14.5 焦耳定律 课件(共20张PPT)
文档属性
| 名称 | 14.5 焦耳定律 课件(共20张PPT) |  | |
| 格式 | pptx | ||
| 文件大小 | 1013.9KB | ||
| 资源类型 | 教案 | ||
| 版本资源 | 鲁科版（五四制） | ||
| 科目 | 物理 | ||
| 更新时间 | 2024-05-10 20:16:14 | ||
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文档简介
(共20张PPT)
第5节 焦耳定律
九年级
初中物理
第十四章 电功率
学习目标
1.通过生活实例，认识电流的热效应。
3.通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。
2.能在实验的基础上推导出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。
电流的热效应
知识点一
1.概念：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。
通 电
2.实验探究：电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关
（1）实验猜想：电热可能与电流、电阻、通电时间有关？
（2）实验方法：控制变量法、转化法。
（3）实验过程
实验一：探究电热与电阻的关系
现象：电阻较大的一边液柱上升较高。
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。
控制不变的量：______、__________。
电流
通电时间
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
实验二：探究电热与电流的关系
现象：实验二中通过电阻的电流大，液柱上升较高。
控制不变的量：_____、__________。
电阻
通电时间
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。
对比实验一中的R2。
R = 10 Ω
实验三：探究电热与通电时间的关系
现象：给同一个电阻通电的时间越长，液柱上升越高。
结论：在电流、电阻相同的情况下，通电的时间越长，这个电阻产生的热量越多。
典例1
用如图所示的装置“探究影响电流热效应的因素”，电阻丝 R1和 R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且 R1< R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法不正确的是 （ ）
A. 该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B. 闭合开关后，装R2电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C. 实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D. 该实验采用的是转换法和控制变量法
A
焦耳定律
知识点二
Q =I2Rt
1J = 1 A2·Ω·s
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.公式及单位
Q——电热——焦耳（J）
R——电阻——欧姆（Ω）
I——电流——安培（A）
t——时间——秒（s）
W = U I t
（适用于纯电阻电路）
W = t
U2
R
W = I2Rt
（普遍适用）
Q = I2Rt
（普遍适用）
3.电功与电热的关系
电功
电热
如图所示，Ｒ2＝Ｒ3=2Ｒ1。 只闭合开关Ｓ1，一段时间内， 在电阻Ｒ1与Ｒ2上产生的热量分别为Q1和 Q2；只闭合开关Ｓ2，相同时间内在电阻Ｒ3上产生的热量为Ｑ3，则（ ）
Ａ. Q1＞Q2＞Q3 Ｂ. Q1＜Q2＜Q3
Ｃ. Q1＜Q2=Q3 Ｄ. Q1=Q2＜Q3
典例2
Ｂ
解析：R1、R2串联，通过的电流相同，R2=2R1，R2电阻大，产生热量多，所以Q2＞Q1；R2=R3，R2支路电流小于R3支路电流，所以Q3＞Q2。 因此，有Q3＞Q2＞Q1。
答案：B
电热的利用和防止
知识点三
用来加热
利用电热孵化器孵小鸡
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。
1.电热的利用
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.电热的防止
课堂小结
焦耳定律
影响电热的因素
电阻、电流、
通电时间
焦耳定律
电热的利用和防止
Q=I2Rt
课堂小结
B
随堂练习
1.电流的热效应在生产、生活中被广泛应用，如在寒冷的冬季，人们常用“小太阳”取暖器取暖。但电热有时也会给我们带来危害，下列情况中不属于防止电热危害的是 （ ）
A. 电视机的后盖有许多孔
B. 家电长时间停用，隔段时间应通电一次
C. 电动机外壳有许多散热片
D. 电脑主板的CPU上有小风扇
2.已知一电动机的内阻（转子线圈的电阻）为R，两端电压为U时，电动机正常转动，此时通过电动机的电流为I，电动机的电功率为 P，工作时间为 t，电动机内阻因为电热产生的热量可以表示为（ ）
A. UIt B. I2Rt C. D. Pt
B
3.如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6 V 6 W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为______Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：3，则电阻R 的阻值为 _______Ω，电阻R 在10 s内产生的热量为______J。
30
6
12
4.在如图所示电路中，电源电压不变，R1=10 Ω，R2=5 Ω。
（1）当只闭合开关S2，断开S1、S3时，电流表的示数为0.4 A，求电源电压；
（2）当闭合开关S1、S3，断开S2时，求通电10 s内电阻R1产生的热量。
解析：（1）已知R1=10Ω，R2=5Ω，当只闭合开关S2，断开S1、S3时，R1和R2串联，R总=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω；电流表的示数为0.4 A，电源电压为U =IR总=0.4 A×15 Ω=6 V。
