18.4 焦耳定律 2022-2023学年人教版物理九年级

第4节 焦耳定律 小明趁爸爸妈妈不在的时候偷偷看电视，然后在爸爸妈妈回来之前把电视关掉，做到神不知鬼不觉，可是聪明的妈妈，每次回到家里只要摸一下电视，就知道小明有没有看电视。 请问：聪明的妈妈是怎么做到的呢？ 电视机工作时会发热！ 一、电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 生活中你发现哪些关于电流的热效应的现象？ 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? 交流讨论 根据事实，作出猜想 事实1. 时间越长，电炉中产生的热越多； 猜想1：导体产生的热量可能与_____________有关。 事实2. 电炉丝发热，而跟电炉丝相连的导线却不太热； 猜想2：导体产生的热量可能与_____________有关。 事实3. 电流大容易引发火灾； 猜想3：导体产生的热量可能与_____________有关。 电流大小 时间长短 电阻大小 实验装置 密封等量的空气，受热膨胀 产生的热量越多，空气膨胀越厉害，液面越高 电阻丝，通电产生热量 实验探究1 探究电热与电阻的关系 电路图： R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 观察到什么实验现象？说明了什么？ 右面液面升高的高， 说明其他条件相同时，电阻越大，产生的热量越多。 实验探究2 探究电热与电流的关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω I1 电路图： 观察到什么实验现象？说明了什么？ 左面液面升高的高， 说明其他条件相同时，电流越大，产生的热量越多。 实验中随着时间的增长，液面的是怎样变化的？说明了什么？ 液面升高的越来越高， 说明通电时间越长，产生的热量越多。 电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间有什么定量关系呢？ 　　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。 焦 耳 二、焦耳定律 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 3.单位： 焦耳（J） 电功的公式：W=_______, UIt 当消耗的电能全部用来做功时， Q=W=UIt，根据欧姆定律可以得到Q=W=I2Rt. 11 当电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能 　　W＞Q热 电能 内能+机械能 注意！ 只有当电能全部用来产生热量时，电功才等于电热。 电热与电功的关系 Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6480 J 例题：一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5min内共产生多少热量? 答: 在 5 min内共产生 6480J 热量。 解: I =　 =　　　= 0.6 A U R 36 V 60 Ω 　　额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? 讨论思考 　　前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。 三、电热的利用和防止 你知道哪些利用电热的例子？ 利用电热 利用电热孵化器孵出的小鸡 各种电热器 婴儿恒温箱 电热的优点: 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。 你知道哪些防止电热的例子？ 散热孔 微型散热扇 　　很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。 如：用电器的后盖有很多孔，为了通风散热； 电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 1.电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能的现象 2.焦耳定律 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：Q=I2Rt 3.电热的利用和防止 课堂小结 Thanks for listening $