18.4焦耳定律课件 2023-2024学年人教版九年级全一册物理

探索 物理 Exploring physics 1 第4节 焦耳定律 第十八章 电功率 2 导入 电热水壶、电饭锅、电暖器、电炉、电熨斗，这些用电器工作时有什么共同特点？ 都要消耗电能，都会发热（伴有热现象产生）。 3 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。 实验：探究电流通过导体时产生热的多少（Q）跟什么因素有关 （1）假设与猜想 现象一：电炉丝通电时能产生热，不通电时不能产生热。 猜想一：电流通过导体时产生热的多少跟电流大小（I）有关。 4 一、电流的热效应 现象二：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，电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。 猜想二：电流通过导体时产生热的多少跟电阻大小（R）有关。 现象三：电炉丝通电的时间越长产生的热量越多。 猜想三：电流通过导体时产生热的多少跟通电时间长短（t）有关。 5 一、电流的热效应 （2）实验器材：两个透明容器中密封着等量的空气（不能漏气），U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度变化，从而反映出电阻丝产生热量的多少。（容器中空气的热膨胀改变了U形管中液面的高度） 6 一、电流的热效应 实验一：两个密闭容器中都有一段电阻丝，两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。 为什么把两容器中的电阻丝串联？ 控制通过两段电阻丝的电流大小和通电时间相同。 7 一、电流的热效应 你看到了什么现象？说明了什么？ 现象：电阻大的一侧的U形管中液面高度变化更大（升温快）。 结论：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。 8 实验二：两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度的变化。 哪一侧容器内的电阻丝通过的电流小？为什么？ 右侧容器内的电阻丝通过的电流小，因为并联在容器外部的电阻丝分去了一半的电流。 一、电流的热效应 9 一、电流的热效应 并联的电阻丝为什么要放在容器的外部？ 防止该电阻丝产生的热量影响到容器内空气的温度变化。 （控制电阻相同） 若把容器外部的并联电阻丝一起放入容器内，则哪一侧的U形管中液面高度变化更大？为什么？ 只有一个电阻丝的一侧的U形管中液面高度变化更大；因为两个电阻丝并联后的总电阻比其中一个电阻丝的电阻还要小，通过一个电阻丝的电流等于通过两个并联电阻丝的电流之和，所以电流相同和通电时间相同时，一个电阻丝产生的热量比两个电阻丝 并联后产生的总热量要多。 10 一、电流的热效应 你看到了什么现象？说明了什么？ 现象：只有一个电阻丝的一侧的U形管中液面高度变化更大（升温快）。 结论：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。 11 一、电流的热效应 （3）分析与论证 以上的实验用了什么物理学的研究方法？ ①控制变量法。 ②转换法：U形管两侧液面的高度差反映出电阻丝产生热量的多少。 除了使用U形管，还可以使用什么仪器或者方法来反映出产生热量的多少？ 使用温度计测量密闭容器内空气温度的变化。 （U形管中液面高度的变化会使实验现象更明显） 12 一、电流的热效应 综合以上的实验，得到的结论是： 电流通过导体时产生热的多少（Q）跟电流大小（I）和电阻大小（R）有关，电阻越大，电流越大，产生的热量越多。 如何设计实验，探究电流通过导体时产生热的多少（Q）与通电时间（t）的关系？ 结论：在电阻相同、电流相同的情况下，通电时间越久，这个电阻产生的热量越多。 13 一、电流的热效应 小试牛刀：某学习小组在吕老师的指导下，探究电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关，他们使用的实验器材如图甲所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中两侧液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。 （1）请你用笔画线代替导线，把图甲中的实验器材连接成正确的实际电路。 （要求：滑动变阻器滑片向左滑动时，电路中的电流变小） 14 一、电流的热效应 （2）实验中通过观察 从而反映出电阻丝产生热量的多少，这种物理学研究方法叫       。 （3）连接电路，闭合开关，通电一段时间后，   （选填“左”或“右”）侧的U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在 和 均相同的情况下，电阻越 ，所产生的热量越 。 U形管两侧液面的高度差 转换法 右 电流 通电时间 大 多 15 一、电流的热效应 （4）使两个密闭容器中的电阻丝阻值一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻丝和这个容器内的电阻丝并联一起（如图乙所示），换接到图