18.4《焦耳定律》课件 2022-2023学年人教版物理九年级

第十八章 第4节 焦耳定律 2 生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。 开动脑筋 3 电流的热效应 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。 4 提出问题 电饭锅和导线通过电流相同,为什么电饭锅能把饭煮熟,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? 猜想 5 电流的大小 01 导体电阻的大小 02 通电时间 03 实验探究 6 实验目的: 探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 实验方法: 控制变量法、转换法 实验原理: 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,U形管中原来一样高的液柱就会逐渐上升,产生高度差.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的高度差来比较电流产生的热量的多少. 实验1:研究电热与电阻关系 7 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。 实验2:研究电热与电流关系 8 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。 焦耳定律 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。 9 焦耳定律 10 1.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。 2.公式: Q = I2Rt Q——电热——焦 I —— 电流 ——安 R —— 电阻 ——欧 t —— 时间 ——秒 3.单位: 焦耳(J) 例题 一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端,在 10 min内共产生多少热量? 11 解: I = = = 0.6 A U R 36 V 60 Ω Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×600 s =12960 J 答: 在10 min 内共产生12960 J 热量。 思考 一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端,在 10 min内共产生多少热量? 分析:已知R=60 Ω U=36 V t=10 min=600s 纯电阻电路中,Q = W = 有没有更简洁的解题过程呢? 电能和电热关系 13 1.纯电阻电路中,当电流通过导体时,电能全部转化为内能,那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W,即 Q = W = Pt=UIt = I2Rt= 如:电烙铁,电饭锅,电炉子等。 2.非纯电阻电路,消耗的电能主要转化为其他形式的能,比如电动机主要将电能转化为机械能,只有一部分电能转化为内能,即W>Q热 电热的利用和防止 14 课堂小结 15 焦耳定律的实验和内容 电热的利用和危害 $