18.4 焦耳定律—人教版九年级物理全一册课件+素材（27张PPT）

(共27张PPT)
焦耳定律
第4节
引入新课
1、电流通过电炉时，电能转化为什么能？
电能
内能
2、在日常生活中，同学们还见过哪些用电器通电工作是为了产生热量的？
电热毯、电饭煲、电热壶、电熨斗、电吹风机----------
一、电流的热效应
电流通过导体时，电能转化成内能的现象，叫做电流的热效应.产生的热量叫做电热.
思考？
电热的本质是什么？
电热跟哪些因素有关呢？
电流做功，把电能转化成内能。
二、研究电热大小的影响因素
电热可能跟电流、电阻、通电时间有关
电流通过导体或用电器都会产生热量，其产生的热量与什么因素有关呢？
1、猜想
2、如何设计实验验证假设？
关注下列问题：
如何控制变量？
采用什么电路？
需要记录哪些量？
用到哪些器材？
实验中电热大小怎样判断？
如何操作？
实验电路
（1）电热可能跟导体的电阻大小有关
实验变量控制：
不同：R甲
<
R乙
相同：t甲=t乙,
I甲=I乙
结论：电流相等时，相同的时间内，电阻越
，产生的热量越多。
大
（2）电热可能跟电流大小有关
实验变量控制：
不同：I1
>
I2
相同：t1=t2,
同一电阻：R甲
结论：同一电阻，相同的时间内，电流越
，产生的热量越多。
大
实验变量控制：
不同：t1
>
t2
相同：I1=I2,
同一电阻：R甲
结论：同一电阻，相同的电流，
通电时间越
，产生的热量越多。
长
（3）电热可能跟通电时间有关
实验结论：
1、在电流和通电时间相同的条件下，
电阻越大，电流产生的热量越多。
2、在电阻和通电时间相同的条件下，
电流越大，电流产生的热量越多。
3、在电流、电阻相同的条件下，
通电时间越长，电流产生的
热量也越多。
焦耳
Q＝I2Rt
1840
年
,
英国科学家焦耳通过实验研究发现：
焦耳定律
电流通过电阻时产生的热量,
跟电流的平方成正比,
跟电阻成正比,
跟通电时间成正比。
单位：
I—安
R—欧
t—秒
Q—焦
例1：在1分钟内，通过电阻为50欧姆的电熨斗的电流为2安培，则电熨斗产生的热量是多少焦耳？
解：
Q=I2Rt
练一练：
=（2安）2×50欧×60秒
=1.2
×104焦
答：电熨斗产生的热量是1.2
×104焦耳。
电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内（热）能？
若电流做的功全部用来产生热量，即Q=W时，我们能否利用电功公式和欧姆定律来推导焦耳定律呢？
思考：
电吹风机
：
Q＜W
电熨斗：
Q=W
∵
Q=W
又∵
W＝UIt
根据欧姆定律
U=IR
∴Q=W=
UIt
=
I2Rt
=
利用电流热效应工作的一种加热设备。
电热器：
结构:
电热器的主要元件是发热体，
其特点是电阻率大,熔点高.
三、电热的应用
认识各种电热器.
电饭煲
电熨斗
电热毯
电热水壶
电吹风
电热水器
电烤箱
电烙铁
电热炉
电热器电路模型
讨论:
电流的热效应有什么利与弊?
优点：无污染、热效率高、方便控制和调节温度。
电流的热效应有何利弊？
缺点：①在家庭电路中，由于长期的电流热
效应，导线外的绝缘层会加速老化甚
至会烧毁绝缘层而引发火灾；
②同时，由于电流热效应，会影响
家电的使用性能和寿命。
防止措施：加装散热系统（如散热电扇）或为
了更好散热而特别设计的结构
一只“220V
45W
”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？
练习1
（1）
（2）
（
3）Q=W=
（4）Q=W=Pt
例
题
有一种新型的炊具叫电压力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。如右图所示，问：该电压力锅正常工作15分钟能够产生多少热量？
电压力锅CYKB50－2A
额定电压：220V　　
额定功率：900W
额定容量：5.0L
额定频率：50Hｚ　　
　　　集团有限公司　制造
产地：湖北武汉　
地址：武汉市新华下路211号
电话：027－85876363
根据P=UI,得出I=P/U=900瓦/220伏＝4.09A
根据R=U/I,得出R=U/I=220伏/4.09A＝53.8欧
时间为15分钟，也就是900秒
根据Q＝I2Rt就可以求出产生的热量
一台电动机正常工作时两端的电压为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。
练习2
3800焦
200焦
1.一只“220V，800W”的电饭锅，接在照明
电路中，求：
　　(1)电饭锅正常工作时的电流.
　　(2)电饭锅工作时的电阻.
　　(3)该电饭锅工作1h消耗的电能是多少？
　　(4)它lh放出的热量是多少？
练习3
问题1.
灯泡（或电炉）接入电路中时，灯泡（或电炉）和电线中流过相同的电流，灯泡（或电炉）和电线都要发热，可是实际上灯泡（或电炉）热得发光发红，电线的发热却觉察不出来。这是为什么?
分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯（或电炉）的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内电流通过灯（或电炉）产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡（或电炉）热的发光，而电线却感觉不到热。
思考与讨论
电炉的发热体材料的熔点和电阻有什么要求？
较高的电阻率和较高的熔点
【练习4】
如图a、b两相同容器中分别装有相等质量的水，水中的电阻丝阻值分别为R1和R2，且R1＜R2，则闭合开关S后，a、b容器中水温上升较快的是--------------------（
）
A.a容器中的水
B.b容器中的水
C.a、b容器中的水温上升快慢一样
D.无法判断
A
5.有三个用电器，其中一个为“220V，60W”的电风
扇，一个为“220V，60W”的白炽灯，另一个是
“220V，60W”的电热器，都在额定电压下工作
相同的时间，比较这三个用电器产生的热量是
[
]
A.电风扇最多.
B.白炽灯最多.
C.电热器最多.
D.都一样.
C
额定电压
１１０V
额定功率
５００W
容积
１L
１.你能说说此电热水壶能否在我国直接使用用吗？为什么？
２.若此电热水壶要在我国家庭电路中正常使用，
应采取什么措施？
３请计算该电热水壶工作１０分钟产生的热量。
如果要将一升20oC的水烧沸腾，要加热多少分钟
小明的姑妈从国外回国探亲带回了一个旅行电热壶，
但小明发现该电热壶的铭牌如下：
一台直流电动机名牌上标有“24W、48V”字样，测得线圈电阻为2欧，求当它正常工作时的效率？