18.4焦耳定律 课件（共22张PPT）2021－2022学年人教版物理九年级全一册

(共22张PPT)
第十八章 电功率
第四节 焦耳定律
提问
　　生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。
一、电流的热效应
1.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。
想想议议
　　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的热量与哪些因素有关
演示实验
电流通过导体时产生的热量与什么因素有关
猜想：
与电流、电阻、时间有关。
设计实验：
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？
控制变量法
2．用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量（热量）？
转换法
电热——
气体(或液体)受热膨胀，观察膨胀的多少
液体吸热，观察升高的温度；
演示实验
电流通过导体时产生的热量与什么因素有关
实验装置
实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
实验中通过观察温度计的示数来比较电流产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
演示实验
电流通过导体时产生的热量与什么因素有关
实验1：电流产生的热量与通电时间的关系
控制不变的量是：__________、____________。
电流
电阻
加热1min
加热2min
在电流、电阻相同的情况下，通电时间越长，电流产生的热量越多。
结论：
演示实验
电流通过导体时产生的热量与什么因素有关
实验2：电流产生的热量与电阻的关系
R1=5Ω
R2=10Ω
A
控制不变的量是：__________、____________。
电流
通电时间
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。
结论：
演示实验
电流通过导体时产生的热量与什么因素有关
实验3：电流产生的热量与电流的关系
控制不变的量是：__________、____________。
电阻
通电时间
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
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：
演示实验
电流通过导体时产生的热量与什么因素有关
电流产生的热量与 、 和 。
总结：
电阻
通电时间
电流
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。
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。
在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。
结论1
结论2
结论3
提问
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
答：电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，根据焦耳定律Q=I Rt可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。
二、焦耳定律
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。
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。
Q = I2Rt
2.公式：
焦耳（J）
3.单位：
理论推导：电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q= W = Pt = UIt = IR·It = I2Rt。
二、焦耳定律
4.电能与电热的关系：
（1）如果电能全部转化为内能（即纯电阻），电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即Q = W = UIt = I2Rt
　　如：电暖器，电饭锅，电炉等。
（2）如果消耗的电能没有全部转化为内能（即非纯电阻），主要转化为机械能，电流产生的热量Q 就小于消耗的电能W，即 W ＞ Q
如：洗衣机、电扇（含有电动机）等。
即(W总＝UIt =W外＋Q)
二、焦耳定律
电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能.电热是指电流通过一段电路做功，电能转化为内能的那一部分.两者表示的意义不同，是两个不同的概念.
5.电功与电热的区别：
课堂检测
1、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=220V×2A×60S=26400J
线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)2×5 ×60S=120J
得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－120J=25200J
三、电热的利用与防止
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。
三、电热的利用与防止
　　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
课堂小结
焦耳定律
电流的热效应
电流通过导体会发热
焦耳定律
实验结论
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
课堂检测
2．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
课堂检测
3．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
谢谢