人教版 初中物理 九年级 18.4 焦耳定律精品课件(28页ppt)

文档属性

名称 人教版 初中物理 九年级 18.4 焦耳定律精品课件(28页ppt)
格式 zip
文件大小 3.3MB
资源类型 试卷
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2021-11-23 13:35:34

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文档简介

(共28张PPT)
焦耳定律
人教版 九年级上
新知导入
目录
1、电流的热效应
2、焦耳定律
3、电热的利用与防止
新知讲解
学习重点:
1、电流热效应定义及影响因素;
2、焦耳定律内容、电热的计算、电热功率的计算;
3、对电流热效应的利用与防止的解释和应用
学习难点:
1、焦耳定律的应用
2、电热计算中档位判断问题
合作探究
一、电流的热效应
思考:
生活中用电器种类繁多,各有各的用途,以上用电器有什么共同点?
电流的热效应:
电流通过导体时电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应。
课堂练习
想一想:
电炉在通电以后,电炉丝和导线的电流相同,为什么
电炉丝热的发红,而导线却不怎么发热?
电流通过导体时产生的热量和什么因素有关?
课堂总结
电流热效应的影响因素:
实验设计:
两个透明容器中密封着等量的空气,U形管中液面高度的变化反应密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝,右边的电阻丝电阻比较大。
两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端,通过两端电阻丝的电流相同,通电一段时间以后,比较两个U形管中页面高度的变化,你能观察到什么现象?
实验现象:
右边液面明显高于左边,根据热胀冷缩的原理,显然在其他条件相同时,连入电路中的电阻越大,产生的热量越多。
板书设计
实验设计:
两个密闭容器中的电阻一样大,在其中一个容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,因此通过两容器中的电阻的电流不同。在通电相同的情况下,观察U形管中液面高度的变化。
实验现象:
左边液面明显高于左边,根据热胀冷缩的原理,显然在其他条件相同时,通过导体的电流越大,产生的热量越多。
板书设计
实验结论:
(1)在电流相同、通电时间相同时,电阻越大,电阻产生的热量越多。
(2)在电阻相同、通电时间相同时,电流越大,电阻产生的热量越多。
(3)在电阻和电流相同时,通电时间越长,产生的热量越多。
板书设计
思考:
本实验我们用到了哪些实验方法?
(1)控制变量法:在探究电热和电阻的关系时,必须控制电流和
通电时间相同的情况下才能比较。
(2)转换法:电流产生的热量无法直接测量,通过U形管液面高度
的变化来显示产生热量的多少。
板书设计
如图是探究电流通过导体产生的热量与 关系的实验装置,实验中用U形管内液面的 反映导体产生热量的多少.通电一段时间后,容器 (选填“甲”或“乙”)内电阻丝产生的热量较多。
板书设计
【答案】 电流;高度差;甲
【考点】焦耳定律的应用
【解析】【解答】(1)根据图片可知,甲和乙两个电阻丝都是5Ω,甲在干路上,乙在支路上,二者电流大小不等,则探究电流通过导体产生热量与电流关系; (2)实验中用U形管内液面的高度差反映导体产生热量的多少; (3)R甲=R乙 , I甲>I乙 , 根据焦耳定律Q=I2Rt可知,容器甲内电阻产生的热量较多。 【分析】(1)根据图片分析影响电流产生热量的哪些因素相同,哪个因素不同即可; (2)封闭容器中的电热丝产生热量,里面的空气受热膨胀,压强增大,于是与之相连的U型管内液柱产生高度差; (3)根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当电阻相同时,通过电阻的电流越大,产生的热量越多。
板书设计
用如图的装置探究影响电流热效应的因素,电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中,且R1<R2 , 瓶中装有质量相等的煤油.下列说法正确的是( )
A. 该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系 B. 闭合开关后,装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快 C. 实验中,通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生生热量的多少 D. 将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水,可比较煤油和水的比热容大小
板书设计
3.【答案】 C
【考点】焦耳定律
【解析】A、由图可知,两电阻丝串联,电流相同,通电时间也相同,但电阻不同,故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系,A不符合题意;
B、由焦耳定律Q=I2Rt可知,电流和通电时间相同时,电阻越大,放出的热量越多,由于R1<R2 , 故R2放出的热量多,温度计示数升的高,B不符合题意;
C、通电后电流通过电阻丝做功,产生热量使煤油的温度升高,通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少,这个研究方法可以称之为转换法,C符合题意;
D、要比较水和煤油的比热容,则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量(加热时间)相等,由温度的变化大小得出比热容的大小关系;故用相同质量的水代替煤油,两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝,电阻相等;D不符合题意.
