教科版九年级物理上册 6.3 焦耳定律课件(共37张PPT)

(共37张PPT)
第3节 焦耳定律
第六章 电功率
（1）知道电流的热效应
（2）通过探究，知道电流的热效应与哪些因素有关
（3）知道焦耳定律，能利用焦耳定律计算热量
（2）知道电热的利用和防止
点亮的灯泡过一
会儿会烫手，说
明什么？
导线和电熨斗串联，为什
么电熨斗很热而导线并不
很热？说明什么？
1
知识点
电流的热效应
电烤箱
这些常见家用电器的共同特点是什么？
电取暖器
电热水器
新知探究
电流通过导体时，电能要转化为热能，这个
现象叫电流的热效应。
定义
1.利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。
2.电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由
电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制
成的。
电流的热效应与哪些因素有关？
[设计实验]
讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应
该用 什么方法去研究？
（控制变量法）
讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生
的热量的多少？这种研究方法叫什么法？
（转换法）
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空
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。
实验中，通过观察_____________
来比较电流产生的热量的多少。
实验
装置
管中液面上升的高度
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
控制不变的量是：电流 通电时间
现象：电阻较大的这边的液柱上升较高。
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2：研究电热与电流关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
控制不变的量是：电阻 通电时间
现象：电流较大的这边液柱上升较高。
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。
实验3：研究电热与时间的关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
控制不变的量是：电阻 电流
现象：在实验2的基础上通电时间越长，液柱上升较高。
结论：在电阻相同、通电电流相同的情况下，通过一个电阻的时间越长，这个电阻产生的热量越多。
【例1】
在如图所示的家用电器中，没有用到电流的热效应的是(　　)
B
【解析】
电熨斗、电暖器和电热杯都是为了把电能转化为
内能，利用了电流的热效应，
电扇是为了把电能转化为机械能，没有利用电流
的热效应。
总 结
电流通过导体会产生热量，但是对于不同的电
路，消耗相同的电能转化成的内能是不同的，如电
炉等电热器，可以认为电能全部转化为内能，但是
对于电冰箱、电风扇等用电器，只有少部分电能转
化为内能。
(中考·金华)夏天来临，为了避免蚊虫的侵扰，许多家庭都会使用电热灭蚊器，如图所示的是某品牌电热灭蚊器的简化电路，电热灭蚊器是根_________原理制成的。
1
(中考·淮安)下列四种用电器，其中主要是利用电流热效应来工作的是(　　)
2
2
知识点
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。
焦耳定律
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。
Q = I R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
公式：
意义：
单位：
定义
[兰州]关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是(　　)
A．根据Q＝I2Rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
B．根据Q＝ t可知，电阻越大，相同时间内
产生的热量越少
C．根据Q＝UIt可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关
D．根据Q＝I2Rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多
【例2】
D
【解析】
选项A没有说明控制电流一定，缺少条件，结论不正确；
选项B没有说明控制电压一定，缺少条件，结论不正确；
选项C中公式是焦耳定律的导出式，只能说明电热在数
值上等于电流、电压、通电时间的乘积，与电阻是否
有关要看定义式，故结论不正确；
选项D电流、通电时间一定时，电热与电阻成正比，故
结论正确。
知识拓展：
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)
此时：Q = W = Pt = UIt =
当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械
能：电能 内能+机械能
W＞Q热
总 结
对于纯电阻电路(电能完全转化为内能)，Q＝W＝Pt；
对于非纯电阻电路(电能只有部分转化为内能，如
电动机)，Q＜W。
(中考·扬州)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
1
(中考·青岛)通过一根电阻丝的电流为2 A，通电1 min产生了2.64×104 J的热量，它的电阻是(　　)
A．66 Ω　　　　 B．6 600 Ω
C．110 Ω D．220 Ω
2
3
知识点
电热的利用和防止
小小辩论会：
辩题： 电热是有利的还是有害的？
(正方观点：有利的。反方观点：有害的。)
要求：请正反双方举例支持自己的观点。
限时一分钟。
1. 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。
2．防止电热的危害
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。
缺点：浪费电能，电线老化，影响用电器使用寿命。
[牡丹江]电热毯是冬季北方常用的取暖设备，它是利用________________来工作的。而计算机内都装有小风扇，它工作时把热空气驱走，这是为了________________________________________。
【例3】
(或防止电热带来的危害；或给计算机降温)
电流的热效应
散热
总 结
增大散热面积、设置散热窗、加装风扇都可加
快散热，防止电热造成危害。
有些家用电器在使用过程中，温度过高会损坏电器。下列家用电器中要防止电热产生危害的是(　　)
A．电饭煲 B．电热水器
C．电熨斗 D．电视机
1
(中考·曲靖)下列现象或装置，利用了电流热效应的
是(　　)
①电视机后罩有许多小孔；②电动机外壳上装散热片；③长期不用的电视机隔段时间通一次电；
④白炽灯；⑤电脑机箱里装有小风扇；⑥电暖手宝
A．①②⑥ B．①②⑤
C．③④⑥ D．②③⑥
2
焦耳定律
电流的热效应
实验探究
电热的利用和防止
公式：Q=I2Rt
电功与电热的关系
1.实验探究：(1)方法：控制变量法、转换法等。
(2)技巧：在探究电流产生热量的多少是否与导体的电阻
有关时，要保证电流相等，探究中采取串联的方法来
保证电流相等。
2.焦耳定律：(1)公式：Q＝ I2Rt。
(2)公式适用范围：适用于电流通过所有导体所产生热量
的计算。对于电动机，消耗的电能只有很小的一部分
转化为热量，这时电流通过电动机线圈发热仍然可以
用该公式计算。只是这时的发热为电能的损耗。
1
电流通过导体产生的热量跟________成正比,跟______成正比，跟________成正比。
通过110 Ω电阻丝的电流是3 A，产生4400 J的热量要用多长时间？
2
3
(中考·河南)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
4
(中考·成都)如图所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置。已知R甲＝5 Ω，R乙＝10 Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝串联在电路中。若电路中的电流为0.3 A，则甲电阻丝在1 min内产生
的热量为________ J。
5
(中考·龙东)电热毯(俗称“电褥子”)是根据电流的________效应制成的。小亮家的电热毯通电后指示灯不亮，小亮检修时发现是电热丝断了，他把电热丝的两个断头连接起来，他发现连接处比别处更热，这是因为电热丝连接处横截面积________，电阻________，由焦耳定律可知，在电流、通电时间相同时，连接处产生的热量________。
6
(中考·镇江)如图所示电路，电源电压不变，R1＝40 Ω，R2＝60 Ω，通过R1的电流I1＝0.3 A，求：
(1)电源电压；
(2)R2消耗的电功率；
(3)通电1min，电阻R1上产生的热量。