初中物理人教版九年级全册（2021-2022学年）18.4 焦耳定律 课件 (共57张PPT)

(共57张PPT)
焦 耳 定 律
年 级：九年级 学 科：物理（人教版）
主讲人： 学 校：
这些用电器工作时都要消耗电能，都会发热，在这个过程中，电能转化为内能。
一、电流的热效应
电流通过导体时，导体会发热。这种现象叫电流的热效应。
电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关？
电流通过导体产生热量的影响因素
电流
通电时间
电阻
探究：电流通过导体时产生的热量跟电阻
是否有关？
接线柱
通气孔
怎样判断电流通过导体时产生热量的多少
5Ω
5Ω
5Ω
5Ω
电流产生
的热量
（Q放）
热传递
盒内空气
吸收的热量（Q吸）
热膨胀
增大的体积（ V）
可以用U形管两侧液面高度差 h表示电流通过导体产生的热量Q。
液面的高度差（ h）
转 换
⊿h
5Ω
R1=5Ω
R2=10Ω
S
方案：将两个阻值不等的电阻串联接入电路，并且使用稳压电源。
控制电流、
通电时间一定
探究：电流通过导体时产生的热量跟电阻
是否有关？
探究：电流通过导体时产生的热量跟电阻
是否有关？
⊿h2
⊿h1
5Ω
10Ω
R/Ω 5 10
⊿h
⊿h2
⊿h1
5Ω
10Ω
R/Ω 5 10
⊿h 较小 较大
实验结论：
电流通过导体产生的热量跟电阻有关。在电流和通电时间一定时，电阻大，液面高度差大。
⊿h2
⊿h1
5Ω
10Ω
R/Ω 5 10
⊿h 较小 较大
实验结论：
电流通过导体产生的热量跟电阻有关。在电流和通电时间一定时，电阻大，产生的热量多。
S
R1
R3
R2
探究：电流通过导体产生的热量与电流
是否有关？
I1
I2
I1=2I2
探究：电流通过导体产生的热量与电流
是否有关？
⊿h2
⊿h1
电流 较大 较小
⊿h
⊿h2
⊿h1
电流 较大 较小
⊿h 较大 较小
实验结论：
电流通过导体产生的热量跟电流有关。在电阻和通电时间一定时，电流大，液面高度差就大。
⊿h2
⊿h1
电流 较大 较小
⊿h 较大 较小
实验结论：
电流通过导体产生的热量跟电流有关。在电阻和通电时间一定时，电流大，产生的热量多。
大量实验表明：
电流通过导体产生的热量跟电流、电阻、通电时间有关；电流越大、电阻越大、通电时间越长，电流通过导体产生的热量越多。
R1:R2=1:2
猜想：
电流通过导体时产生的热量跟电阻成正比。
⊿h1:⊿h2=1:2
电流产生
的热量
（Q放）
盒内水
吸收的热量（Q吸=cm t）
水的温度
变化量
（ t）
电阻丝
电子温度计
探头
1Ω
2Ω
3Ω
4Ω
5Ω
6Ω
探究：电流通过导体时产生的热量跟电阻是否成正比？
电阻R/Ω 1 2 3 4 5 6
初温t0/℃ 26.6 26.8 26.7 26.6 26.8 26.7
末温t/℃ 27.2 28.1 28.6 29.1 29.9 30.4
温度变化量⊿t/℃
电阻R/Ω 1 2 3 4 5 6
初温t0/℃ 26.6 26.8 26.7 26.6 26.8 26.7
末温t/℃ 27.2 28.1 28.6 29.1 29.9 30.4
温度变化量⊿t/℃ 0.6 1.3 1.9 2.5 3.1 3.7
R/Ω
⊿ t/℃
电阻R/Ω 1 2 3 4 5 6
初温t0/℃ 26.6 26.8 26.7 26.6 26.8 26.7
末温t/℃ 27.2 28.1 28.6 29.1 29.9 30.4
温度变化量⊿t/℃ 0.6 1.3 1.9 2.5 3.1 3.7
R/Ω
⊿ t/℃
电阻R/Ω 1 2 3 4 5 6
初温t0/℃ 26.6 26.8 26.7 26.6 26.8 26.7
末温t/℃ 27.2 28.1 28.6 29.1 29.9 30.4
温度变化量⊿t/℃ 0.6 1.3 1.9 2.5 3.1 3.7
R/Ω
⊿ t/℃
结论：当电流和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电阻成正比。
电阻R/Ω 1 2 3 4 5 6
初温t0/℃ 26.6 26.8 26.7 26.6 26.8 26.7
末温t/℃ 27.2 28.1 28.6 29.1 29.9 30.4
温度变化量⊿t/℃ 0.6 1.3 1.9 2.5 3.1 3.7
探究：电流通过导体时产生热量跟电流
的定量关系。
控制电阻大小、通电时间不变
移动滑动变阻器的滑片，改变电流
电流I/A 0.5
初温t0/℃ 25.9
末温t/℃ 26.1
温度变化量⊿t/℃
电流I/A 0.5 1 1.5 2 2.5 3
初温t0/℃ 25.9
末温t/℃ 26.1
温度变化量⊿t/℃
电流I/A 0.5 1 1.5 2 2.5 3
初温t0/℃ 25.9 27 29.2 37 26.7 44.1
末温t/℃ 26.1
温度变化量⊿t/℃
电流I/A 0.5 1 1.5 2 2.5 3
初温t0/℃ 25.9 27 29.2 37 26.7 44.1
