18.4 焦耳定律 课件 2022-2023学年人教版九年级物理全一册(共28张PPT)

(共28张PPT)
答：用手一摸电视机后盖，发现后盖是热的。
谁知道他爸爸是根据什么道理判定的吗？
上周日，小梦的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。当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 ，后来发现小梦说了谎。
生活中的物理
第4节 焦耳定律
学习目标：
1.能通过生活实例，认识电流的热效应。
2.能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。 （重、难点）
3.通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看问题。
电热水壶
电烤箱
小太阳
这些用电器目的都是利用电来获得热
一、电流的热效应
1.概念：电流通过导体时，导体发热的现象，叫电流的热效应。
2.实质：电能转化为内能。
3.一切导体中有电流通过时，都会发生电流的热效应
　　电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热
　　电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关
想想议议
可能跟
电流大小 I
电阻大小 R
通电时间 t
（控制变量法）
电热Q
电流通过导体时产生热量跟什么因素有关
提出问题：
二、探究：影响电流热效应的因素
猜想：
电热
液面高度差（温度计示数）
转换法
实验装置
思考：
如何比较电流产生热量的多少
控制不变的量是：______ _________。
电流
通电时间
R1 = 5Ω
R2 =10Ω
A
在通电时间和电流大小相同的情况下，电阻的阻值越大，产生的热量越多。
1、电流通过导体时产生热的多少与电阻大小的关系
结论：
2、电流产生热量的多少与电流大小的关系
I = 2I1
I
A
R = 5Ω
R = 5Ω
R = 5Ω
I1
在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多。
结论
控制不变的量是：_______ ___________。
电阻
通电时间
同一个电阻通电的时间越长，液柱上升较高。
3、电流产生热量的多少与通电时间的关系
结论
在电流、电阻相同的情况下，通电的时间越长，产生的热量越多。
探究电热与电阻的关系
1、实验中需控制_____和_______相同，改变_____。
2、如右图所示，在两个透明容器中密封着_______的空气，实验中通过观察______________________反映电阻丝产生热量的多少。
3、研究方法：__________、______。
4、实验中两容器中的电阻丝______接到电源两端，目的：_________________________。
5、闭合开关后，_____U形管中液面变化大，实验表明：
____和________一定时，_____越大，产生的热量越多。
　　
电流
通电时间
电阻
等质量
U形管中液面高度的变化
控制变量法
转换法
串联
控制电流和通电时间相等
乙
电流
通电时间
电阻
练习：
探究电热与电流的关系
1、实验中需控制_____和________相同，改变_____。
2、实验中两容器中的电阻一样大，在其中的一个容器的外部 ，将一个电阻和这个容器中的电阻_____，这样做的目的______________________。
3、闭合开关后，_____U形管中液面变化大，实验表明：在_____和________一定时，______越大，产生的热量越多。
　　
电阻
通电时间
电流
并联
使通过两容器中电阻的电流不同
甲
电阻
通电时间
电流
练习：
想一想
1.U形管是不是连通器？
2.通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，原因可能是 .
3.被加热的材料选用空气，这是利用了空气的
特点 .
装置漏气或气密性差
比热容小，受热易膨胀
三、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 =I Rt
3.单位：I—电流--安（A)，R —电阻—欧(Ω)， t —时间—秒(s)， Q —热量—焦(J)。
电能
用电器
内能
机械能
其他能
W =UIt
Q =I2Rt
2.非纯电阻电路：电风扇、电视机等
W > Q = I2Rt
1.纯电阻电路：电暖器，电饭锅等
W = Q = I2Rt
四、电能和电热关系
纯电阻电路
3.电热的其他计算方法
Q= W=UIt

