18.4 焦耳定律 课件(共28张PPT)人教版物理九年级全一册

文档属性

名称 18.4 焦耳定律 课件(共28张PPT)人教版物理九年级全一册
格式 pptx
文件大小 1.9MB
资源类型 教案
版本资源 人教版
科目 物理
更新时间 2023-07-31 15:53:27

图片预览

文档简介

(共28张PPT)
4.焦耳定律
第六章 电功率
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,可是用手一摸电视机的后盖就发现,小明刚看过电视。生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生,这是为什么?
想一想
1.认识到电能可以转化为热能,了解电热的应用。
2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。
3.知道电流热效应的利用与危害。
4.熟记焦耳定律,并能用焦耳定律解决实际问题。
目标与任务
电流的热效应

生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。
电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。
生活中利用电流热效应的用电器
电热壶
电烤箱
电炉
电饭锅
热水器
电热器
  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的多少跟什么因素有关
①可能与电阻有关。电阻越大,电流热效应越大。
电流的热效应与那些因素有关?
②可能与电流有关。电流越大,电流热效应越大。
③可能与通电时间有关。通电时间越长,电流热效应越大。
思考
猜想与假设
实验装置
研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
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。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。
控制变量法
实验目的
实验方法
实验原理
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 = 5Ω
R =5Ω
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。
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
  1.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。
  2.当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:
  W>Q热
电能 内能+机械能
电能和电热的关系
1.内容:
电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
2.公式: Q = I2Rt
3.单位:焦耳(J)
焦耳定律

电流 I 的单位:A
电阻 R 的单位:Ω
时间 t 的单位:s
热量 Q 的单位是:J
  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
4.根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律
非纯电阻电路:W总>Q (W总=UIt =W外+Q)
∴Q = W = UIt = I2Rt
根据欧姆定律U = IR
又∵W = UIt
若电流做的功全部用来产生热量即Q = W
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算,对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt =
来计算热量。
U2
R
t
纯电阻电路:W总=Q放=Pt=UIt= =I2Rt
U2
R
t
分析论证:电流热效应与电阻关系
1.在串联电路中,由P=UI,U=IR,可以得出P= 。
这个式子表明:电流相等时,在一定时间内,导体产生的热量跟电阻成 。
2.在并联电路中,由P=UI, , 可以得出P= 。
这个式子表明:电压相等时,在一定时间内,导体产生的热量跟电阻成 。
I R
正比
反比
U2
R
  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
  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。
思考
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。
思考
1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
  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。
电流热效应的利用和危害

  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。
2.电热的危害
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,需要减少电流导致的发热,或者尽快把发出的热散发掉。
(1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例
电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等
(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
电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机外壳有许多散热片
思考
焦耳定律
电流的热效应
焦耳定律
特征:电流通过导体会发热
探究电流热效应跟哪些因素有关
表述:电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。
公式: Q = I2Rt
Q = I2Rt 的推导公式的应用
总结与复习
一根60 的电阻丝接在36V的电源上,在5分钟内共产生多少热量?
分析:先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流,再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。
解:
I =
U
R
=
36V
60Ω
=0.6A
Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J
学以致用 1
某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5 ,当它正常工作一分钟后,消耗的电能为多少?线圈中产生的热量为多少?如没有其他能量的损失,则得到多少的机械能?
解:消耗的电能为:
W总=UIt=220V×2A×60s=26400J
线圈中产生的热量为:
Q=I2Rt=(2A)2×5 ×60s=120J
得到的机械能为:
W机=W总-Q=26400J-120J=25200J
学以致用 2
现有甲、乙两个电炉子,已知电炉电阻R1>R2,分别接
入电源电压220V的电路中,相同时间内,它们发热情
况是 ( )
A.甲放热多 B.乙放热多
C.同样多 D.无法判断
将一台“220V 100W”的电风扇,一个”220V 100W”
的充电器,一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V
的电源上,在相同时间内,电流通过他们时发热功率最
大的是 ( )
A.电烙铁 B.充电器
C.电风扇 D.一样多
B
A
学以致用3、4
一只电烙铁的额定电压是220V,在额定电压下工作时的电阻是1210Ω,它的额定功率有多大?在额定电压下通电10min产生多少热量?
解:
因为电烙铁消耗的电能全部用来发热,所以
Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J
学以致用 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

学以致用 6
感谢观看