18.4 焦耳定律2023-2024学年九年级物理全一册同步精品课堂（人教版）

18.4 焦耳定律 想 一 想 这些用电器工作时有什么共同的特点？ 电流的热效应：电流通过导体，导体发热的现象。 电流的热效应 一 电能转化成内能 实质： 想一想：生活中还有哪些利用电流热效应的用电器？ 电烤箱 电热水壶 取暖器 　　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? 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 灯泡通电后，在刚开始通电不是很热，可过了一会就很热，为什么？ 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导线并不很热？ 电饭锅通电后为什么必须按下加热（煮饭）按钮开关才能煮熟饭？ 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 【实验目的】 【猜想与假设】 可能跟通电时间有关 可能跟电阻有关 【设计实验】 可能跟通过导体的电流有关 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 实验方法： 控制变量法 探究通电导体放出的热量与电阻的关系 【实验1】 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 实验方法： 控制变量法 电路设计 怎样判断通电导体放出的热量大小？ 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 通过温度计的示数变化 反映导体放出热量的多少 怎样判断通电导体放出的热量大小？ 通过U形管液面高度的变化反映导体放出热量多少 温度计 探究通电导体放出的热量与电阻的关系 【实验1】 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 实验方法： 控制变量法 通电时间 t1 t2 t3 t4 t5 温度T/℃ R1=5Ω R2=10Ω 转换法 【实验结论】 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 探究通电导体放出的热量与电流的关系 【实验2】 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 电路设计 通电时间 t1 t2 t3 t4 t5 温度T/℃ I(I=2I1) I1 【实验结论】 在电阻、通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 二 【实验结论】 通电导体放出的热量与通过导体的电流、导体的电阻、通电时间有关。 在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 　　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 焦耳定律 三 1、内容： 2．公式： 焦耳定律 三 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。 Q = I2Rt  电热（焦） 电流（安） 电阻（欧姆） 通电时间（秒） 3．适用范围： 适用于所有电路电热的计算 例1：一根 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? 焦耳定律 三 例2： 一电动机的线圈电阻是4.4Ω，当它接在220V的电压下 工作时，通过线圈的电流是5 A，求在1s内： （1）这台电动机消耗的电能。 （2）线圈产生的电热。 焦耳定律 三 　　1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能（纯电阻电路），那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 　　2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，还有一小部分转化为内能（非纯电阻电路）： 电能 内能+机械能 电能与电热的关系 四 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 电热器的优点: 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。 电热的利用 四 　　很多情况下我们不希望用电器的温度过高。 电热的危害 四 如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 焦耳定律的基础应用 一 1、在电学实验中，我们发现导线烧断的地方经常是在接头处。利用所学物理知识尝试解释。 与电路中其它地方相比，电流和通电时间相同，但是接头处接触电阻大较大，根据 接头处产生热量较多，温度高，经常会超过了导线的熔点就会熔断。 焦耳定律的基础应用 一 2、小明学习了电功率和焦耳定律后观察家中用电器，发现一个奇怪的现象：与电热水器连接的导线比与电视机连接的导线粗得多。请你用所学知识解释这一现象。 电热水壶等功率较大的用电器，工作时通过连接线的电流会较大；而如果电源连接线过长或横截面积过小，则连接线的电阻就会增大，由焦耳定律可知，