Q= W= Pt

Q= W= I2Rt =

非纯电阻电路
W=UIt

W= Pt

Q = I2Rt
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60Ω×300s= 6 480 J
1.一根 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:
I =　 =　　　 = 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
练一练
5 min内共产生的热量为：
通过电阻丝的电流为：
（1）电热器: 把电能转化为内能的装置。
1．电热的利用
（2）电热器的原理: 利用电流的热效应
电饭锅
电热水壶
电热取暖器
电热孵化器
五、电热的利用和防止
(1)电热的危害:轻则用电器烧坏；重则引发火灾。
2.电热的防止
(2)防止措施有：
设法减少产生的热量。
可以设法散热。
散热窗
散热片和风扇　
散热片
还记得刚开始时那个问题吗？
　电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热
　　
答：电炉丝的电阻比导线的电阻 ，电炉丝与导线______，通过它们的____ 和_________相等，由_________可知，电炉丝比导线产生的热量 ，所以电炉丝热得发红而导线几乎不发热。
串联
电流
通电时间
大
Q=I2Rt
多
　　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：前者是电压相同时，由Q＝W＝ 可知，电阻越小，单位时间内产生的热量越多；而后者是电流相同时，由Q＝I２Rt可知，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，两者并不矛盾。
二、探究电热与电阻的关系
1、实验中需控制_____和_______相同，改变_____。
2、如右图所示，在两个透明容器中密封着_______的空气，实验中通过观察______________________反映电阻丝产生热量的多少。
3、研究方法：__________、______。
4、实验中两容器中的电阻丝______接到电源两端，目的：_________________________。
5、结论：___ 和________一定时，_____越大，产生的热量越多。　　
电流
通电时间
电阻
等质量
U形管中液面高度的变化
控制变量法
转换法
串联
控制电流和通电时间相等
电流
通电时间
电阻
课堂小结
一、电流的热效应：1.定义 2.实质 3.影响因素
注意：
1.实验中U形管不是连通器。
2.通电一段时间，发现其中一个U形管液面高度几乎不变，原因可能是装置漏气或气密性差。
3.被加热的材料选用空气，这是利用了空气的比热容小，受热易膨胀的特点。
三、探究电热与电流的关系
1、实验中需控制_____和________相同，改变_____。
2、实验中两容器中的电阻一样大，在其中的一个容器的外部 ，将一个电阻和这个容器中的电阻_____，这样做的目的______________________。
3、结论：在_____和________一定时，______越大，产生的热量越多。
电阻
通电时间
电流
并联
使通过两容器中电阻的电流不同
电阻
通电时间
电流
1、电热的利用——电热器
①例子： ；
②原理： ；
③优点： 。
2、电热的防止：①电视机后盖有散热孔；②电脑主机安装散热扇；③电动机外壳有很多翼状散热片。
电热水器、电饭锅、电熨斗、驱潮等
电流的热效应
环保、热效率高、方便控制和调节温度
六、电热的利用和防止
七、为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热
答：电炉丝的电阻比导线的电阻 ，电炉丝与导线______，通过它们的____ 和_________相等，由_________可知，电炉丝比导线产生的热量 ，所以电炉丝热得发红而导线几乎不发热。
串联
电流
通电时间
大
Q=I2Rt
多
四、焦耳定律的内容和公式。
五、电能和电热关系1.纯电阻电路暖器，电饭锅等
2.非纯电阻电路：电风扇、电视机等
W > Q = I2Rt
W = Q = I2Rt
补充：1.电功率与电热的计算公式总结
项目 纯电阻电路 非纯电阻电路
电功 W＝Pt＝UIt＝I2Rt＝ W＝Pt＝UIt
电功率 P电＝ ＝UI＝I2R ＝ P电＝ ＝UI
电热 Q＝I2Rt＝UIt＝ Q＝I2Rt
发热功率 P热＝I2R＝UI＝ P热＝I2R
关系 W＝Q　P电＝P热 W＞Q　P电＞P热
①串联电路中电功率与电阻成正比
②并联电路中电功率与电阻成反比
③串联电路和并联电路电功，电功率，电热特点
串联电路中，阻大压大，功大,热大，率大，灯亮。
并联电路中，阻大流小，功小，热小，率小,灯暗。
P=I2R
P=U2/R
2.串、并联I、U、R、W、P、Q特点
①电路中多挡位问题解题思路
多挡位问题的实质是判断电路总电阻的大小．对于家庭电路，在不同挡位时总电压不变(220 V)，根据P＝ 可 知，总电阻最小时，总功率最大，用电器处于高温挡；总电阻最大时，总功率最小，用电器处于低温挡．
②常见的三种挡位问题
3.多档位电器的相关计算
电路图 低温挡 高温挡
短路式 S闭合、S1断开，R1、R2串联，R总 ＝R1＋R2 S、S1都闭合，只有 R1 接入电路，R总＝R1
（并联式） S闭合、S1断开， 只有R2接入电 路，R总 ＝R2 S、S1 都闭合，R1与R2并联，R总小于R1、R2中的最小值
（单刀双掷类） S接a 端，R1 与R2串联，R总 ＝ R1＋R2 S接b端，只有 R2 接 入 电路中，R总 ＝R2