18.4焦耳定律同步课件-2023-2024学年人教版九年级全一册物理

第十八章第4节 焦耳定律 电脑使用一段时间后,用手触摸主机有什么感觉?为什么?电脑后面有一些小孔,而且有时能听到风扇转动的声音,小孔和风扇起什么作用? 生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生。请举例说明。 观察思考 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。利用电流的热效应来加热的设备——电热器。 电热水器 电热水壶 电炉 电烤箱 电饭锅 电热取暖器 这些用电器工作时有什么共同特点? 知识点一 电流的热效应 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? 提出问题: 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 猜想 电流的大小 导体电阻的大小 通电时间 观察思考 讨论1:当一个物理量被猜测与多个因素有关,应该用什么方法去研究? (控制变量法) 讨论2:实验中通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少?这种研究方法叫什么法? (转换法) 实验 装置 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,导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。 电流产生的热量越多,液面就会 上升得越高。实验中,通过观察 _来比较电 流产生的热量的多少。 管中液面上升的高度 设计实验 探究 电热与哪些因素有关 实验1:研究电热与电阻关系 R1 = 5 R2 = 10 A 控制不变的量是:_ _ 电流 通电时间 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。 现象:电阻较大的这边的液柱上升较高. 结论: 实验2:研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 R = 5 R = 5 I1 控制不变的量是:_ _。 电阻 通电时间 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。 现象:电流较大的这边的液柱上升较高。 结论 实验3:研究电热与通电时间的关系 现象:给同一个电阻通电的时间越长,液柱上升较高。 结论: 在电流、电阻相同的情况下,通电的时间越长,这个电阻产生的热量越多。 t1 t2 h2 h1 Q1 Q2 例题1 如图所示,利用R1=5 、R2=10 的两段镍铬合金 丝探究电流产生的热量跟哪些因素有关,其中两 个透明的容器中密封了等量的空气,对此实验, 下列说法正确的( ) A.实验中通过观察U形管两侧液面高度差来判断电流产生热量的多少 B.容器和U形管必须密封好,装有带色水的U形管是连通器 C.若R1、R2两段镍铬合金丝的长度相同,R1的横截面积比R2小 D.本实验可得结论:在通电时间相同时,电阻越大,产生的热量越多 电流通过导体产生的热量 电阻 电流 通电时间 数量关系 Q I R t 数量关系 知识点二 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。 知识点二 焦耳定律 焦耳定律 Q=I R t 热量 电流 电阻 时间 J A S 公式: 意义: 单位: 知识点二 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。 W = U I t (适用于纯电阻电路) W = t U2 R W = I2Rt (普遍适用) 电功 电热 Q = I2Rt (普遍适用) 电功与电热的关系 Q = W = UIt (1)纯电阻电路 电能 内能 W = UIt (2)非纯电阻电路 电能 内能 其他形