18.4 焦耳定律 课件---2024-2025学年 九年级全一册物理 人教版

焦耳定律 学习目标： 1.知道电流的热效应。 2.知道焦耳定律。 3.知道电热的利用和防止。 2 导入新课 我们看到取暖器电阻丝逐渐发红变亮，产生热量而导线却不怎么热！为什么呢？ 电流的热效应 一. 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，这个现象叫做电流的热效应。 4 生活中利用电流热效应的用电器 电热壶 电烤箱 电炉 电饭锅 热水器 电热器 5 　　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?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? ①可能与电阻有关。电阻越大，电流热效应越大。 电流的热效应与那些因素有关？ ②可能与电流有关。电流越大，电流热效应越大。 ③可能与通电时间有关。通电时间越长，电流热效应越大。 思考 猜想与假设 6 实验装置 7 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。 控制变量法 实验目的 实验方法 实验原理 8 实验1：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 　　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 实验2：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5Ω R =5Ω I1 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。 10 结论1：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。 结论2：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。 结论3：在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。 实验结论 11 Q = I ² R t 热量 电流 电阻 时间 J A Ω S 公式： 物理量： 单位： 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 12 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 物理学史 13 当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即：Q = W = UIt = I2Rt (如：电暖器、电饭锅、电炉子等) 此时：Q=W=Pt=UIt = U2 R t 适用于纯电阻电路（只发热） = I2Rt 【问题回顾】电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？ 原因：导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。 电能和电热关系 14 三. 电热的利用和防止 1．电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 原理：利用电流的热效应，把电能转化为内能 15 (1)电热的危害:轻则用电器烧坏；重则引发火灾。 2.电热的防止 散热窗 散热片和风扇　 散热片 (2)防止措施有： 设法减少产生的热量。 可以设法散热。 16 某校师生自制了一台电烘箱.电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量.求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻. 解：电烘箱功率 由Q=I2Rt得电阻丝工作时电阻 两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_____；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1︰3，在相等的时间里产生的热量之比为______。 4︰3 1︰9 课堂练习 18 课堂小结 3.电热的利用和防止 1.电流的热效应 2.焦耳定律 内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成______， 跟导体的电阻成______， 跟通电时间成______。 公式：_________ 电能全部转化为内能：_____________ Q＝I2Rt Q＝W＝UIt 正比 正比 正比 19 $$