6.3 焦耳定律 课件-2024-2025学年教科版九年级上册物理

6.3 焦耳定律 教科版九年级物理上册 教学目标 1.物理观念： 知道电流的热效应；了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。有安全用电和节约用电意识。 2.科学思维： 通过电热的利用和防止知识的学习，认识到科学也是辩证的统一。 教学目标 教学目标 3.科学探究： 通过实验探究电流的热效应跟电流大小的关系，学习控制变量法，经历探究的过程。 4.科学态度与责任： 通过探究电流的热效应跟电阻、电流大小的关系，认识科学探究的重要性。使学生体会到物理与生活生产的紧密联系，培养学生将物理知识主动应用于生产生活的意识。 教学目标 教学重点 焦耳定律及应用。 教学难点 探究电流的热效应与电阻的关系 新知导入 电流通过灯丝时，电能转化为内能，灯丝变得灼热而发光。 新知导入 新知导入 电流通过电热器的电热丝时，电能转化为内能。 新知导入 电流通过灯泡的灯丝时，灯丝变得灼热而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的热效应（heating effect）。 新知讲解 如图所示，将钉子垂直穿过橡皮盖，选一条金属丝，两端分别绕在钉子的尖端，装好后放入玻璃瓶内。钉子之间的细金属丝就如同电灯泡的灯丝。 动手做 自制灯泡 新知讲解 新知讲解 钉子之间的细金属丝就如同电灯泡的灯丝。当电流通过时，金属丝迅速发热并变红，当很快就烧掉了。换用不同材质、不同粗细、不同长度的金属丝，接通电源，观察现象。 动手做 自制灯泡 新知讲解 在这短暂的时间内，你经历了发明家爱迪生发明灯泡的过程。 动手做 自制灯泡 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 我发现亮度不同的灯泡，灯丝的粗细不同。 长度相同，粗细不同的灯泡，电阻不同。 看来灯泡的热效应跟灯丝的电阻有关。 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 制定计划与设计实验：自制3个如图所示的“灯泡”，其内金属丝分别选用电阻值相同的镍铬合金丝2条和电阻值不同的镍铬合金丝1条。瓶盖中间打一孔，插入带有红色液柱的玻璃管，给金属丝通电，观察玻璃管中红色液柱的上升情况，就可以比较电流通过镍铬合金丝产生的热量。 R1 R2 R1 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 制定计划与设计实验：取三个“灯泡”的电阻为R1、R2和R1，我们分两步进行实验： 1.串联电路各处电流相等。将R1和R2串联，观察电流相同时，产生的热量与电阻大小的关系。 S E R1 R2 P 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 进行实验与收集证据： 1.将R1和R2串联，观察电流相同时，产生的热量与电阻大小的关系。 S E R1 R2 P R1 R2 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 进行实验与收集证据： 1.将R1和R2串联，观察电流相同时，产生的热量与电阻大小的关系。 S E R1 R2 P R1 R2 实验现象：串联时，电阻大的液柱上升快。 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 进行实验与收集证据： S E R1 R2 P R1 R2 实验现象：串联时，电阻大的液柱上升快。 实验表明：在相同时间内，电流相同时，电阻较大比电阻较小的导体产生的热量多。 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 制定计划与设计实验： 2.并联支路两端电压相等。将R1和变阻器串联，再与R1并联接入电路，观察电阻相同时，产生的热量与电流大小的关系。 S E R1 R1 P 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 制定计划与设计实验： 2.并联支路两端电压相等。将R1和变阻器串联，再与R1并联接入电路，观察电阻相同时，产生的热量与电流大小的关系。 S E R1 R1 P R1 R1 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 进行实验与收集证据： 2. 将R1和变阻器串联，再与R1并联接入电路，观察电阻相同时，产生的热量与电流大小的关系。 S E R1 R1 P R1 R1 现象：电阻相同时，电流大的液柱上升快。 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 进行实验与收集证据： S E R1 R1 P R1 R1 现象：电阻相同时，电流大的液柱上升快。 实验表明：在相同时间内，电阻相同时，电流较大比电流较小的导体产生的热量多。 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 分析论证： R1 R1 实验表明：在相同时间内，电流相同时，电阻较大比电阻较小的导体产生的热量多；电阻相同时，电流较大比电流较小的导体产生的热量多。 R1 R2 新知讲解 一、电流的热效应与什么因素有关 分析论证： R1 R1 从能量角度来说，电能转化为内能的过程，是用电器消耗电能做功的过程。所以，我们可以利用电功关系进行理论探究。 R1 R2 新知讲解 如图所示，将R1和R2串联，接在电源上，通过它们的电流应该是相等的。通电一段时间后，对这两端镍铬合金丝产生的热量就是电流所做的功。 理性探究：热效应与电阻的关系 S E R1 R2 P 即Q=W 电流所做的功W=UIt， 根据欧姆定律导体两端电压U=IR，所以Q=W=UIt=IR×It=I2Rt， 即电热Q=I2Rt。 