18.4 焦耳定律 课件 2022-2023学年人教版物理九年级

18.4 焦耳定律 Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 电烤箱是利用什么原理工作的？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 电烤箱为什么能更快地烤熟食物的？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 电热器为什么会发热的？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 电热器为什么会发热的？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 一、电流的热效应 生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。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。 Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 一、电流的热效应 在研究电流的热效应时，有个问题值得我们思考：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？换句话说，电流通过导体产生的热得多少跟什么因素有关？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 演示一 如图所示，两个透明容器中密封着等量的空气，U型管中液面高度变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻丝较大。 两个密闭容器中空气温度变化的快慢一样吗？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 演示一 两容器的电阻丝，串联起来接到电源两端，通过两端电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个U型管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？ 两个密闭容器中空气温度变化的快慢一样吗？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 实验表明，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。 电流相同、通电时间相同，产生的热量相同吗？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 演示二 如图所示，两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和容器中内的电阻并联，因此通过两容器中电阻的电流不同。在通电时间相同时，观察两个U型管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？ 电流大小不同，产生的热量的多少相同吗？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 实验表明，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。 电流大小不同，产生的热量的多少相同吗？ Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 12 二、焦耳定律 英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。 焦耳（1818-1889），一生致力于实验研究。他用近40年时间做了400多次实验，研究热和功的关系，根据所测电流通过电阻放出的热量，提出焦耳定律。焦耳的研究为能量守恒定律的建立奠定了基础。 Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 二、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。这个规律叫做焦耳定律。 如果热量用Q表示，电流用Ｉ表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律为 Q= Ｉ2Rt 热量Q单位是焦耳（J），电流Ｉ单位是安培（A），电阻R单位是欧姆（Ω），时间t单位是秒（s）。 Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 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。 再跟据欧姆定律U=ＩR，就得到Q=Ｉ2Rt。 可见，在消耗的电能全部用来产生热量的情况下，根据电功公式和欧姆定律推导出来的结论与焦耳定律一致。 Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 学过了焦耳定律，你能回答这节开始提出的问题吗？ 原来，电炉通过导线的电路中，流过导线的电流全部流过电炉丝，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等。但导线的电阻很小，1m长的导线，电阻不过百分之几欧姆，而电炉丝的电阻可达几十到上百欧姆。所以，通过电流相等时，电炉丝很热，而导线却不热。 Copyright 2004-2016 版权所有 盗版必究 例题 一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量。 解： 先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流。 再用焦耳定律计算电流产生的热量。 Q=Ｉ2Rt=(0.6A)2╳60Ω╳300s=6480J。 Copyright