8.1.4焦耳定律（课件）-九年级物理第二学期同步精品课堂（上海沪教版）

*8.1.4焦耳定律 第8章 电能与磁 教师 xxx 沪教版 九年级第二学期 电流的热效应 电热的利用和防止 焦耳定律 01 03 02 CONTANTS 目 录 电流的热效应 01 ①导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？ ②点亮的白炽灯泡过一会儿会烫手，说明什么？ 情景引入 4 4 生活中，许多电流接通电源后，都伴随热现象产生，这些热量是从哪里来的？ 情景引入 5 什么是电流的热效应？ 思考：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，电能转化为内能，这种现象叫做电流 的热效应。 新知探究 6 问题：电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 猜想：与电阻、电流、时间有关 设计实验： 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？ 控制变量法 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—— 液体吸热，观察升高的温度；   气体(或液体)受热膨胀，观察膨胀的多少 新知探究 7 实验1：研究电热与电阻关系 R1=5Ω R2=10Ω A 条件：容器相同，I 相同，t 相同 结论：I 和 t 相同时，R 越大，Q 越多。 现象：B 中液面上升多 5 Ω 5 Ω 5 Ω A B 新知探究 8 实验2：研究电热与电流关系 I = 2I1 A I R=5Ω R=5Ω R=5Ω I1 结论：R 和 t 相同时，I 越大，Q 越多。 现象：D 中液面上升多 条件：容器相同，R 相同，t 相同 5 Ω 5 Ω 5 Ω C D 新知探究 实验视频 新知探究 10 焦耳定律 02 焦耳定律 Q = I2Rt 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。 公式： 理论推导：电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q= W = Pt = UIt = IR·It = I2Rt。 新知探究 12 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。 新知探究 13 电功与电热的区别与联系 ①电功与电热的区别 电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。 电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。 两者表示的意义不同，是两个不同的概念。 新知探究 0.22 0.28 Ⅰ. 纯电阻电路 Q=W 上述公式适用于纯电阻电路. Q放= W总=Pt=UIt= =I2Rt U2 R t ②电功与电热的联系 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即 。 新知探究 Ⅱ. 非纯电阻电路 例如：当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，有少部分转化为内能发热。 电能>内能 W总＝UIt =W机械能＋Q热量 在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其它形式的能量，只有一部分转化为内能 ，即电能大于内能。 新知探究 ① 在纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，电路消耗的电能和生成的内能在数值上是相等的，即W=Q，如电炉、电热器、电熨斗等. ② 在非纯电阻电路中，如含有电动机等，电流做的功一部分转化为内能，大部分转化为机械能，通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热，产生的热量Q=I2Rt，但此时Q≠W，而是Q＜W，即 电功=内能+机械能 W=Q+W机械能 总结：电功与电热的联系 新知探究 推导公式 电功 电功率 焦耳定律 适用条件 基本公式 W=UIt P=UI Q=I2Rt 普遍适用 纯电阻电路 Q=W 电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围 新知探究 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。 解： I = U R = 36V 60Ω =0.6A Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J 典型例题 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