教科版初中物理九上6.3 焦耳定律 课件(共24张PPT)

(共24张PPT)
第六章· 电功率
第3节 焦耳定律
教科版九年级物理上册
星期六，小明爸爸在出门前嘱咐，今天不允许看电视，安心写作业。爸爸回来时，看见小明认真的写作业，在夸奖小明前走到电视机旁，知道小明在他出门时看电视了。请问爸爸的判断依据是什么？对，爸爸通过摸电视背后感觉到很热从而知道小明偷看电视了。
想想议议：
预习思考：
（1）电流通过用电器为什么会产生热？
（2）电流产生的热量的多少与哪些因素有关？
（3）生活中有哪些利用电热和防止电热的例子？
学习目标
1．知道在电流相同的条件下，电热跟导体的电阻成正比；
2．知道利用电热和防止电热的实例和方法；
3．通过实验探究电流的热效应与电阻大小的关系，培养
学生的观察分析能力和概括能力.
电流的热效应
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。
思考：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
一、电流的热效应与什么因素有关
思考：
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关
电热与电流、电阻、通电时间有关
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
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。
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
　　3．单位：焦耳（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
二、焦耳定律
电热普适公式
焦耳定律适用条件：适用于纯电阻电路，也适用于非纯电阻电路．
　纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件。
　　非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路．
只有在纯电阻电路中，Q=W；在非纯电阻电路中，QQ = I2Rt
电能和电热关系
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：
电能 内能+机械能
　　W＞Q热
例题
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
解:
I =　 =　　　= 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
想想议议
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。
　　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。
用来加热
利用电热孵化器孵小鸡
三、电流热效应的利用与危害
防止电热的危害的实例
　 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。
归纳
焦耳定律的变式公式
1.焦耳定律理论推导：
　　 Q=W=UIt=(IR)It=I2 Rt
2.焦耳定律公式扩展：
Q=W=Pt=UIt=
(只适用于纯电阻电路，即把电能全部电路转化为内能的电路)
练一练
电热的利用
电热的防止
练一练
想想议议
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。
把电能只转化为内能
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
1．如图所示的各种用电器中，利用电流的热效应来工作的是(　　)
B
2．在如图是电饭锅的电路图，S是温控开关，R1、R2是电阻丝，断开或闭合
开关S，可选择电饭锅处于“加热”或“保温”状态。若R1∶R2＝1∶35，电
饭锅加热时的总功率为P1，保温时的总功率为P2，则P1∶P2为(　　)
A．36∶1 B．35∶1
C．36∶35 D．35∶36
A
3．有一台“220 V　100 W”的洗衣机，由于使用不当，造成电动机卡死,
电动机的温度升高而被烧坏。从出产厂家得知，这种电动机内的线圈的阻
值为2 Ω。
(1)这台洗衣机正常工作时，1 min耗电多少焦？
(2)电动机被卡死时，1 min产生多少热量？
解：(1)1 min消耗的电能：W＝Pt＝100 W×60 s＝6 000 J；
(2)通过电动机的电流I＝U/I＝220V/2 Ω ＝110 A；
电动机产生的热量：Q＝I2Rt＝(110 A)2×2 Ω×60 s＝1.452×106 J。
课堂小结
6.3　焦耳定律
(一)电流的热效应
(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
电能全部转化为内能：Q＝W＝UIt
(三)电热的利用和防止
完成配套课后练习。