18.4焦耳定律 -2023-2024学年人教版物理九年级上学期

问：①为什么通电的电炉丝会发光，发热，而电炉丝连接的导线都是凉的？ ②灯丝烧断了，搭在一起，发光更亮，一会儿断头处，又被烧断。 创设情境 激发兴趣 焦耳定律 第十八章 第４节 1．了解电流的热效应及电能与热能的转化； 2．理解焦耳定律内容及表达式，并利用其解决相关简单计算； 3．了解电流热效应的应用与危害防控。 目标展示 知能并举 自学互助 质疑释疑 仔细阅读课本P99，并回答下面的问题。 一、电流的热效应 1、定义： 这个现象叫做电流的热效应。 电流通过导体时电能转化成内能， 说明： 电流通过导体时产生的热量称为电热。 2、除了电流的热效应外，还有 效应和 效应。 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? 想想议议 例1：下列四种电器中，利用电流热效应工作的是( ) A.洗衣机 B.录音机 C.电视机 D.电饭锅 D 猜想： 仔细阅读课本P99内容直到P100，并回答下面的问题。 1、分析课本P99图18.4-2 对比左右两个透明容器的实验结果，左右两个透明容器中电阻丝是串联的，在电流和通电时间相同，看到的现象 ，实验表明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 演示实验 实验装置 说明：试验中将电热丝产生热量的多少通过U形管中液面高度的变化显示，运用了转换法。 实验1：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 　　结论1：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。 2. 分析课本P100图18.4-3对比左右两个透明容器的实验结果，左右两个透明容器中右边电阻丝是并联的，在 电阻和通电时间相同，看到的现象 ，实验表明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。3、推理分析，通电时间越长，对于左（或右）透明容器，在 电阻和电流相同，看到的象 ，实验表明＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿＿。 实验2：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω I1 　　结论2 ：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。 生活经验告诉我们，通电时间越长，电流通过导体时产生的热量越多。 实验结论3：在导体电阻、电流相同时，通电时间越长，产生的热量也越多。 注意： ①控 制变量法、转换法。 电流通过导体时产生的热量多少是通过温度计示数的变化大小来体现的 ②应使两容器密闭，不能漏气 二、焦耳定律（1）英国物理学家＿＿＿在大量实验的基础上最先确定了电流产生的热量跟电流、电压和通电时间的定量关系。（2）焦耳定律的内容是＿＿＿＿＿＿＿ （3）公式：＿＿＿＿＿。 公式中各符号的意义及单位 Q --- ----- R -- ----- I ---- -- t --- --- 。 理论推导焦耳定律表达式。 注意： ①适用于纯电阻电路。 Q=W才成立 Q=Pt=UIt= I2Rt= ②非电阻电路 Q≠W,Q<W， Q= I2Rt 在纯电阻电路中，电流做功时消耗的电能全部转化为_________，此时电流产生的热量与电流做的功_________。 在非纯电阻电路中，W= ,W Q 例：一根阻值为100Ω的电阻丝，通电时间100s，通过的电流为2A，则电流产生的热量________J 4×104 例2、一台直流电动机，线圈电阻为0.5Ω，接在12V电源上，通过电流为2A，这台电动机工作1min 消耗多少电能？由多少电能转化为机械能？ 解： W总=UIt=12×2×60=1440(J) Q热= I2Rt=22×0.5×60=120(J) W机=W总—Q热=1440-120=1320（J） Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J 　　一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量? 答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。 解: 例题 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