18.4 焦耳定律 教学课件 2022-2023学年人教版物理九年级全一册(共29张PPT)

(共29张PPT)
第十八章 电功率
18.2 电功率
人教版·九年级下册
学习目标
1.了解电流的热效应的概念
2.掌握焦耳定律的感概念及其定义（重点）
3.熟练掌握焦耳定律的公式变化（难点）
4.知道生活中电流的利用和防止
预习检测
1. 电流通过导体时 转化为 ，这种现象叫做电流的热传递。
2.电流通过导体产生的热量跟 成正比，跟 成正比，跟时间成正比，这个规律叫做焦耳定律。
3.在纯电阻电路中，消耗的 等于电流产生的热量，即W=
电能
内能
电流
电阻
电能
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想一想：为什么火柴会点燃呢？
知识点1
电流的热效应
能量之间是可以相互转化，能量会从一种形式转化为另一种形式
动能转化为内能
电热扇
电热扇在通电后，释放热气，房间开始暖和。
电流通过导体将电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
电流通过导体产热多少跟什么因素有关呢？
实验探究
实验目的：研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
实验原理：电流通过电阻丝后，电流产生的热量使得瓶内的空气温度升高，体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。热量越多，液面上升越高。
实验现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高
结论：电流相同，通电时间相同，电阻越大，电流所产生的热量越多。
电流跟电阻与热量之间的比例关系是多少呢？
小练笔
将规格都是“220V 180W”的一台电冰箱、一台电风扇和一床电热毯，分别接入同一家庭电路中，若通电时间相同，则下列说法正确的是（ ）
A.电冰箱产生的热量最多 B.电风扇产生的热量最多
C.电热毯产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多
C
电热毯将电能转化成热量
知识点2
焦耳定律
焦耳，英国物理学家，他的主要贡献是他研究了热和机械功之间的当量关系。焦耳最初的研究方向是电磁机，他想将父亲的酿酒厂中应用的蒸汽机替换成电磁机以提高工作效率。在1841年他发现了，电流通过导体所产生的热量与电流、电阻之间的比例关系。
焦耳通过大量实验证明：电流通过的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。这个规律叫做焦耳定律。
公式 单位：J（焦）
如果电能全部转化为内能，即
根据欧姆定律
焦耳定律的灵活运用
串联电路由于电流处处相等，所以经常用，且
拓展延伸
并联电路由于电压处处相等，所以经常用，且
非纯电阻电路中用出总消耗的电能，无论是否串联或并联用计算一段时间内产生的总热量
分析电熨斗、电炉等电热器问题时，用
小练笔
甲、乙两个电热器的电阻之比为5：4，通过的电流之比为2：1，通电时间之比为1：2，则电流通过甲、乙两个电热器产生的热量之比为（ ）
A.5:2 B.5:4
C.2:5 D.10:1
A
知识点3
电热的利用和防止
电能转化成热能可以运用在很多方面：
电热毯
孵蛋器
电熨斗
电脑散热垫
但是用电器温度如果过高会存在许多安全隐患，所以也要学会防止
电热失火
公安部消防局发布2008年火灾统计数据。全年共发生火灾15.9万起，其中电路失火引发的火灾占总数一半以上。
小练笔
下列例子中，能防止电热危害的是（ ）
A.供取暖用的电褥子
B.高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置
C.电动机外壳上有许多小孔
D.孵化家禽的电热孵化器
B
归纳总结
焦耳定律公式
普遍适用于各种电路电热计算，注意灵活变形，注意单位的统一原则，电流单位A，电阻单位Ω，时间单位s，热量单位J。
结合欧姆定律推导出：只适用于纯电阻电路电热的计算
随堂练习
电流的热效应
1.下列电器中不是应用电流热效应工作的是（ ）
A.电风扇 B.电熨斗
C.白炽灯 D.电饭锅
A
焦耳定律
2.一只标有“6V 3W”的小灯泡（小灯泡灯丝电阻不变），接在电源电压为12V的电路中，为使其正常发光，应串联一个电阻，该电阻通电20s产生的热量是 J
30
电热的利用和防止
3.下列情况中不属于防止电热危害的是（ ）
A.电视机的后盖上有许多小孔
B.电脑机箱内有小风扇
C.电动机外壳有许多散热片
D.家电长时间停用，隔一段时间应通电一次
D
课堂小结
焦耳定律
电流的热效应：用电器通过电流后，导体的电能转换成热能。（电流通过的导体的电阻越大，导体产生的热量越多）
基本公式
没有转化为其他形式的能量，产生的热量Q就等于消耗的电能W。即
课后习题
1.关于电流通过导体产生的热量，一下说法正确的是（ ）
A.根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B.根据可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越少
C.根据可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D.根据可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
D
2.一个直流电动机正常工作时两端的电压为U，通过的电流为I，电动机线圈的电阻为R。该电动机正常工作时，下列说法错误的时（ ）
A.电动机消耗的总功率为
B.电动机消耗的总功率为UI
C.电动机输出的机械功率为-
D.电动机的效率为1-）×100％
A
动手动脑学物理
1.某导体的电阻是2 Ω，通过2 A的电流时，1 min产生多少焦耳的热量？
解：Q=I2Rt=（2 A）2×2 Ω×60 s=480 J。
2.一只额定功率是450 W的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？
解：Q=W=Pt=450 W×60 s=27 000 J。
3.一只电烙铁的额定电压是220 V，在额定电压下工作时的电阻是1 210 Ω，它的额定功率有多大？在额定功率下通电10 min产生多少热量？
4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5 A的电流时，每分钟可产生6.6×104 J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。
5.电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。
（1）列举两个生活或生产中利用电流热效应的实例；
（2）列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施。
提示：除了教材中所举的例子外，电暖气、电烙铁、电热毯等都利用了电流的热效应，防止电热的方法多种多样，例如电动机用翼状散热片增大散热面积，电冰箱在放置时后背要与墙壁保持一定距离使热量通过空气散失。
6.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引发火灾。这是为什么？
导线相互连接的位置接触电阻比较大，因而电能转化为热的功率也比较大，造成此处比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。