人教版九年级物理18.4《焦耳定律》ppt课件（27张）

焦耳定律
第十八章 第４节
教学目标
1.知道电流的热效应。
2.理解焦耳定律。
3.知道利用和防止电热的场合和方法。
4.通过实验探究电流的热效应跟电流、电
阻大小的关系。
　　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?
想想议议
1. 电流I，电阻R，通电时间t
猜想：
2.研究方法——控制变量法
3.设计方案？
方案一
在通电电流和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电阻的关系：
电路图：
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?关系怎样？
演示实验
实验装置
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
　　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。
在电阻和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电流的关系。
电路图：
方案二
实验2：研究电热与电流关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
　　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。
在电流和电阻相同的条件下研究通
电导体产生的热量跟通电时间的关系。
电路图：
结论：在电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，通电导体产生的热量越多。
观察实验
　　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
　　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：Q— 焦耳（J）

二、焦耳定律
I—安 （A ） R—欧（Ω ） t—秒 （s)
例题
1.某导体的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？
解：Q= I2Rt
=(1安)2 × 2欧× 60秒
=120焦
答：1分钟产生的热量是120焦。
思考与讨论
为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热，而与电炉连接的导线却不怎么热？
答：因为电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量多，因此电炉热而电线却不热。
　　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，(这样的电路就是纯电阻电路）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
电能 内能+机械能
3 .一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，
求：（1 ）消耗的电能W。
（ 2 ）产生的热量Q。
解：
（1 ） W＝UIt
＝380V×10A×1s
＝3800J
（2 ） Q＝I2Rt
＝10 A×10 A×2Ω ×1s
＝200J
答： 消耗的电能是3800J；
产生的热量是200J。

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
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。
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。
　　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
课堂小结
焦耳定律的实验和内容
电热的利用和危害
达标测评
1.通过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I/2时，则在时间t内产生的热量为（ ）
A．4Q B．2Q C． Q/2 D． Q/4
2、有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲>R乙，现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中，在相同时间内，通过两电炉的电阻丝的电流I甲 　I乙，两电炉的电阻丝放出的热量Q甲　 Q乙。（均选填“>”、“<”或“=”）
3、小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0×104Ω的电阻。将这个电热驱蚊器接在220V的电源上，100s内产生的热量是多少焦耳？
4、一电热器电阻丝的电阻为120Ω，接在220V的电路中，要产生3.63×105J的热量，需通电 多少时间？