18.4　焦耳定律 课件 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

第4节　焦耳定律 第十八章 电功率 ·物理 01 学习目标 02 课前预习 03 课堂导学 04 重难易错 05 随堂小测 C NTENTS ·物理 (2022年版)课程标准 学习目标 通过实验，了解焦耳定律.能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象. 1.知道电流的热效应. 2.(重点)通过探究知道电流的热效应与哪些因素有关. 3.知道焦耳定律. 4.知道电热的利用和防止. ·物理 阅读教材P99~P101，可知： 一、 电流的热效应 1.概念：电流通过导体时将　 　能转化为　 　能，这种现象叫做电流的热效应.  　内　 　电　 ·物理 2.电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？实验表明： (1)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　 　(选填“多”或“少”).  (2)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　 　，这个电阻产生的热量越多.  (3)由此可知，电流通过导体时产生热量的多少与　 、 　 　和　 　有关.  　通电时间　 　电阻　 　电流 　大　 　多　 ·物理 二、焦耳定律 3.内容：电流通过导体产生的热量跟　 　成正比，跟导体的　 　成正比，跟　 　成正比.这个规律叫做焦耳定律.  4.焦耳定律的公式：　 　(适用于所有电路)，其中Q表示热量，I表示电流，R表示电阻，t表示时间.热量的单位是　 　.  5.电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q　 　(选填“>”“<”或“＝”)消耗的电能W. 　＝　 　J　 　Q＝I2Rt　 　通电时间　 　电阻　 　电流的二次方　 ·物理 三、电热的利用与防止 6.电热的利用：家里的电热水器、电饭锅、电熨斗、养鸡场的电热孵化器等. 7.电热的防止：如果电热器聚集的电热过多，温度过高，有可能烧坏用电器，甚至引起火灾.电脑主机里装有风扇、散热窗都是为了　 　.  　通风散热　 ·物理 (1)实验中，通过观察U形管中液面 　 　的变化，来比较电流通过电阻丝产生热量的多少，这里采用了 (选填“转换法”或“控制变量法”). 转换法 知识点一　电流的热效应 【例1】［教材演示实验］小海同学在探究“电流通过导体产生热量的多少与什么因素有关”时，采用如图所示的实验装置，请观察甲、乙两图并回答下列问题：   　高度差　 ·物理 (2)甲装置是用来研究通电时间相同时，电阻丝产生的热量与　 　的关系，通电一段时间后，　 　(选填“左”或“右”)侧容器中U形管中液面的高度差大.   　右　 　电阻　 ·物理 (3)用乙装置进行实验时，电阻R3的作用是使通过R1、R2的电流　 　(选填“相同”或“不相同”)，此处采用了 　 　(选填“转换法”或“控制变量法”).  (4)若乙图中盒外连接的电阻R3阻值由5 Ω更换为3 Ω， 　(选填“仍能”或“不能”)达到更换前的实验效果.  仍能　 　控制变量法　 　不相同　 ·物理 (5)当家庭电路中的导线连接处接触不良时，该处电阻会增大，容易引发火灾.图　 　(选填“甲”或“乙”)的实验结论可以用来解释这种现象.  (6)此实验的依据是电流的　 　效应.下面所列四种用电器中，利用这一原理工作的用电器是　 　(选填字母).  A.电饭锅　 B.电风扇　 C.电视机　 D.计算机 　A　 　热　 　甲　 ·物理 知识点二　焦耳定律 【例2】已知某导体的电阻值为10 Ω，通过它的电流为200 mA，则它两端的电压为　 　V，通电1 min 产生的热量为 　 　J；将阻值为20 Ω的定值电阻R并联在该导体两端，则R在2 min内产生的热量为　 　J.  　24　 　24　 　2　 ·物理 【例3】一台“220 V　440 W”的吸尘器，线圈电阻是10 Ω，正常工作1 min消耗的电能是　 　J，产生的热量是 　 　J，产热功率是　 　W，在这个过程获得的机械能是　 　J.  