山东省济南市莱芜区 第十四章 第五节 焦耳定律 课件+视频资料 (共7份打包)

第十四章 电功率 第五节 焦耳定律 鲁教版物理九年级上册 洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 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 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？ 不烫手 烫手 着火了！ why？ 家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾，这又是为什么？ 家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾。 炉丝接入电路中时，炉丝和电线中流过相同的电流，炉丝和电线都要发热，可是实际上炉丝热得发红，电线的发热却觉察不出来。 电流产生的热量与哪些因素有关. 提出问题 不烫手 烫手 点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？ 电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？ 猜想与假设 不烫手 烫手 烫手 导线和炉丝串联，为什么炉丝很热而导线并不很热？说明什么？ [猜想与假设] 1.可能与电阻有关。电阻越大，电流热效应越大 电流的热效应与那些因素有关？ 2.可能与电流有关。电流越大，电流热效应越大 3.可能与通电时间有关。通电时间越长，电流热效应越大 讨论 1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用 什么方法去研究？ [设计实验] 控制变量法 讨论 2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？ 转换法 电热——气体（或液体）受热膨胀.观察产生热量的多少 4、进行试验 实验装置 控制变量法 洪山嘴中学詹振亚 既看不见也摸不着的科学量 既看得见也能测量的科学量 让电流产生的热量被气体吸收，使气体受热膨胀，通过观察气体的热膨胀（观察玻璃管内的水柱升降或者温度计示数大小）来测量。 转化法 实验方法 转化 转化 实验1：研究电热与电阻关系 如下图所示，将两个阻值不同的电阻串联，以保证电流和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。 结论：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。 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 实验步骤 实验2：研究电热与电流关系 如下图所示，将三个阻值相同的电阻混联，以保证电阻和通电时间一定，观察两液柱高度的变化。 结论：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。 A I = 2I1 I I1 R＝5 Ω R＝5 Ω R＝5 Ω 洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 制作：湖北省老河口市洪山嘴中学 詹振亚 结论：在电流、电阻相同时，通电时间越长的产生的热量越多。 实验3：研究电热与通电时间的关系 A R1＝5 Ω S1 R2＝5 Ω S2 S （1）在通电电流和通电时间相同时，电阻越大， 电流产生的热量越多. （2）在通电电流和电阻相同时，通电时间越长， 电流产生的热量越多. （3）在电阻和通电时间相同时，电流越大，电 流产生的热量越多. 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成 正比. 实验结论 焦耳定律 Q =I²Rt 热量 电流 电阻 时间 J A Ω S 公式： 意义： 单位： 焦耳定律：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. 焦耳 (1818－1889) 焦耳致力于热功当量的精确测定达40年之久.他用实验证明“功”和“热量”之间有确定的关系，为热力学第一定律的建立确定了牢固的实验基础. 焦耳是英国物理学家.他一生的大部分时间是在实验室里度过的.1840年，焦耳通过大量的实验终于确定了电流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，这个规律就是焦耳定律。 　　（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，即 　　Q = W = UIt = I2Rt 　如：电暖器，电饭锅，电炉子等——纯电阻电路 　　（2）当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，还有一小部分转化成内能——非纯电阻电路 　　W＞Q热 电热和电能的关系： 洪山嘴中学詹振亚 洪山嘴中学詹振亚 纯电阻电路： W＝Q＝Pt＝UIt＝U2/R t＝I2Rt 非纯电阻电路： W＞Q （W=UIt =W其他＋Q） 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用 Q ＝W ＝ UIt ＝ Pt ＝ U2 t/R 来计算热量. 注意： 1．电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 三、电热的利用和防止 洪山嘴中学詹振亚 （1）电热器: 利用电流做功将 能转换为 能的装置。 （2）电热器的原