第十八章第4节 焦耳定律 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

第十八章第4节 焦耳定律 他的妈妈是怎么判断的？ 快点啊!老妈回来知道我看电视就惨了！ 2 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。 你能举出哪些例子？ 3 一 电流的热效应 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。 通 电 4 练一练 1、下列四种用电器中，利用电流热效应工作的是（ ） A．洗衣机　 B．电脑　　C．电饭锅　　D．电风扇 C 5 温度很高 没有感觉 ①电炉丝和导线通过的电流相同吗? ②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可能跟什么因素有关? 6 演示实验：电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 猜想 电阻、 电流、 通电时间 实验方法 ①当一个物理量被猜想与多个因素有关，采用什么方法？ ②对不易测量或观察的物理量，采用什么方法？ 产生热量的多少 控制变量法 转换法 7 演示实验：电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 气体受热膨胀 观察U形管中液面高度的变化 观察温度计示数的变化 产生热量的多少 转换法 液体温度升高 8 演示实验：电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 实验1：研究电热与电阻关系 ——控制电流、通电时间相同 R1=5 Ω R2=10 Ω 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 9 演示实验：电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 实验2：研究电热与电流关系 ——控制电阻、通电时间相同 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 I=2I1 R=5 Ω R=5 Ω R=5 Ω I1 10 演示实验：电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 实验3：研究电热与通电时间关系 ——控制电流、电阻相同 在电阻相同、电流相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量 。 越多 11 　　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 12 1、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。 二 焦耳定律 2、公式： Q = I2Rt J A Ω s 3、单位：焦耳（J） 1 J = 1 A2·Ω·s 单位统一为国际单位 13 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? 电线和电炉串联，电炉的电阻比电线的电阻大的多，根据焦耳定律Q=I²Rt可知，在I和t相同时，电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。 14 例1：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？ 二 焦耳定律 解： I = U R = 36V 60Ω =0.6A Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J t = 5min=300s 在这段时间内，消耗多少电能？ 解： W=UIt=36V×0.6A×300s=6480J 电流产生热量多少=消耗电能多少 15 例2：一电动机线圈的电阻为1Ω，线圈两端所加电压为2V时，电流为0.8A，电动机正常工作。求电动机正常工作60s内电流通过电动机时产生热量。 二 焦耳定律 在这段时间内，消耗多少电能？ 解： W=UIt=2V×0.8A×60s=96J Q=I2Rt=(0.8A)2×1Ω×60s=38.4J 解： 为什么电流产生热量的多少不等于消耗电能的多少，部分电能去哪里了？ 16 二 焦耳定律 焦耳定律：Q = I2Rt （1）纯电阻用电器把电能全部转化为内能， 即W=Q； 所以UIt=I2Rt。 电功等于电热， （2）非纯电阻用电器把电能转化为内能和其它形式的能。 W=Q+W其它， 即W>Q； 所以UIt>I2Rt。 电功：W = UIt 如：电暖器、电饭锅、电炉等。 如：洗衣机、电扇（含有电动机）等。 U=IR 符合欧姆定律 U>IR 不符合欧姆定律 W = t U2 R W = I2Rt 由此可见，欧姆定律不是普遍适用的！ 17 二 焦耳定律 （3）电动机的效率: 电能（W） 内能（Q）+机械能（E） W = UIt Q = I2Rt E = W–Q W额 W总 W有 W总-W额 W总 = η = W有 W总 18 1、将一台“220V 100W”的电风扇，一个“2