故答案为:C.
板书设计
如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置,两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
(1)实验中通过观察________的变化来反映电阻产生热量的多少,下列实验中,也运用了这种实验方法的是________(填序号)。
①探究物体的动能跟哪些因素有关
②探究杠杆的平衡条件
(2)连接好电路后闭合开关,通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,如图甲所示,表明在电流和通电时间相同的情况下,________越大,产生的热量越多。
(3)图中U形管________(选填“是”或“不是”)连通器,乙图中R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的________不同。
(4)某小组在利用乙图装置实验时,发现左右两侧U形管液面上升高度相同,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:________。
板书设计
【答案】 (1)液面的高度差(或液面的高度、或两侧液面的高度差、或两侧液面的高度答案前面有“U形管”字样不扣分);①(2)电阻(3)不是;电流(4)电阻R3断路
【考点】焦耳定律
【解析】(1)如果电流通过导体产生的热量越多,透明容器中空气膨胀程度越大,U形管中液面的高度差越大,所以我们可以通过U形管中液面的高度差来反映电阻产生热量的多少,这种方法称为转换法。
在研究物体的动能跟哪些因素有关的实验中,我们是通过水平面物块被推出的距离来反映动能大小的,也用到了控制变量法,故答案为:①。
(2)通电一段时间,观察到右侧液面高于左侧液面,说明右侧导体产生热量多,因为右侧电阻大,表明在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电流通过导体产生的热量越多。
(3)图中U形管下端连通,但上端不开口,不是连通器。
乙图中透明容器中电阻相等,是研究电流通过导体产生的热量和电流的关系,所以应该改变电流,乙图中R3与R2并联,目的是使通过R1与R2的电流不同。
(4)左右两侧U形管液面上升高度相同,说明电阻产生了热量一定有电流经过,且产生的热量相同,因为透明容器中的电阻相同,说明电流相同,所以故障可能是电阻R3断路。
【分析】(1)液体受热膨胀,使得U行管内的液面不一样高,高度差越大,产生的热量越多,这体现了物理学中的转化法; (2)要探究电阻大小对导体产热的影响,需要控制电流和通电时间相同; (3)要探究电流大小对导体产热的影响,需要控制电阻大小和通电时间相同; (4)分析电路结构,电路为串联电路,结合电流表、电压表示数的变化,分析电路存在的故障即可。
板书设计
二、焦耳定律
定义: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。
计算公式:Q=I2Rt
符号 物理含义 单位
Q 热量 焦耳(J)
I 电流 安培(A)
R 电阻 欧姆(Ω)
t 通电时间 秒(s)
热功率计算公式:P热=Q/t=I2R
板书设计
电功和电热的联系:
在纯电阻中:电能完全转化为内能,电流所作的功W全部用来导体发热。电流通过导体产生的热量Q就等于消耗的电能W,即W=Q。
电热计算公式:Q=W=UIt=Pt=I2Rt=
在非纯电阻中:电流所作的功一部分转化成内能,一部分转化成其他形式的能。W=Q+W其他,
电热计算只能用Q=I2Rt
板书设计
电功率和电热功率的联系:
在纯电阻中:电能完全转化为内能,电流所作的功W全部用来导体发热。
电功率=热功率
电热计算公式:P热=P电= UI=I2R=
在非纯电阻中:电流所作的功一部分转化成内能,一部分转化成其他形式的能。P电=P热+P其他
电功率只能用P=W/t和P=UI
热功率只能用P=I2R
板书设计
甲、乙两电热丝电阻之比为2:3,通过的电流之比为3:1,则相同时间内产生的热量之比为( )
A. 2:1 B. 6:1 C. 1:2 D. 1:6
板书设计
4.【答案】 B
【考点】焦耳定律
【解析】【解答】相同时间内产生的热量之比为
故答案为:B。
板书设计
如图所示,电源电压不变,灯泡标有“6V 3W”字样,当开关S闭合时,灯泡正常发光,电流表示数为0.6A电阻R的电功率为 W,通电10min后R产生的热量为 J。
板书设计
13.【答案】 0.6;360
【考点】电功率的计算,焦耳定律
【解析】【解答】因为闭合开关后,灯泡正常发光,所以此时灯泡两端的电压为6V,电功率为3W,根据
,通过小灯泡的电流为
因为电路为并联电路,所以电源电压和电阻两端的电压也为6V,总电流等于各支路电流总和,所以通过电阻的电流为
所以电阻的电功率为
根据
可知,10分钟后R产生的热量为
板书设计
三、电热的利用和防止
电热的利用
想一想
以上用电器有什么共同点?
1、工作原理都利用了电流的热效应。
2、电能完全转化为内能。
3、都是大功率用电器。
板书设计
电热的防止
用电器在使用过程中会产生热,使导体的温度升高,用电器不能正常工作,
并且绝缘材料老化加快,造成危害。
因此在制作和使用电器时,要采取必要的散热措施。
比如笔记本电脑散热器等。
板书设计
(单选题)下列用电器中,利用电流热效应工作的是( )
A. 电饼铛 B. 智能音箱 C. 路由器 D. 数码相机
板书设计
2.【答案】 A
【考点】电流的热效应
【解析】【解答】利用电流热效应工作的用电器将电能主要转化为内能,电饼铛工作时主要把电能转化为内能,利用了电流的热效应工作,智能音箱、路由器、数码相机主要不是为了放热,没有利用电流的热效应工作。
故答案为:A。
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