末温t/℃ 26.1 27.9 31.2 40.6 32.3 52.2
温度变化量⊿t/℃
电流I/A 0.5 1 1.5 2 2.5 3
初温t0/℃ 25.9 27 29.2 37 26.7 44.1
末温t/℃ 26.1 27.9 31.2 40.6 32.3 52.2
温度变化量⊿t/℃ 0.2 0.9 2 3.6 5.6 8.1
电流I/A 0.5 1 1.5 2 2.5 3
初温t0/℃ 25.9 27 29.2 37 26.7 44.1
末温t/℃ 26.1 27.9 31.2 40.6 32.3 52.2
温度变化量⊿t/℃ 0.2 0.9 2 3.6 5.6 8.1
电流I/A 0.5 1 1.5 2 2.5 3
初温t0/℃ 25.9 27 29.2 37 26.7 44.1
末温t/℃ 26.1 27.9 31.2 40.6 32.3 52.2
温度变化量⊿t/℃ 0.2 0.9 2 3.6 5.6 8.1
电流I/A 0.5 1 1.5 2 2.5 3
初温t0/℃ 25.9 27 29.2 37 26.7 44.1
末温t/℃ 26.1 27.9 31.2 40.6 32.3 52.2
温度变化量⊿t/℃ 0.2 0.9 2 3.6 5.6 8.1
电流I/A 0.5 1 1.5 2 2.5 3
电流的平方I2/A2
温度变化量⊿t/℃ 0.2 0.9 2 3.6 5.6 8.1
电流I/A 0.5 1 1.5 2 2.5 3
电流的平方I2/A2 0.25 1 2.25 4 6.25 9
温度变化量⊿t/℃ 0.2 0.9 2 3.6 5.6 8.1
电流的平方I2/A2 0.25 1 2.25 4 6.25 9
温度变化量⊿t/℃ 0.2 0.9 2 3.6 5.6 8.1
电流的平方I2/A2 0.25 1 2.25 4 6.25 9
温度变化量⊿t/℃ 0.2 0.9 2 3.6 5.6 8.1
结论：当电阻和通电时间一定时，水的温度的变化量跟电流的二次方成正比。
电流的平方I2/A2 0.25 1 2.25 4 6.25 9
温度变化量⊿t/℃ 0.2 0.9 2 3.6 5.6 8.1
结论：当电阻和通电时间一定时，电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比。
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。
二、焦耳定律
2.表达式：
Q = I2Rt
“Q”表示电热，单位是焦耳（J）
“I”表示电流， 单位是安培（A）
“R”表示电阻，单位是欧姆（Ω）
“t”表示通电时间，单位是秒（s）
1J=1A2·Ω·s
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？
解：
Q = I2Rt
=(0.6A)2×60 Ω×5×60s
=6480J
I = = =0.6A
U
R
36V
60 Ω
例 题
3.电功与电热
当电流通过某些用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即 。
Q=W
二、焦耳定律
二、焦耳定律
Q=W
W=UIt
U=IR
Q=I2Rt
电能全部转化为内能:
3.电功与电热
二、焦耳定律
3.电功与电热
当电流通过某些用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有少部分转化为内能，Q < W。
答：电炉通过导线接到电路中，流过导线的电流全部流过电炉丝，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等。但导线的电阻远小于电炉丝的电阻。
为什么电炉丝热得发红，
而导线却几乎不发热？
为什么电炉丝热得发红，
而导线却几乎不发热？
根据焦耳定律 Q=I 2Rt 可知，在相同时间内，电炉丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。
1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
三、电热的利用与防止
电热器的发热体：
电阻大、熔点高的金属丝或合金片。
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。
三、电热的利用与防止
电热的危害
三、电热的利用与防止
2.电热的防止
为了防止用电器温度过高，必须通风散热。
散热窗
三、电热的利用与防止
电脑工作时，CPU等部件的温度也会升高，需要安装散热窗、使用微型风扇及时散热。
微型
风扇
散热窗
2.电热的防止
三、电热的利用与防止
2.电热的防止
大型电动机等大功率的用电器，都装有散热片、散热窗、电风扇等散热装置。
课堂小结
一、电流的热效应
二、焦耳定律
Q = I2Rt
三、电热的利用和防止
课后作业
1.基础性作业：
完成“学生资源”中的课后练习。
2.拓展性作业：
观察家庭中的用电器，哪些是利用电热工作的？哪些要防止电热带来危害的？