦耳（J）
我们学习了焦耳定律后，怎样回答前面的问题？
答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电流相等时，电阻大的，相同时间里产生的热量较多，所以电炉丝很热，而导线却几乎不热．
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6480 J
　　一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
解:
例题
I = 　 =　　 　= 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？
解：Q = I2Rt
=(2 A)2×2Ω ×60 s
= 480 J
1．电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
电热的利用和防止
三
电熨斗
电热水器
电烤箱
电褥子
电烙铁
电饭锅
　　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
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即W=Q．如：电暖器，电饭锅，电炉子等(纯电阻电路）．
2．当电扇（非纯电阻电路)工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
　　W＞Q热
电能 内能+机械能
电能和电热的关系
四
1.电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫电流的热效应．
2.焦耳定律：Q=I Rt
3.要从通风、散热等角度来有效地防止电热的危害，善于利用电热．
课堂小结
1.电流的热效应是电流通过导体时_____转化成____的现象．电热器是利用电流的_______制成的加热设备．
电能
热
2.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持_____、_____一定，用___________改变电阻丝的电流．
热效应
电阻
时间
滑动变阻器
课堂训练
3.一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是______W，通电1min时产生的热量是_______J．
400
24000
4.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_____．Q1:Q2=______．
2:3
2:3
Q = I2Rt
=(0.6A)2×60 W×300 s
= 6480 J
　5.一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在 5min内共产生多少热量
答: 在 5min 内共产生 6480 J 热量．
解:
I =　 =　　　= 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω