18.4焦耳定律 课件- 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

课题4　焦耳定律 1.通过生活实例,认识电流的热效应。 2.能在实验的基础上认识焦耳定律,会用焦耳定律进行计算。 课前一问  如图所示,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? 答案:电炉是根据电流的热效应制成的;电炉在使用时,电炉丝和导线串联,I电炉=I导线,通电时间t相同,因为Q=I2Rt,R电炉>R导线,所以电流产生的热量Q电炉>Q导线,从而出现电炉丝热得发红,而与电炉丝相连的导线却不怎么发热的现象。 知识点一　电流的热效应 重点整理 1.电流的热效应 电流通过导体时　 　,这个现象叫做电流的热效应。 2.探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关 (1)实验装置图 电能转化为内能 甲 乙 (2)转换思想:利用　 　来反映电阻丝产生热量的多少。  (3)控制变量:图甲是探究电流产生的热量与　 　的关系,应该控制　 　和　 　相同。  图乙是探究电流产生的热量与　 　的关系,应该控制　　 . 和　 　相同。  (4)实验结论 ①在电流相同、通电时间相同的情况下,　 　越大,这个电阻产生的热量越多。  U形管液面高度差 电阻 通过电阻丝的电流 通电时间 电流 电阻丝的阻值 通电时间 电阻 ②在电阻相同、通电时间相同的情况下,　 　越大,这个电阻产生的热量越多。  ③在电阻和电流相同的情况下,　 　越长,这个电阻产生的热量越多。  通过电阻的电流 通电时间 典型例题 例1　将规格都是“220 V 200 W”的一台电冰箱、一台电脑和一张电热毯,分别接入同一家庭电路中,若通电时间相同,则下列说法正确的是(　 　) A.电冰箱产生的热量最多 B.电脑产生的热量最多 C.电热毯产生的热量最多 D.三者产生的热量一样多 D 例2　如图为“探究焦耳定律”的实验装置。两个相同的烧瓶中密封初温相同、质量相等的煤油,通电一段时间后,右侧玻璃管中液面比左侧高。下列说法正确的是(　 　) A.通过玻璃管中液面的高度判断电流产生热量的多少,这种方法是控制变量法 B.右侧电阻丝的阻值比左侧小 C.通过右侧电阻丝的电流比左侧小 D.该装置用于探究电流通过导体产生的热量多少与电阻大小的关系 D 举一反三 1.某同学为探究电流通过导体产生热量的多少跟电阻的关系,设计了如下电路图,其中正确的是(　 　) B A B C D 2.在探究电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关时,用如图所示的实验装置是探究电流通过导体产生的热量与(　 　) A.导体电阻大小的关系 B.通过导体的电流大小的关系 C.导体的长度的关系 D.通电时间的关系 B 知识点二　焦耳定律 重点整理 1.内容:电流通过导体产生的热量跟　 　成正比,跟 　 　成正比,跟　 　成正比。  2.公式:　 　(普遍适用)。  3.导出公式:在纯电阻电路中Q=W=　 　=　 　=　 　=　 　。  电流的二次方 导体的电阻 通电时间 Q=I2Rt Pt UIt I2Rt 4.电热与电功的关系 物理量 电热 电功 计算公式 Q=I2Rt W=UIt 功率 P热=I2R P电=UI 关系 在纯电阻电路中:W=Q,P电=P热(电能全部转化为内能) 在非纯电阻电路中:W>Q,P电>P热(只有部分电能转化为内能,如电动机工作时,电能主要转化为机械能,有少量的电能转化为内能,所以有W=Q+W机) 典型例题 例1　某公司在手机及其他通信设备的设计制造方面研发了诸多高新科技成果。以手机“超级快充”技术为例,配套的快充充电器以较强的电流不到半小时就能使电池充达一半以上,极大方便了人们的使用。但观察发现,“超级快充”的充电线比普通手机充电线要粗一些,请你从线路安全的角度来分析这样设计的好处。 答案:在其他条件相同时,充电线越粗,即电线的横截面积越大,电阻越小,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当电流和时间相同时,粗的充电线产 生的热量较少,更安全一些。 例2　一台线圈电阻为0.3 Ω的电动机,接在12 V的电源上时,通过电动机的电流为0.5 A,在2 min内电流产生的热量是多少?消耗的电能是多少? 解:电流产生的热量Q=I2Rt=(0.5 A)2×0.3 Ω×60×2 s=9 J, 电动机消耗电能W=UIt=12 V×0.5 A×60×2 s=720 J。 举一反三 1.如图所示,取口香糖锡纸,剪成