人教版九年级物理，第十八章，电功率，第4节，焦耳定律（课件，共19张PPT）

(共19张PPT)
第十八章
电功率
第4节
焦耳定律
小伟同学的妈妈出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。妈妈回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可妈妈还是发现小伟刚看过电视。
电热器
日常生活中用电器通电后主要产生热的例子
电流的热效应：电流通过导体时将电能转化成内能的现象
不同材质，不同粗细，不同长度的金属丝，都会出现发热现象，且烧掉的时间也不相同。
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?
电流的热效应与什么因素有关
烫手
跟电阻有关
不烫手
干路
着火
跟电流有关
跟时间有关
用越久越烫手
研究电热与电阻关系
在电流相同、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。
研究电热与电流关系
在电阻相同、通电时间相同时，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
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。
公式：Q
=
I2Rt?
焦耳定律
焦
耳
Q的单位：J
I的单位：A
R的单位：Ω
t的单位：s
相同时间内电热之比：（串正并反）
串：
并：
Q=
I2Rt
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。通过大量实验，于
1840
年最先精确确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
当电流通过导体时，若电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，则电流产生的热量Q
就等于消耗的电能W，即
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
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
电能和电热关系
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:
两个电热器的电阻之比为4:3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_____；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1:3，在相等的时间里产生的热量之比为______。
4:3
1:9
当0.2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使通过的电流增加到0.4A时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的　(　　　
)
A、2倍　
B、4倍　
C、0.25倍　
D、0.5倍
B
某电动机上标有“220V
2A”，它的线圈电阻为5
?，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？
解：消耗的电能为:W总=UIt=220V×2A×60s=26400J
线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)2×5
?×60S=120J
得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－120J=25200J
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。
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。
电热的危害
补充：
定值电阻R0、滑动变阻器R滑串联时电功率P何时最大？
P0=I2R0，R0不变，则当R滑最小时，I最大，P0最大。
P滑=I2R滑=
=U滑I
P滑=U滑I=（U-U0）I=（U-IR0）I
P滑=（U-IR0）I
=-R0I2+UI
=-R0
[
I2
-
I+(
)2-(
)2]
=-R0
(I-
)2+
故当I=
时，P滑最大，为
又I=
即此时R滑=R0
又Imax=
即此时I=
Imax
多档位计算问题：（电饭锅、热水器、吹风机）
由
知：R越小，P越大。
1、R1R2串联：
P最小。
2、单电阻：
或
3、R1R2并联，
P最大。
常考：
单串型：（单电阻为高温挡，串联为低温挡）
单并型：（并联为高温挡，单电阻为低温挡）
电流表示数和电压表示数的关系如图像所示。
求：R0阻值？电源电压U？
解：IaR0=U，即0.6A×R0=U
IbR0+Ub=U，即0.2A×R0+0.4V=U
解得R0=10Ω，U=6V