人教版九年级18.4焦耳定律课件（23张ppt）

(共23张PPT)
第十八章 第4节焦耳定律

人教版九年级物理

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教学目标

1、知道电流的热效应；
2、理解焦耳定律的内容、公式及其运用；
3、会用焦耳定律解决实际问题和进行简单计算；
4、知道电热器的原理及构造。
在生活中，许多用电器接通电源工作时，都会有发热现象产生。下面这些用电器有什么共同点？
这些用电器目的都是利用电来获得热

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新课导入

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进行新课
一、电流的热效应
1.概念：电流通过导体时，导体发热的现象，叫电流的热效。
2.实质：电能转化为内能。
3.一切导体中有电流通过时，都会发生电流的热效应
观察思考
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量跟什么因素有关?
提出问题：
二、焦耳定律
猜想：
导体的电阻
导体中电流
通电的时间
有关

电热的大小可能跟
设计实验：
（1）实验方法
①一个物理量可能与多个因素有关时，采用控制变量法。
把电热传递给气体（或液体），把比较电热的多少转化为比较气体（或液体）受热膨胀程度.
②对不易测量或观察的物理量，采用转化法。
（2）实验方案
方案一
方案一：电阻丝加热密封容器中的空气， U形管中液面形成高度差；液面差越大，产生的热量越多。
方案二
方案二：烧瓶内装有煤油，电阻丝产生热量使其温度升高，温度越高，产生热量的越多。
以上两种方案中，加热空气快？还是加热煤油速度快？
哪种方案效果更明显？
所以，选择方案一
演示实验：
实验1：探究产生热量Q与电阻R的关系
①控制不变的量是：______ _________。
电流
通电时间
②实验记录
电流I/A 相等
电阻丝? R1 R2
电阻/Ω 5 10
液柱高度差 小 大
产生热量（多/少） 少 多
③实验结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流通过电阻产生的热量越多。
实验2：探究产生热量Q与电流I的关系
①控制不变的量是：_______ ___________。
电阻
通电时间
电阻相同R1=R2=5Ω
电阻R/Ω R1 R2
电流I/A 2I1 I1
液柱高度差 大 小
产生热量（多/少） 多 少
②实验记录
③实验结论：在电阻和 通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。
实验3：探究产生热量Q与通电时间的关系
①给同一个电阻通电的时间越长，液柱上升较高。
②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。
　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
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 =I?Rt
3.单位：I—安，R —欧，t —秒，Q —焦.
4. 理论推导:
如果消耗的电能全部转化为内能，
则有：Q= W
又因：W＝UIt，
U＝IR
所以：Q=W=UIt=IR · It =I2Rt
5.电功与电热:
（1）电流流过纯电阻用电器（如白炽灯、电炉、电烙铁、电熨斗等）时，电能全部转化为内能，则：
（2)电流流过纯电阻用电器（如电风扇、电动自行车空调等，消耗的电能一部分转化成内能，所以W＞Q。消耗的电能：W =Pt=UIt ，产生的热量：Q=I2Rt。
纯电阻
非纯电阻
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?
观察思考
因导线电阻很小（0.01~0.001Ω），而电炉电阻很大（几十、几百欧姆），而且导线与电炉丝是串联关系，电流和通电时间相等，根据Q=I2Rt，导线生热很微小，故感觉不热。
Q = I2Rt=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6480 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
I =　 =　　　 = 0.6 A
U
R

36 V
60 Ω

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?
想想议议
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。
三、电热的利用和防止
（1）电热器: 把电能转换为内能的装置。
1．电热的利用
（2）电热器的原理: 利用电流的热效应
电饭锅
电热水壶
电热取暖器
电热孵化器
(1)电热的危害:轻则用电器烧坏；重则引发火灾。
2.电热的防止
(2)防止措施有：
① ．设法减少产生的热量。
② ．可以设法散热。
投影仪的散热窗
电脑CPU的 散热片和风扇.　
主板上的散热片

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课堂小结
本堂难点：焦耳定律的实验探究过程。
本堂重点：焦耳定律的理解及应用。

课堂练习
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1.（2019 苏州市）关于电动自行车，下列说法不正确的是( )
A.废旧电瓶会污染环境，不可随意处置
B.电流具有热效应，长时向充电有火灾隐患
C.车上装有电动机，其工作原理是电磁感应
D.要使车加速前进，可增大通过电动机的电流
C
2.（2019 深圳市）下列说法正确的是（ ）
A. 电荷的移动形成电流
B. 电路中有电压就一定有电流
C. 把一根铜丝均匀拉长后电阻变小
D. 长时间使用的手机发烫，是因为电流的热效应
D
3.（2019 广西玉林市）已知电风扇线圈的电阻为20Ω，若加在该电风扇的电压为220V，此时通过的电流为1A，则电风扇的电功率为 W，电风扇连续工作10min产生的热量为 J。
220
12000
4.（2019 黑龙江龙东地区）一个标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为9V的电路中，为使其正常发光，应串联一个　 　 Ω的电阻，该电阻在10秒内产生的热量是　 　J。
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