九年级全册物理人教版 第十八章　第4节　焦耳定律 习题课件(共33张PPT)

(共33张PPT)
第4节 焦耳定律
1．通过实例，认识电流的热效应．
2．在实验的基础上得出电热与电流、电阻和通电时间有关，知道焦耳定律．（重点）
3．会用焦耳定律进行计算，会利用焦耳定律解释生活中电热利用与防治．（重点）
1．（回归课本）某电炉在额定电压220 V时的功率为1 000 W，当实际电压只有额定电压的80%时，若电炉的电阻保持不变，此时电炉的实际功率是多少？
解：U额＝220 V，P额＝1 000 W，U实＝80%U额＝176 V，
答：略．
2．如图所示，是某种电热器的电路图，电源电压220 V，R1、R2的阻值分别为11 Ω、22 Ω，通过旋转扇形开关S，接触不同触点，实现高、中、低三个挡位转换．
（1）高温挡时开关应接　　　　，中温挡时开关应接　　　　，低温挡时开关应接　　　　（均选填“ab”“bc”“cd”或“de”）．
（2）电热器在低温挡工作时的电功率是多少W
（3）在高温挡工作1 min产生的热量是多少J

cd
de
bc
解：（2）开关S接触bc时只有R2连入电路时，为低温挡，
（3）开关S接触cd时两电阻并联工作为高温挡，
P2＝P低＝2 200 W，
P高＝P1＋P2＝2 200 W＋4 400 W＝6 600 W，
Q高＝W＝P高t＝6 600 W×60 s＝3.96×105 J.
答：略．
演示实验1.红通通的电炉丝
如图所示，老师将电炉通电，同学们看到了什么？_____________________ 　　　　　　　　　　
老师把小纸条放到电炉丝上，同学们又看到了什么？
____________________　　　　　　　　　　

