人教版初中物理九年级第十八章第四节18.4焦耳定律图文课件 (共18张PPT)

第十八章 电功率


第４节 焦耳定律
测量小灯泡的电功率。
P = UI。
电源、开关、导线、电流表、电压表、滑动变阻器、小灯泡（额定电压2.5 V）。
实验目的
实验原理
实验器材
实验电路图
（1）移动变阻器的滑片使小灯泡两端的电压分别为额定电压、低于额定电压、高于额定电压（约 1.2U额） 。
实验要求
（2）记录电压值，电流值，计算小灯泡的功率，同时观察比较灯的亮度有何区别。
　　小灯泡的额定电压是_______V。
2.5
实验数据
　实验结论：
U实 = U额
P实 =P额
灯正常发光
U实＜U额
P实 ＜ P额
灯比正常发光暗
U实＞U额
P实 ＞ P额
灯比正常发光亮
灯有可能被烧毁
灯泡的亮度由小灯泡的实际功率决定
次数 电压U/V 电流I/A 发光情况 电功率P/W
1
2
3



　　生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。
　　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。
一、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的多少跟什么因素有关?
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
实验1：研究电热与电阻关系
　　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
　　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。
　　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
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）
I——安（A）
t——秒（s）
R——欧（Ω）
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J
　　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:
例题
　　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
三、电能和电热关系
　　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,用公式：

来解释。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，Q =I2Rt 来解释，
两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
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。
四、电热的利用和防止
　　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
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?
3．单位：焦耳（J）
I——安（A）
t——秒（s）
R——欧（Ω）
4、推导公式：Q = W = UIt =I2Rt=
当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，以上公式通用，当电能转化为内能以外的能量时，W = UIt只能用来计算电功，Q = I2Rt?只能用来计算电热