6.3 焦耳定律 课件 2023-2024学年教科版物理九年级上册

第六章 电功率 第3节 焦耳定律 1 学习目标 2 课时导入 3 感悟新知 4 随堂检测 5 课堂小结 电流通过灯丝时，电能转化为内能，灯丝变得灼热而发光 情境导入 1. 电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能的现象。 2. 探究电流热效应的影响因素 (1)实验方法：转换法、控制变量法。 知识点 电流的热效应 1 感悟新知 实验详解 1. 转换法： (1)通过U 形管两边液面高度的变化来反映密闭空气温度的变化，从而反映电阻丝产生热量的多少； (2)通过观察玻璃管中液面高度的变化来反映产生热量的多少； (3)用温度计测量液体温度的升高情况来观察产生热量的多少； (4)通过气球的膨胀程度来反映产生热量的多少等。 2. 控制变量法：实验一是通过串联保证通过导体的电流相同；实验二中，控制导体电阻和通电时间相同，调节滑动变阻器的滑片，从而改变通过导体的电流，探究电热与电流的关系。 (2)实验方案设计 实验一：如图1 甲所示，R1 ≠ R2，可探究电流通过导体时产生热量的多少与导体的电阻的关系。 实验二：如图1 乙所示，探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系。 实验三：如图1 乙所示，探究电流通过导体时产生热量的多少与通电时间的关系。 (3)实验结论 实验一结论——在通过导体的电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，电流通过导体时产生的热量越多。 实验二结论——在导体的电阻和通电时间相同的情况下，通过导体的电流越大产生的热量越多。 实验三结论——在通过导体的电流和导体的电阻相同的情况下，通电时间越长产生的热量越多。 [中考·绥化] 如图2 所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。 例1 8 (1)实验中通过观察_____________________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是______(填序号)。 ①探究物体的动能跟哪些因素有关 ②探究杠杆的平衡条件 液面的高度差 ① 9 解析：实验中通过观察液面的高度差的变化来反映电阻产生热量的多少，这是转换法；探究物体的动能跟哪些因素有关的实验中，用木块在水平面上被推开的距离的长短来反映物体的动能的大小，也是转换法，故选①。 10 (2)连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图2 甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下， ______越大，产生的热量越多。 电阻 解析：在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大， 产生的热量越多。 11 (3)图中U 形管______(填“是”或“不是”)连通器，乙图装置中R3 与R2 并联，目的是使通过R1 与R2 的______不同。 不是 电流 解析：图中U 形管只有一侧上端开口，不是连通器；乙图装置中，R1=R2=R3，其中R3 与R2 并联，根据并联电路的电流关系可知，目的是使通过R1 与R2 的电流不同。 12 (4)某小组在利用图2乙装置实验时，发现左右两侧U 形管液柱上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好，请你分析实验现象不同的原因可能是： ____________ 。 电阻R3 断路 13 解析：在利用乙图装置进行实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，说明两侧产生的热量相等，即 R 左=R 右。故实验现象不同的原因是电阻R3 断路。 14 特别提醒 实验中用电阻丝对空气加热可以缩短实验时间，并会使实验现象更加明显。实验中应使两容器密闭且封闭等量的空气，不能漏气。 15 思想方法 在填充实验结论时，也可以依据教材已有的结论来填充，这里采用的是逆向思维法。 16 1. 内容 电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2. 焦耳定律公式及各物理 量的单位 公式 Q=I2Rt 物理量及单位 电流I A 电阻R Ω 通电时间t s 热量Q J 知识点 焦耳定律 2 (1)公式的意义：公式反映的是电流通过导体时产生热效应的规律，定量地揭示了电能转化为内能的规律。 (2)适用范围：公式是由实验总结出来的，只要是电流所产生的热量，都可以利用这一公式进行计算。 3. 电热的计算 (1)在纯电阻电路中，Q=W=Pt=UIt= t=I2Rt。 (2)在非纯电阻电路中，电热只能用Q=I2Rt 计算。 4. 在纯电阻电路中，电热与电阻的关系 (1)在只有R1 和R2 的串联电路中，通电时间相同时，电热与电阻成正比，即Q1 ∶ Q2=R1 ∶ R2。 (2)在只有R1 和R2 的并联电路中，通电时间相同时，电热与电阻成反比，即Q1 ∶ Q2=R2 ∶ R1。 拓展延伸 电功与电热的关系： 概括地说，电功和电热是整体与局部、全体与部分的关