新知讲解 英国物理学家焦耳做了大量实验于1840年最先精确地确定了电流通过导体产生的热量（电热）与电阻、电流、通电时间的关系。 电流通过导体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。这个规律叫做焦耳定律（Joule law）。 公式表述：Q=I2Rt。 二、焦耳定律 焦耳（1818-1889） 新知讲解 焦耳定律 公式表述：Q=I2Rt。 热量Q的单位：J 电流I的单位：A 电阻R的单位：Ω 时间t的单位：s 二、焦耳定律 焦耳（1818-1889） 焦耳（1818-1889）英国物理学家，用40多年时间做了400多次试验，研究热与功的关系，得出焦耳定律。 新知讲解 在生活和生产中，许多地方要利用电热。根据电流的热效应，人们制造出电烤箱、电熨斗、电烙铁、白炽电灯等电器。 三、电流的热效应的利用与危害 电水壶 电炉 电熨斗 新知讲解 在生活和生产中，许多地方要利用电热。根据电流的热效应，人们制造出电烤箱、电熨斗、电烙铁、白炽电灯等电器。 三、电流的热效应的利用与危害 电饭煲 电烤炉 电热孵化器 新知讲解 利用电热。根据电流的热效应，人们制造出电烤箱、电熨斗、电烙铁、白炽电灯等电器。 电流还用于熔化和焊接金属。 三、电流的热效应的利用与危害 电焊接 电切割 新知讲解 防止电热危害。有很多情况下，我们并不希望导体的温度过高，要设法减少电热。例如在电路中，由于导线有电阻，也要产生热量，容易使导线的绝缘外皮迅速老化，甚至可能烧坏，这就需要考虑如何减少产生的热量。焦耳定律是我们解决这些问题的理论依据。 三、电流的热效应的利用与危害 新知讲解 防止电热危害。有很多情况下，我们并不希望导体的温度过高，要设法减少电热。 三、电流的热效应的利用与危害 在各种电器的线路板中，用铜箔或银箔做导线，可减小导线电阻，避免电器温度过高。 新知讲解 防止电热危害。有很多情况下，我们并不希望导体的温度过高，要设法减少电热。 三、电流的热效应的利用与危害 电脑，电视机的散热窗，避免电器温度过高而损坏。 新知讲解 防止电热危害。有很多情况下，我们并不希望导体的温度过高，要设法减少电热。 三、电流的热效应的利用与危害 输电导线常采用铝线或铜线作为芯线，是为了减小电热造成能量损耗。 新知讲解 防止电热危害。有很多情况下，我们并不希望导体的温度过高，要设法减少电热。 三、电流的热效应的利用与危害 输电导线常采用铝线或铜线作为芯线，是为了减小电热造成能量损耗。 新知讲解 例题 标有“220V 880 W”电热水器，正常工作时，通过它的电流是多少？电阻是多少?通电100s产生的热量是多少？ 解: （1）正常工作通过的电流==4A （2）电阻==55Ω （3）产生的热量 Q=W=Pt=880W╳100s =8.8╳104J 新知讲解 例题 标有“220V 880 W”电热水器，正常工作时，通过它的电流是多少？电阻是多少?通电100s产生的热量是多少？ 解: （1）正常工作的电流 ==4A （2）电阻==55Ω （3）产生的热量 Q=W=Pt=880W╳100s=8.8╳104J 另解：Q=I2Rt =(4A)2╳55Ω╳100s=4.4╳104J 课堂练习 1.下列说法不正确的是（ ） A. 电能转化为内能的现象叫做电流的热效应 B. 影响电热的因素有电流、电阻和通电时间 C. 电流通过导体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。 D. 电流通过手机不产生电热 D 课堂练习 课堂练习 2.下列用电器不是利用电流的热效应的是（ ） A.电饭煲 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烙铁 C 课堂练习 3.下列设备是利用电流热效应工作的是（ ） A. 输电导线用铝线 B. 输电线用铜线 C. 在各种电路板上用铜箔或银箔做导线 D. 养鸡场的电热孵化器 D 课堂练习 4.下列设备是利用电流热效应工作的是（ ） C A.洗衣机 B.电冰箱 C.电熨斗 D.电话机 课堂练习 5.一只灯泡灯丝断了，把断了的灯丝搭在一起，下列说法正确的是（ ） A.灯泡比原来暗一些 B.灯丝电阻比原来大一些 C.灯泡的实际功率大一些 D.灯泡的实际功率小一些 C 课堂总结 1. 电流的热效应与什么因素有关 (1)电流通过导体，导体发热的现象叫做电流热效应。实质：电能转化为内能。 (2)实验探究：将电流产生的热量转化为液柱变化。控制变量电流、通电时间、电阻。电热与电流、电阻、通电时间有关 (3)理性探究：电热器Q=UIt=IR×It=I2Rt 2.焦耳定律：电流通过导体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。 公式表述：Q=I2Rt。 3.电流热效应的利用与危害 利用电热加热：电热器、电焊接、电切割 防止电热危害，减小电阻，散热。 课堂总结 板书设计 1. 电流的热效应与什么因素有关 (1)电流通过导体，导体发热的现象叫做电流热效应。实质：电能转化为内能。 (2)实验探究：将电流产生的热量转化为液柱变化。控制变量电流、通电时间、电阻。电热与电流、电阻、通电时间有关 (3)理性探究：电热器Q=UIt=IR×It=I2Rt 2.焦耳定律：电流通过导体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。 公式表述：Q=I2Rt。 3.电流热效应的利用与危害 利用电热加热：电热器、电焊接、电切割 防止电热危害，减小电阻，散热。 板书设计 作业布置 1.课堂作业P97.T3 2.家庭作业P97.T1、T2、T4。 P97家庭实验室 做一个简单电热器 P97物理在线 大停电 作业布置 课程结束 教科版九年级物理上册 $$