18.4 焦耳定律 课件 2022-2023学年人教版物理九年级全一册(共18张PPT)

(共18张PPT)
18.4 焦耳定律
1、电流通过导体时电能转化成内能。
电热水器
电热水壶
电炉
电烤箱
电饭锅
电热取暖器
这些用电器工作时有什么共同特点？
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。
2、电流产生的热量用Q来表示；热量
的单位和能量的单位一样，都是焦耳，焦，J
一、电流的热效应
电暖气
电热毯
电热水壶
电饭煲
电熨斗
电烤箱
问题：课前演示实验里为什么挨着电阻的火柴燃着了，而挨着导线的火柴却没有燃着呢？
【猜想】
【设计实验进行探究】
问题：当一个物理量的大小被猜测与
多个因素有关时，应用什么方法去探
究？
控制变量法
电流通过导体时产生的 多少跟哪些因素有关？
热量
电 阻
电 流
通电时间
电流的热效应
【实验一】 探究电热与电阻的关系
应控制不变的物理量：
应变化的物理量：
应如何设计实验电路？
电流和通电时间
电阻
设计实验
结论：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。
【实验二】 探究电热与电流的关系
应控制不变的物理量：
应变化的物理量：
电阻和通电时间
电流
设计实验
10Ω
10Ω
10Ω
结论：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。
应如何设计实验电路？
　　
　　
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、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。
在电流和电阻都相同的情况下，通电
时间越长，这个电阻产生的热量越多。
结论：电流通过导体产生的热量跟 、
、 有关。
电流
电阻
通电时间
　　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。
焦 耳
　　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。
　　2．公式：Q = I2Rt
　　3．单位：焦耳（J）
二、焦耳定律
Q = I R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
公式：
物理量：
单位：
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。
焦耳定律
　　1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
　　Q = W = UIt = I2Rt
　　如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
　　2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
　　W＞Q热
三、电能和电热关系
电能 内能+机械能
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J
　　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
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
解:
例题
I =　 =　　　= 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
　　额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，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，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
想想议议
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。
四、电热的利用和防止
　　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
焦耳定律的实验和内容
电热的利用和危害