第十八章 第4节 焦耳定律-九年级下册初三物理【名校培优课堂】教学课件（人教版）

4.焦耳定律 第十八章 电功率 小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就发现，小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？ 学习目标 1.认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。 2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。 3.知道电流热效应的利用与危害。 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。 电烤箱 电烙铁 电热水壶 生活中利用电流热效应的用电器 　　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? 观察与思考 * 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。 思考 猜想与假设 实验装置实物图 演示实验 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。 控制变量法 实验目的 实验方法 实验原理 实验1：研究电热与电阻关系 　　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2：研究电热与电流关系 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 R = 5 Ω R = 5Ω R =5Ω I1 结论1：在通电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。 结论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。 结论3：在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。 实验结论 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） 焦耳（1818-1889） 电流 I 的单位：A 电阻 R 的单位：Ω 时间 t 的单位：s 热量 Q 的单位是：J * 例1：一根60Ω 的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内共产生多少热量？ 分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。 U R I = 36V 60Ω = 解： =0.6A Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J 4.根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律   非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q) ∴Q = W = UIt = I2Rt 根据欧姆定律U = IR 又∵W = UIt  若电流做的功全部用来产生热量即Q = W   U2 R t 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 = 来计算热量。 U2 R t 纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt= =I2Rt 分析论证：电流热效应与电阻关系 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 。 I²R 正比 反比 U2 R * 例2：某电动机上标有“220V，2A”它的线圈电阻为5 Ω，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 Ω×60s=120J 得到的机械能为： W机=W总－Q=26400J－120J=25200J 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 *