18.4 焦耳定律 课件-2023-2024学年人教版物理九年级全一册

18.4 焦耳定律 1、探究通电导体产热与电阻关系 电炉丝通电一段时间后热得发红 电暖气通电一段时间后热得发红 电暖器 生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生. 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 电流的热效应 电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，导线却几乎不发热？ 电流 电阻 通电时间 实验方法 控制变量法 电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？ 猜想： 怎样判断电流通过导体产生热量多少？ 电流产生热量 盒内空气吸热 体积膨胀 液面高度差 用U形管两侧液面高度差来反映电流通过导体时产生热量的多少 探究：电流通过导体时产生的热量跟电阻是否有关？ 两个不同的电阻串联在电路中，电流和通电时间相同 进行实验 实验1：探究通电导体产热与电阻关系 在电流、通电时间相同时，电阻越大产生的热量越多 R/Ω 5 10 △h 较小 较大 探究：电流通过导体时产生的热量跟电流是否有关？ 怎样改变电流？ 哪个电阻放进容器中加热？ 进行实验 实验2：探究通电导体产热与电流关系 电阻R相同 电阻 R3 R1 电流 较大 较小 △h 较大 较小 在电阻、通电时间相同时,通过电阻的电流越大,产生的热量越多。 电流产生热量多少跟通电时间的关系 结论三 在电阻与电流相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。 焦耳定律 英国物理学家 焦耳 1818-1889 焦耳定律 James Prescott Joule 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。 内容 公式 Q=I2Rt 单位 Q： I： R： t 热量 单位：J 电流 单位：A 电阻 单位：Ω 时间 单位：s 单位 J=A2·Ω·s 电能和电热的关系 非纯电阻电路 电能转化为其他形式的能和内能。W＞Q 实例：电风扇、转动的电动机、电视、电脑、电池充电 电功:W=UIt=Pt 电热:Q=I2Rt 电功率:P=UI= W t 纯电阻电路 电能全部转化为内能（只发热）。W=Q 实例：白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、卡住的电动机 W=Q=UIt=Pt=I2Rt= U2 R t P=UI= =I2R= W t U2 R 分析与论证 电炉丝和导线通电一段时间后，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 因为电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，所以根据焦耳定律Q=I²Rt可知，在相同时间内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。 　　一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量? 例 解： I =　 =　　　= 0.6 A U R 36 V 60 Ω Q=I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J 前者 前提条件： 电压相同 公式： U2 R t Q= （并联） 后者 前提条件： 电流相同 Q=I2Rt 公式： （串联） 电热的利用 用来加热 用电热孵化器孵小鸡 电热的防止 有时不希望用电器的温度过高.如：电视机的后盖有很多孔,为了通风散热;电脑用微型风扇散热等。 电热的利用和防止 电热器的档位分析 在电压一定时，电热器所处的状态（指高、中、低温档）由接入电阻的相对大小决定。电路中接入的电阻最小时，实际功率最大，电热器处于高温档；电路中接入的电阻最大时，实际功率最小，电热器处于低温档。 在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？ 解：导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，导线连接处与导线串联在电路中，通过的电流相等、通电时间相等，由Q=I2Rt可知，连接处产生的热量较多，往往比别处更容易发热，加速导线老化，甚至引起火灾。 Lavf57.83.100 Lavf58.76.100 Lavf58.76.100 Lavf57.62.100 $$