（2）当闭合开关S1、S3，断开S2时，R1和R2并联，因U=6 V，R1=10 Ω，所以通过R1的电流为 =0.6 A；通电10 s内电阻R1产生的热量为Q=I12Rt=（0.6 A）2×10Ω×10 s=36 J。
答案：（1）6 V （2）36 J
第5节 焦耳定律
九年级
初中物理
第十四章 电功率
学习目标
1.通过生活实例，认识电流的热效应。
3.通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题。
2.能在实验的基础上推导出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。
电流的热效应
知识点一
1.概念：电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫电流的热效应。
通 电
2.实验探究：电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关
（1）实验猜想：电热可能与电流、电阻、通电时间有关？
（2）实验方法：控制变量法、转化法。
（3）实验过程
实验一：探究电热与电阻的关系
现象：电阻较大的一边液柱上升较高。
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。
控制不变的量：______、__________。
电流
通电时间
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
实验二：探究电热与电流的关系
现象：实验二中通过电阻的电流大，液柱上升较高。
控制不变的量：_____、__________。
电阻
通电时间
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。
对比实验一中的R2。
R = 10 Ω
实验三：探究电热与通电时间的关系
现象：给同一个电阻通电的时间越长，液柱上升越高。
结论：在电流、电阻相同的情况下，通电的时间越长，这个电阻产生的热量越多。
典例1
用如图所示的装置“探究影响电流热效应的因素”，电阻丝 R1和 R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且 R1< R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法不正确的是 （ ）
A. 该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系
B. 闭合开关后，装R2电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快
C. 实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少
D. 该实验采用的是转换法和控制变量法
A
焦耳定律
知识点二
Q =I2Rt
1J = 1 A2·Ω·s
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.公式及单位
Q——电热——焦耳（J）
R——电阻——欧姆（Ω）
I——电流——安培（A）
t——时间——秒（s）
W = U I t
（适用于纯电阻电路）
W = t
U2
R
W = I2Rt
（普遍适用）
Q = I2Rt
（普遍适用）
3.电功与电热的关系
电功
电热
如图所示，Ｒ2＝Ｒ3=2Ｒ1。 只闭合开关Ｓ1，一段时间内， 在电阻Ｒ1与Ｒ2上产生的热量分别为Q1和 Q2；只闭合开关Ｓ2，相同时间内在电阻Ｒ3上产生的热量为Ｑ3，则（ ）
Ａ. Q1＞Q2＞Q3 Ｂ. Q1＜Q2＜Q3
Ｃ. Q1＜Q2=Q3 Ｄ. Q1=Q2＜Q3
典例2
Ｂ
解析：R1、R2串联，通过的电流相同，R2=2R1，R2电阻大，产生热量多，所以Q2＞Q1；R2=R3，R2支路电流小于R3支路电流，所以Q3＞Q2。 因此，有Q3＞Q2＞Q1。
答案：B
电热的利用和防止
知识点三
用来加热
利用电热孵化器孵小鸡
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。
1.电热的利用
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.电热的防止
课堂小结
焦耳定律
影响电热的因素
电阻、电流、
通电时间
焦耳定律
电热的利用和防止
Q=I2Rt
课堂小结
B
随堂练习
1.电流的热效应在生产、生活中被广泛应用，如在寒冷的冬季，人们常用“小太阳”取暖器取暖。但电热有时也会给我们带来危害，下列情况中不属于防止电热危害的是 （ ）
A. 电视机的后盖有许多孔
B. 家电长时间停用，隔段时间应通电一次
C. 电动机外壳有许多散热片
D. 电脑主板的CPU上有小风扇
2.已知一电动机的内阻（转子线圈的电阻）为R，两端电压为U时，电动机正常转动，此时通过电动机的电流为I，电动机的电功率为 P，工作时间为 t，电动机内阻因为电热产生的热量可以表示为（ ）
A. UIt B. I2Rt C. D. Pt
B
3.如图所示，电源电压不变，灯泡L标有“6 V 6 W”字样。闭合开关S1，灯泡L正常发光，此时灯泡L的电阻为______Ω；再闭合开关S2，前后两次电流表的示数之比为2：3，则电阻R 的阻值为 _______Ω，电阻R 在10 s内产生的热量为______J。
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4.在如图所示电路中，电源电压不变，R1=10 Ω，R2=5 Ω。
（1）当只闭合开关S2，断开S1、S3时，电流表的示数为0.4 A，求电源电压；
（2）当闭合开关S1、S3，断开S2时，求通电10 s内电阻R1产生的热量。
解析：（1）已知R1=10Ω，R2=5Ω，当只闭合开关S2，断开S1、S3时，R1和R2串联，R总=R1+R2=10Ω+5Ω=15Ω；电流表的示数为0.4 A，电源电压为U =IR总=0.4 A×15 Ω=6 V。
（2）当闭合开关S1、S3，断开S2时，R1和R2并联，因U=6 V，R1=10 Ω，所以通过R1的电流为 =0.6 A；通电10 s内电阻R1产生的热量为Q=I12Rt=（0.6 A）2×10Ω×10 s=36 J。
答案：（1）6 V （2）36 J