15.4 探究焦耳定律 课件(共21张PPT)沪粤版物理九年级上学期

(共21张PPT)
第十五章　电能与电功率
15.4　探究焦耳定律
1.叙述什么是电流的热效应及电热现象的实质，叙述焦耳定律。
2.经历分析论证电热现象跟导体电阻之间关系的过程，体验科学思维方法。
3.重点:体会电流热效应与电阻的关系，举例说明电热的应用。
4.能从利弊两个方面认识电热现象，体验用辩证的思想观点分析问题。
1.预习前观察生活中的用电器，哪些属于电热器。
2.注意体会实验中控制电流、电压相同的巧妙性。
·导学建议·
1.学生预习完后，利用多媒体课件展示生活中常见的一些电热器。
2.在学生预习的过程中，老师把合作探究的实验器材发放到各小组，合作探究时间约10分钟。
3.学生分组讨论预习过程中遇到的问题时，教师应当参与其中，引导他们思考、交流，注意方法的点拨，用时10分钟。
通电导体产生的热量跟哪些因素有关
1.事实表明，电流通过导体时，导体总是会发热的，物理学中把这种现象叫做　电流的热效应　。说明电流在工作过程中将消耗的　电　能转化成　内能　。
电流的热效应　
电　
内能　
2.课本活动1中， A、B两个烧瓶中盛有　等量　的煤油。温度计测量　煤油　的温度。若A中的金属是铜丝，则电阻R较　小，若B中金属丝是镍铬合金丝，则电阻R较　大　，A、B两个电阻丝　串　联在电源上，这样做的目的是使通过它们的电流　相。通电一定时间后，比较两瓶中煤油　温度　的变化量，若B瓶中煤油温度变化量ΔtB大，说明　在电流、通电时间相等的情况电阻阻越大，产生的热量越多　。实验中采用了　控制变量　法，相等的量有　电流、时间　，变化的量有　电阻　 。实验中将电阻丝放热多少的问题，转换为煤油温度变化量大小的问题，这种研究方法叫做转换法。
等量　
煤油　
小　
大　
串　
相等　
温度　
在电流、通电时间相等的情况下，
控制变量　
电流、时间　
电阻　
电阻越大，产生的热量越多
3.通电导体产生的热量跟导体的　电阻　通过导体中的　电流　以及　通电时间　有关。
电阻　
电流　
通电时间　
焦耳定律
4.　英　国物理学家　焦耳　总结出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。
5.用公式表示:Q＝　I2Rt　。
公式中各物理量的意义和单位:
I表示　电流　，单位　A　；R表示　电阻　，单位　Ω　；t表示　时间　，单位　s　；Q表示　热量　，单位　J　。
英　
焦耳　
电流的平方　
导体的电阻　
通
电时间　
I2Rt　
电流　
A　
电阻　
Ω　
时间　
s　
热量　
J　
6.某导体的电阻是2 Ω，通过2 A的电流时，1 min产生多少焦耳的热量？
解　Q＝I2Rt＝(2 A)2×2 Ω×60 s＝480 J。
7.利用Q＝I2Rt理论推导解释“电炉工作时，电炉丝热的发红，而和它串联的导体却几乎不发热”这一现象。
答　电炉内的电炉丝与外部的导线是串联的，通过它们的电流相等，但是导线的电阻远小于电炉丝的电阻，故根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大产生的热量越多，故导线产生的热量远小于电炉丝产生的热量。
电流热效应的应用与控制
8.列举生产生活中电热的利用与防止的事例。
答　(1)电热器是利用电流的热效应制成的加热设备，如:电热水器、电炉、电热毯等。
(2)电热的防止:在用电器上开散热窗、加散热片、安装电风扇，都是为了散热。
9.据报道:近年来有许多重大火灾都是因线路连接处接触不良造成的，教训十分深刻。当线路连接处接触不良时，该处的电阻将　增大　，造成局部过热，接触处的电阻又将随着温度的升高而　增大　，从而形成电热的逐步积累，以致引发火灾。(均选填“增大”、“减小”或“不变”)
增大　
增大　
焦耳定律
1.电流的热效应我们不方便比较，但是可以通过温度或热胀冷缩来直观的比较热效应的强弱。
提出问题:　通过导体产生的热量多少与什么因素有关　？
猜想假设:　可能与导体的电阻、电流以及通电时间有关　。
通过导体产生的热量多少与什么因素有关　
可能与导体的电阻、电流以及通电时间有关　
2.用什么器材去测量本实验中的物理量？实验中要观察什么？
答　温度计。温度计升高的示数，电流产生的热量越多，温度计示数升高得越高。
3.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，下列说法中正确的是 (　B　)
A.甲导体产生的热量多
B.乙导体产生的热量多
C.甲、乙两导体产生的热量相同
D.条件不足，无法判断
B
4.焦耳定律公式的运用:
(1)某导体的电阻是2 Ω，通过2 A的电流时，10 s产生多少热量？
(2)某导体的电阻是1 Ω，通过200 mA的电流时，经过多少min能产生24 J的热量？
Q＝I2Rt＝(2A)2×2 Ω×10 s＝80 J。
解　
Q＝I2Rt 得:t＝＝＝600 s＝10 min。
解　
(3)某导体的电阻是1 Ω，通过多少 mA的电流时， 5 min能产生12 J的热量？
由Q＝I2Rt 得:I＝＝＝0.2 A＝200 mA。
解　
电热器
5.电热器是利用电来加热的设备，你认为电热器的主要工作部分是什么？它的特点是什么？电热器有哪些优点？
答　电热器的主要工作部分是发热体，它是用电阻大、熔点高的金属电阻线绕在绝缘材料上制成的。它的优点是清洁、无污染、热效率高，且便于控制和调节。
6.为什么在制作和使用电器时要采取有效措施进行散热？小组内讨论交流。
你的答案是　用电器中通过电流时产生的热，会使导体的温度升高，使用电器不能正常工作，并且使绝缘材料迅速老化，造成危害　。
7.电流通过电炉时的发热状况与通过电视机时的一样吗？
答　不一样。
用电器中通过电流时产生的热，会使导体的温度
升高，使用电器不能正常工作，并且使绝缘材料迅速老化，造
成危害　
8.电流通过导体时，如果消耗的电能全部转化为热能，而没有同时转化为其他形式的能量时(即电路为纯电阻电路)，那么，电流产生的热量Q＝　W　。
W