沪粤物理九年级上册15.4-焦耳定律(共24张PPT)

(共24张PPT)
15.4
焦耳定律
第十五章
电能和电功率
　　生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。
　　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。（98页）
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?
想想议议
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
演示实验
　结论1：　在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量就
。
实验1：研究电热与电阻关系
越多
结论2：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
。
实验2：研究电热与电流关系
越多
1．内容：
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。
2．公式：Q
=
I2Rt?
3．单位：焦耳（J）
二、焦耳定律
1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉子等），当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量Q
就等于消耗的电能W，
即Q
=
W
=
UIt
=
I2Rt=Pt=　　
2．在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
W＞Q热
电能
内能+机械能
此时，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热
三、电能和电热关系
分析论证：电流热效应与电阻关系
利用欧姆定律，可以推导出电流热效应与电阻的定量关系
1.在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出P=
。
这个式子表明：电流相等时，在一定时间内，导体产生的
热量跟电阻成
。
2.在并联电路中，由P=UI，
，可以得出P=
。
这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生的
热量跟电阻成
。
I?R
正比
反比
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:
I
=　
=　　　=
0.6
A
U
R
36
V
60
Ω
例题一
有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？
解：消耗的电能：
W=
UIt
=220V×5A×600s=6.6×105J
电热Q
=
I2Rt
=(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J
转化为的机械能：E机=W－Q=6.6×105J
－7.5×104J
=5.85×105J
例题二
答：电动机消耗的电能为6.6×105焦,产生的热量为7.5×104焦，有5.85×105焦电电能转化为机械能
　　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。
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
1.原理：利用电流的热效应来工作的。
2.核心部分：发热体，它是有电阻率大，熔点高的材料制成的
3.电热器的电热和电功的关系
因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以
电热Q=电功W
1、电热器
　　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
电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。
(1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例
电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等
(2)列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施
电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机外壳有许多散热片
随堂练习
课堂小结
焦耳定律的实验和内容
电热的利用和危害
1.某导体的电阻是2Ω,通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？
解：Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J
若电流变为原来的2倍，其它条件不变，则电热是原来的_______倍
4
关于焦耳定律（电热）的计算练习题
随堂练习
2.一只额定功率是450w的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？
解：电饭锅是纯电阻电路
所以，Q=W=Pt=450W×60s=27000J
3.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下通电10min产生多少热量？
解：
因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以
Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J
4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。
解：
∵
P=I2R
∴
6.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
根据公式P=I2R可知，在电流相等时，电阻越大，电功率越大。导线相互连接的位置接触电阻比较大，因而电能转化为热的功率也较大，造成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾
答：