电炉丝热的发红
纸条燃烧起来
请一位同学上来体验一下：先用手摸一下导线，再把手靠近电炉丝（注意：手千万不能碰到电炉丝！），跟同学们说说你有什么感受？

知识点一　电流的热效应
电流通过导体时，导体会　　　　，这个现象叫__________
　　　　　　　　　．
发热
电流的热效应
例1　下列家用电器中，利用电流热效应工作的是 （　　）
C
变式训练1　下列用电器中，利用电流热效应工作的是 （　　）
A.电视机 B．电热杯
C.电风扇 D．电脑
B
知识点二　探究电流产生热量与哪些因素有关
演示实验2.探究电流产生热量与电阻的关系．
实验器材如图所示，思考并回答问题：
（1）装置左右两边盒子里装着等质量的空气，当电热丝通电后，开始加热盒子里的空气，空气受热　　　　，推动U形管中的液柱上升，我们通过比较U形管中液面的　　　　，就可以比较电热丝发热的多少，这种实验方法叫做________
　　　　　．
（2）两个电阻是　　　　联，这样连的目的是___________
　　　　　 　　　　　　　　　　．
膨胀
高度差
转换法
串
控制通过两个电阻的电流相等
（3）接通电源，你看到的现象是　　　　边的U形管中液面的高度差大．
（4）实验结论：电流、通电时间相等的情况下，_________　　　　　越大，产生的热量越　　　　 ．
（5）根据（4）可知，电炉丝热得发红而导线却几乎不发热的原因是：电炉丝和导线是　　　　联的，通过它们的电流　　　　，但电炉丝的电阻比导线的　　　　得多，所以电炉丝发热多，热得发红．
右
电阻
多
串
相等
电阻大
演示实验3.探究电流产生热量与电流的关系．
实验器材如图所示，思考并回答问题：
（1）右边的两个电热丝是　　　　联，这样连接的目的是利用　　　　联分　　　　，使经过左右两个空气盒内电阻丝的电流　　　　　．
（2）接通电源，你看到的现象是　　　　边的U形管中液面的高度差大．
（3）实验结论：电阻、通电时间相等的情况下，_________　　　　　越大，产生的热量越　　　　．
并
并
流
不相等
左
电流
多
（4）观察左边的电热丝，通电时间越长，U形管中液面的高度差　　　　，由此可得：电流、电阻相等的情况下，通电时间越　　　　，产生的热量越多．
越大
长
知识点三　焦耳定律
1．焦耳定律是英国物理学家　　　　于1840年首先精确得出电流产生热量跟电流、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　　　　成正比，跟　　　　成正比，跟　　　 　成正比．它的数学表达式为Q＝I2Rt.
2．关于公式符号的意义和单位：Q—（热量）—（J）　　　R—（　　　）—（　　　） I —（　　　）—（　　　）　　　t —（　　　）—（　　　）
焦耳
平方
电阻
通电时间
电阻
Ω
电流
A
时间
　s
知识归纳：
纯电阻电路与非纯电阻电路中电热与电功的区别：
（1）在纯电阻电路（如电阻、各种电热器、白炽灯等）中，用电器所消耗的电能（即电功）全部转化为热（内能），没有转化为其他形式的能，因此Q＝W电＝UIt＝I2Rt.
（2）在非纯电阻电路（电动机、电视机、LED灯等）中，用电器所消耗的电能（即电功）有一小部分转化为热（内能），而大部分转化为其他形式的能，如机械能、光能等，因此W电≠Q且Q＜W电．非纯电阻电路——如电动机的能流图如下：
例2　（回归课本）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？
变式训练2　（回归课本）某校师生自制一台电烘箱，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．
例3　家用电风扇的电动机线圈电阻为2 Ω，正常工作时，通过的电流为2 A，通电1 min，电风扇消耗的电能为　　　J，线圈产生的热量为　　　　J．
26 400　
480
变式训练3　电动汽车成为未来汽车发展的方向．若汽车所用电动机两端的电压为380 V，电动机线圈的电阻为2 Ω，通过电动机的电流为10 A，则工作10 min消耗的电能为多少J？产生的热量是多少J？电动机的效率多大？
解：U＝380 V，I＝10 A，t＝10 min，R＝2 Ω，
消耗的电能：
W电＝UIt＝380 V×10 A×600 s＝2.28×106 J.
产生的热量：
Q＝I2Rt＝（10 A）2×2 Ω×600 s＝1.2×105 J，
机械能：
W机＝W电－Q＝2.28×106 J－1.2×105 J＝2.16×106 J，
知识点四　电热的防止和利用
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，需要减小电流导致的发热，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：
　　　　　　　　、　　　　　　　　　．
电暖器
电烙铁或电饭锅等
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．
　　　　　　　　、　　　　　　　　　．
电视机散热孔
电脑散热风扇
3．（回归课本）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，甚至引起火灾，这是为什么？
答：导线连接处因接触不良　　　较导线处　　　，由于导线连接处与导线串联，电流　　　　，根据公式　　　　可得，　　　　和通电时间相同时，连接处电阻　　　　，所以产生的热量比别处多，加速导线老化，甚至引起火灾．
电阻
大
相等
Q＝I2Rt
电流
大
1．（回归课本）额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻就越小，正常工作时单位时间产生的热量越多，可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量就越多．二者似乎有矛盾，这是怎么回事？
答：灯泡的额定电压相同，正常工作的时间相同，根据Q＝W＝ 可知，电阻越　　　　，产生的热量越多，其前提条件是电压相同；在电流相同时，正常工作的时间相同，根据Q＝I2Rt可知，电阻越　　　　，产生的热量越多，其前提条件是电流相同；所以在各自的前提条件下，两种说法都是正确的，并不矛盾．
小
大
2．有一台“220 V　100 W”的洗衣机，由于使用不当，造成电动机卡死，电动机因温度升高而烧坏．从产品说明书得知，电动机线圈阻值为2 Ω.那么这台洗衣机正常工作1 min消耗的电能为多少J？电动机卡死时，1 min产生多少J的热量？
解：（1）P＝100 W，t＝1 min＝60 s，
W＝Pt＝100 W×60 s＝6 000 J.