6.3 焦耳定律 同步授课课件 初中物理教科版九年级上册(共20张PPT)

(共20张PPT)
第六章 电功率
6.3 焦耳定律
观察与思考
在我们生活中，用电器通电后都伴有热现象产生。电器的整体温度会升高。
利用上述现象，制造出了许多生活电器：电炉、电熨斗、电饭煲、电暖气等。
这些家用电器的共同特点是什么？
共同特点是：电流通过导体时，电能要转化为热能，电器的内能增大。
这就是电流的热效应。
1.通过生活实例，认识电流的热效应；
2.举例说出生活中利用电热的实例，了解电热的危害和防止方法；
3.通过实验探究，总结出焦耳定律，并会用焦耳定律进行计算；
4.理解焦耳定律；
5.会利用焦耳定律解释一些生活中简单现象。
一、电流的热效应与什么因素有关
什么是电流的热效应
电流通过导体时，电能转化成内能的现象，叫做电流的热效应。产生的热量叫做电热。
电流通过导体或用电器都会产生热量，其产生的热量与什么因素有关呢？
一、电流的热效应与什么因素有关
演示一
在通电电流和时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电阻的关系
猜想：电热可能跟电流、电阻、通电时间有关
实验装置
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量会使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。
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。
探究方法：控制变量法、转换法
一、电流的热效应与什么因素有关
演示二
在电阻和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电流的关系
控制不变的量是：电阻、通电时间；
现象：电流较大的这边的液柱上升较高；
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。
二、焦耳定律
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。
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。
公 式
其中：Q—导体产生的热量，单位焦（J）；
I—通过导体的电流，单位安 （A ）；
R—导体电阻，单位欧（Ω ）；
t—通电时间，单位秒 （s)
二、焦耳定律
随讲随练
1.如图所示，下列常见电器中不是利用电流热效应工作的是(　　)。
B
二、焦耳定律
随讲随练
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：由 得W＝Pt＝450 W×60 s＝27 000 J，
又因为Q＝W，则每分钟产生的热量为27 000 J。
二、焦耳定律
随讲随练
3.电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是(　　)。
A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流；
B．导线的绝热皮隔热；
C．导线散热比电阻丝快；
D．导线的电阻远小于电阻丝的电阻
D
二、焦耳定律
随讲随练
4.用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度，下列判断正确的是(　　)。
A．甲导体的温度升高得多；
B．乙导体的温度升高得多；
C．甲、乙两导体升高的温度相同；
D．条件不足，无法判断
B
二、焦耳定律
随讲随练
5.探究电流产生热量的多少用如图所示的电路。
(1)图示操作，是通过________的方法来保证流过两电热丝的电流相等，这时探究电流产生热量的多少与________的关系。
(2)若要探究电流产生的热量与电流大小的关系，则可以在电路中接入__________，来方便地改变电路中的电流。
(3)本探究过程除了运用到控制变量法，同时还用到的主要方法是____________。
串联
电阻
滑动变阻器
转换法
三、电流的热效应的利用与危害
电热的利用
电饭锅
电烙铁
热得快
电热毯
电熨斗
电热孵化器
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。
利用电流热效应工作的电器叫作电热器。电热器的主要组成部分是发热体-电阻丝。
三、电流的热效应的利用与危害
电热的危害
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。温度过高会对电器带来危害，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。
缺点：浪费电能，电线老化，影响用电器使用寿命。
电流通过导体或用电器都会产生热量，其产生的热量与什么因素有关呢？
考点一：电流热效应
典型例题 1
B
在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是(　　)。
考点一：电流热效应
B
迁移训练1
用同种材料制成两段长度相等、横截面积不同的圆柱形导体，甲比乙的横截面积大，如图所示，将它们串联在电路中，通电一段时间后，比较甲、乙两导体升高的温度，下列判断正确的是(　　)。
A．甲导体的温度升高得多；
B．乙导体的温度升高得多；
C．甲、乙两导体升高的温度相同；
D．条件不足，无法判断
考点二：焦耳定律及应用
典型例题 2
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× l04J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。
由Q＝I2Rt得电阻丝工作时的电阻
解：由Q＝W＝Pt得电烘箱的电功率
考点二：焦耳定律及应用
电阻阻值和通电时间
迁移训练2
在“探究影响电流热效应的因素”的实验中，要探究电流热效应与电流关系，应控制的变量是____________________。如图所示，R1＝5 Ω，R2＝10 Ω，电源电压为3 V，则通电10 s电流通过R1、R2产生热量之比为________。
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