【例4】若R1∶R2＝3∶5，R1与R2串联后接入电路中，则在相同时间内它们产生的热量之比Q1∶Q2＝　 　；若将R1与R2并联后接入电路中，则在相同时间内它们产生的热量之比Q1∶Q2＝　 　.  　5∶3　 　3∶5　 　2.4×104　 　40　 　2.4×103　 　2.64×104　 ·物理 要点归纳 电热与电功(电能)的关系： (1)纯电阻元件：将电能全部转化为内能(如各种电热器)，电热Q＝电功(电能)W，即Q＝W＝UIt＝＝I2Rt. (2)非纯电阻元件：将电能转化为内能和其他形式的能(如电动机、电风扇、电视机和手机等)，电热Q<电功(电能)W，计算电热只能用Q＝I2Rt，计算电功只能用W＝Pt＝UIt. ·物理 知识点三　电热的利用与防止 【例5】［教材素材改编］下列事例属于防止电热危害的是( ) A.用电饭锅煮饭 B.电热孵化器孵小鸡 C.用电熨斗熨衣服 D.电视机外壳加散热窗 D ·物理 重难点　安全、范围、极值问题 【例6】在如图所示的电路中，电源电压为 4.5 V保持不变，电压表量程0~3 V，电流表 量程0~0.6 A，滑动变阻器R的规格是“10 Ω 　1 A”，灯泡L标有“2.5 V　0.5 A”字样，若 闭合开关S，两电表示数均不超过所选的量程，灯泡两端电压不允许超过额定电压，不考虑灯丝电阻的变化，则电流表的示数变化范围是　 　，灯泡消耗的最小功率为 　 　W，电路消耗的最大总功率为　 　W.  　2.25　 　0.45　 　0.3~0.5 A　 ·物理 方法点拨：(1)先分析电路图，得出灯泡与滑动变阻器的连接方式、电流表和电压表的测量对象.知道灯泡的额定电压和额定电流，根据欧姆定律求出灯泡的电阻； (2)电路中能通过的电流的最大值，不能超过各元件能通过的电流的最大值，则需分析电流表的量程、灯泡和滑动变阻器能通过的电流最大值，再从这些最大值中取最小值；利用P＝UI求电路消耗的最大总功率.当滑动变阻器电阻最大时，电路电流最小，电流表不会被烧坏，电压表示数也变小，所以滑动变阻器可以取最大值；利用欧姆定律求此时电路中的电流，利用P＝UI＝I2R求灯泡的最小电功率. ·物理 “R2”)分别放在如图乙所示的两个相同装置中，实验通过U形管中　 　反映电阻丝产生热量的多少；通过实验分析可知，当电阻和通电时间相同时，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越　 　(选填“多”或“少”). 　R1 　 　液面高度的变化　 1.小明为了探究电流产生的热量与电流大小的关系，利用阻值相等的电阻丝R1、R2、R3，设计了如图甲所示电路，将电阻丝R3和 (选填“R1”或 　多　 ·物理 2.计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是( ) A.UIt　 B.I2Rt　 C.t　 D.三个都可以 B ·物理 3.(2023秋佛山期末)学校创客小组的晓智设计了一种多挡位电热切割刀.如图所示，他用18 V的学生电源，导线若干，开关和两条电阻均为9 Ω的电阻丝R1、R2自制而成.求： (1)当S1闭合、S2断开时，电路中的电流. (2)当S1、S2闭合时，电路的总功率. (3)晓智使用高温挡切割1 min，这个 过程中电路产生的总热量. ·物理 解：(1)由电路图可知，当S1闭合、S2断开时，只有R1工作， 此时电路中的电流：I1＝＝2 A； (2)当S1、S2闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电压特点可知， R2两端的电压：U2＝U＝18 V，则通过R2的电流： I2＝＝2 A， 此时通过R1的电流不变，仍然为2 A， 根据并联电路的电流特点可知，干路的总电流： I＝I1＋I2＝2 A＋2 A＝4 A， 则电路中的总功率：P总＝UI＝18 V×4 A＝72 W； ·物理 (3)当S1、S2闭合时，R1、R2并联，根据并联电路的电阻特点可知，此时电路中的总电阻最小，根据P＝可知，此时电路中的总功率最大，则电热切割刀为高温挡，使用高温挡切割1 min，由P＝可得，这个过程中电路产生的总热量： Q＝W＝P总t＝72 W×1×60 s＝4 320 J. 答：(1)当S1闭合、S2断开时，电路中的电流为2 A； (2)当S1、S2闭合时，电路的总功率为72 W； (3)晓智使用高温挡切割1 min，这个过程中电路产生的总热量为4 320 J. ·物理 $$