18.4焦耳定律 ----2023-2024学年人教版物理九年级上学期

焦耳定律 人教版物理九年级全一册第十八章《电功率》第四节 电流的热效应 很多用电器通电后都伴有热量产生 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。 定义 电流的热效应 电流的热效应 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? 思考 实验 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 装有等量的密封的空气 5Ω 10Ω 空气受热膨胀，使U型管两管液面出现高度差。 比较两侧U型管内液面高度差的大小，可知哪一侧空气吸收了更多的热量。 两个容器中电阻的阻值不同 实验 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 5Ω 10Ω 把两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。 实验 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 5Ω 10Ω 闭合开关，通电一段时间，比较两个U型管液面高度差。 实验 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 5Ω 10Ω 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。 结论 实验 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 5Ω 5Ω 如图右侧两个电阻并联，R1和R2的阻值相同，但是流过两个电阻的电流不同。 5Ω R2 R1 控制电阻的大小和通电时间相同，探究产生的热量与电流大小的关系。 在电阻相同，通电时间相同的情况下，电流越大，这个电阻产生的热量越多。 结论 5Ω 5Ω 5Ω R2 R1 实验 探究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关 焦耳定律 詹姆斯·普雷斯科特·焦耳，（James Prescott Joule；1818年12月24日－1889年10月11日），英国物理学家。他出生于曼彻斯特近郊的索尔福德。焦耳在研究热的本质时，发现了热和功之间的转换关系，并由此得到了能量守恒定律，最终发展出热力学第一定律。国际单位制导出单位中，能量的单位——焦耳，就是以他的名字命名。他和开尔文合作发展了温度的绝对尺度。他还观测过磁致伸缩效应，发现了导体电阻，通过导体电流及其产生热能之间的关系，也就是常称的焦耳定律。 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(Joule law)。 内容 Q=I2Rt 公式 焦耳定律 欧姆定律 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=UIt。再根据欧姆定律U=R,就得到Q=I²Rt。 和 焦耳定律 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? 导线与电炉丝串联，电流相等。由焦耳定律可知，当通过的电流相等时，电炉丝电阻大，所以产生的热量多，很热，而导线却不热。 导线的电阻很小，1m长的电线，电阻不过百分之几欧姆 电炉丝的电阻可达几十欧姆到上百欧姆。 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： 先利用欧姆定律算出电流 I=U/R=36V/60Ω=0.6A 再用焦耳定律公式计算电流产生的热量 Q=I²Rt=(0.6 A)²×60Ω×5×60s=6480 J 想想议议 问题 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? 回答 不矛盾．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，只是它们成立的前提条件不同． 电热的利用 电热的防止和利用 都是用电来加热的设备，都有发热体。 它们的原理都是利用电流的热效应。把电能转化为内能。 电热的防止 电热的防止和利用 电视机的后盖有很多孔用于散热 计算机内装有散热风扇降温 电动机的外壳有很多翼状散热片 投影仪有散热孔，并且设计成风扇总是先于灯泡工作，灯泡关闭后，风扇要继续工作一段时间才关闭。 课堂小结 电流 电阻 通电时间 探究电流经过导体产生的热量与哪些因素有关 内容 公式 焦耳定律 利用和防止电热的例子 电热的防止和利用 课堂练习 1.关于电热的利用，下列说法中错误的是( )。 A.电热对我们来说总是有利的 B.电视机、收音机上开小孔是为了散热 C.电饭锅是利用电流热效应来工作的 D.梅雨季节可用电热给电视机驱潮 A 课堂练习 2.在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量多，则( )。 A.通过甲的电流一定比通过乙的电流大 B.甲两端的电压一定比乙两端的电压大 C.甲的电阻一定比乙大 D.甲消耗的电功率一定比乙消耗的电功率大 D 课堂练习 3.小林同学在进行电学知