人教版物理九年级上册18.4.焦耳定律 课件(共25张PPT)

(共25张PPT)
第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
北辛中学
第十八章 电功率
第4节 焦耳定律
北辛中学
想想议议
1.在生活中，通电后能够发热的用电器有许多，请你举几个例子，并分析能的转化情况。
感悟导入
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的 效应。
热
电饭锅
电热水器
电炉子
电暖气
感悟导入
2.电热丝（片）和导线是怎么连接的 通过它们的电流有什么关系？
想想议议
【猜测】电热的多少跟什么因素有关
与电流、电阻和通电时间有关
通电后，为什么电热丝（片）热得发红，而导线却几乎不发热
它们是串联连接的
通过它们的电流相等
电暖气
自主探究
任务一：认识电流的热效应
活动1：阅读课本p99—100页。
思考：如何设计实验探究电热与电阻、电流和通电时间的关系？
学习目标：
1.能通过生活实例，认识电流的热效应。
2.能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。
3.通过学习电热的利用与防止，学会辩证看待问题。
自主探究
互助促学
实验1：探究电热与电阻的关系
串联 相同，通电 相同，被加热气体的质量、体积和初温都 ，发热体的 不同，
这种实验的方法叫 法。
2.通过两个U形管中液面 变化来比较电热的多少；这种实验的方法叫 法。
电流
时间
控制变量
电阻
转换
高度差
1.通过实验装置图观察分析，实验中的相同条件有哪些？不同条件是什么？如何比较电热的多少？实验方法是什么？
相同
互助促学
实验观察：
3.实验现象：
右边U形管中液面高度差大
在 相同、通电 相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越 。
4.实验结论：
纸笔性评价标准：
能完成填空并说出实验现象与结论的等级为A；错1个问题的等级为B；错2个以上等级为C。
自评等级为 。
电流
时间
多
实验2：研究电热与电流关系
互助促学
1.通过实验装置图观察分析，实验中的相同条件有哪些？不同条件是什么？如何比较电热的多少？实验方法是什么？
两空气盒里发热体的 相同，通电 相同，被加热气体的质量、体积和初温都 ，通过左边空气盒里的电阻电流是右边空气盒里电阻电流的 倍
这种实验的方法叫 法。
电阻
时间
控制变量
2
相同
2.通过两个U形管中液面 变化来比较电热的多少；这种实验的方法叫 法。
转换
高度差
互助促学
观察实验2：
3.实验现象：
左边U形管中液面高度差大
在 相同、通电 相同的情况下，电流越大，这个电阻产生的热量越 。
4.实验结论：
电阻
时间
多
自主探究
2.结论
同一 ，通电 相同，通电时间越长，产生的电热越 ；
实验3：探究电热与通电时间的关系
1.利用上面的实验如何探究电热与通电时间的关系？
只观察一个U形管中液面高度差随时间的变化情况，即可得出电热与通电时间长短的关系。
电阻
电流
多
纸笔性评价标准：
能完成填空并说出实验现象与结论的等级为A；错1个问题的等级为B；错2个以上等级为C。
自评等级为 。
焦耳（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
自主探究
任务二：理解焦耳定律
1J = 1A2 Ω s
二、焦耳定律：
2．公式：
3．单位：
1、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的 次方成正比，跟导体的 成正比，跟通电时间成 比。
Q = I2Rt
焦耳（J）
2
电阻
正
【练一练】一电热驱蚊器，正常工作时的电流是22mA，电阻是10kΩ，求它正常工作15分钟产生的热量是多少？
解：I=22mA=0.022A
R=10kΩ=104Ω
t=15min=900s
Q=I2Rt=(0.022A)2×104Ω×900s=4356J
答：驱蚊器15分钟产生的热量是4356J
1．分析电暖器、电饭锅、电熨斗，通电后能的转化情况？
对于纯电阻电路：Q W
2．试分析电动机工作时电能的转化情况？
想一想
像这样通电后电能全部转化为内能的电路叫 电路。
电动机通电后大部分电能转化为 能，少部分电能转化为 能
像电动机这样的电路叫 纯电阻电路。
W=E动+ ；
W＞Q
即UIt ＞I2Rt
纯电阻
=
机械
内
Q
非
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。
1．举几个电热的利用的例子？说说电热器的优点有哪些？
任务三：电热的利用和防止
电饭锅 电熨斗 电热水器
2．电热危害的防止方法
散热窗
散热扇
散热片
过程性评价标准：
能举出3例的评价等级为A；
能举出2例的评价等级为B；
能举出1例的评价等级为C。
自评等级为 。
达标检测
1.电流通过导体转化为 能的现象叫电流的热效应，电饭锅通电工作时电能全部转化为内能，这样的电路叫 电路，这时计算 的所有公式都可用来计算电热；电动机通电后电能大部分转化为 能，少部分转化为内能，这样的电路叫 电路，这时电功与电热不再相等，只能用公式W= 计算电功,用焦耳定律的公式Q= 计算电热。
内
纯电阻
电功
机械
非纯电阻
UIt
I2Rt
2.小东在做探究电热与电阻关系的实验中，通电一段时间后，发现其中一个U型管中的液面高度差几乎不变，请你分析出现这个现象的原因是什么？
原因是与这个U型管相连的空气盒封闭不好，漏气。
4.额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，根据公式 正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律Q = I2Rt ，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事
达标检测
　　答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
3.小华要做探究电热与电流关系的实验时，发现U型管中的液面高度不相平，接下来怎么办？
打开空气盒的进气管，里外通气，使里外气压相等。
达标检测
纸笔性评价标准：
全对为A；错1题等级为B；错2个以上等级为C。自评等级为 。
5.一根 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
Q = I2Rt=(0.6 A)2×60 W×300 s= 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
解:
I =　 =　　　= 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
【总评与作业】
共获得个 A级, B级 无A无B 完成本节“动手动脑学物理”
有A有B +完成拓展提升题
3A以上 +完成《配套》
分层作业：
1.公式梳理：
欧姆定律
电功
电功率
电热
【学后反思】
2.分享自己的学习经验，说说自己学习中的困惑和要求助解决的内容：
6.一电动机线圈的电阻为0.8Ω，线圈两端所加电压为3V时，电流为0.5A，电动机正常工作. 求:
(1)电动机正常工作1min消耗的电能；
(2)电动机正常工作1min转化的内能是多少
(3)电动机正常工作1min转化的动能是多少
(4)此电动机的效率是多少？
(3)E动=W-Q=90J-12J=78J
解：(1)W=UIt=3V×0.5A×60s=90J
(2)Q=I2Rt=(0.5A)2×0.8Ω×60s=12J
拓展提升
下课！再见！