人教版物理九年级全册 第18章第4节 焦耳定律课件(共22张PPT)

(共23张PPT)
第4节 焦耳定律
九年级物理下（RJ）
教学课件
第十八章 电 功 率
生活中的物理
用手一摸电视机后盖
谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？
电流的热效应：
上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不 要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是 后就发现，小明刚看过电视。
电流通过导体时电能转化成热
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。
1
2
　　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
现象:
电炉丝和导线通过的电流相同。
为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？
猜想：
与 电阻、电流、时间 有关
问题:
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关
演示实验
实验装置
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
　　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2：研究电热与电流关系
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。
观察实验
结论1：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
结论2：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。
结论3：在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。
实验结论
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。
2、公式：Q＝I2Rt
注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对
的是同一段导体而言的；
2、Q是I的二次方成正比；
3、计算时各物理量的单位：I—— 安，
R——欧，t——秒，Q——焦。
　　
3、焦耳定律理论推导：
因为 W=Q 且 W=UIt U=IR
　　所以 Q=W=UIt=(IR)It=I Rt
4、焦耳定律公式扩展：
Q=W=Pt=UIt
=
(只适用于纯电阻电路)
2
U
2
R
t
5、Q=I2Rt与W=IUt的区别
①在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。
把电能只转化为热能
②在非纯电阻电路中， W=IUt 公式求得的是
总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中
部分转发为热能的能量。
即：
W>Q
我们学习了焦耳定律，怎样回答前面的问题？
导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？
答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt知，电流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。
典型例题解析
【例1】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈
的电阻为2Ω ，通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时，
一秒钟消耗的电能为____J，产生的热量为___J。
3800
200
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2
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
　　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。
三、电热的利用和防止
1、电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。
2、电热的防止：电视机后盖的散热窗、电脑主机里面的小电风扇等等。
电热的利用
电热的防止
电脑中的CPU在工作时要产生热,如果过热就会损坏芯片,所以要在芯片上加装散热片和风扇。　
1.电流的热效应是电流通过导体时_____转化成____的现象。
电热器是利用电流的_______制成的加热设备。
电能
热
2.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持
_____、_____一定，用___________改变电阻丝的电流。
3.一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是___W
通电1min时产生的热量是_______J。
4.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_____。
Q1:Q2=______。
热效应
电阻
时间
滑动变阻器
400
24000
2:3
2:3
练一练
5. 某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。
解：
∵ P=I2R
∴