第十八章 第4节 焦耳定律 ----2024-2025学年人教版物理九年级上学期

第十八章 第四节 焦耳定律 人教版 初中 物理 创设情景，引入新课 1. 用手去摸用了比较长时间的希沃白板，会有什么感觉？为什么？ 2. 电炉接通后，当人靠近电炉时会有什么感觉？为什么？ 3. 用小灯泡进行比较长时间的实验后，用手去摸小灯泡时，会有什么感觉？为什么？ 感觉发烫 这是电流的热效应 小朋友做作业时看电视是家长不允许的，在家长回家时，小朋友关掉了电视机，但家长还是知道小朋友看了电视，为什么？ 一、电流的热效应 1. 请举例说明电流的热效应在生产生活中的应用。 一、电流的热效应 2. 电流的热效应 （1）电流通过导体时电能转化成内能的现象，这个现象叫做电流的热效应。 （2） 电能 内能 （3）在生活中，很多的用电器通电以后会产生热现象。 （4）请举例说明生活中利用电流的热效应来工作的用电器。 一、电流的热效应 3. 演示实验与思考： （1）用电热水壶加热水，请大家观察水壶中温度计的示数变化情况。 （2）给电炉通电，发现电炉丝热得发红，而跟它相连的导线却不怎么热，为什么？ （3）电流通过导体发热时，有的导体发热快，有的发热慢，那么电流通过导体发热与哪些因素有关？ 4. 猜想与假设： 与R有关，R越大，电流热效应越大； 与I有关，I越大，电流热效应越大； 与通电时间有关，T有的，放热越多 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 演示实验： 思考：有什么方法和器材来观察看不见的物理量的变化情况？ 转换法 电热，让液体受热膨胀，用转换法观察产生热量的多少。 实验时同时用到了控制变量法和转换法。 （1）在I、t相同时，研究Q与R的关系； （2）在R、t相同时，研究Q与I的关系； （3）在I、R相同时，研究Q与t的关系。 实验1：研究电热与电阻关系 实验时，我们要控制哪一些物理量不变？ 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。 怎样比较电阻丝发热的多少？ 实验现象：电阻大的发热多。 实验结论： 思考：在上面的实验中，除了用观察液柱的变化快慢表示电阻发热的多少外，还有什么方法也可以表示电阻发热的多少呢？ 在被加热的密闭的容器中插入温度计，观察温度计示数的变化来反映电阻发热的大小。 实验2：研究电热与电流关系 实验时，我们要控制哪一些物理量不变？ 怎么理解右边的两个5欧的电阻的用意？ 怎样比较给液体加热的两个5欧电阻的电流的大小？ 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。 实验结论： 思考：怎样用实验来研究Q与t的关系？ 1. 焦耳（ 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。 二、焦耳定律 2．内容：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 3． 公式： Q = I2 R t  意义： 单位： 热量 电流 电阻 通电时间 J A Ω S 4. 纯电阻电路： 电能 内能 W Q UIt I2 Rt 5. 非纯电阻电路： UIt I2 Rt ＝ ＞ W Q ＋ E其它 电能 内能 ＋ 其它形式的能 例题： 一根 100 Ω 的电阻丝接在 100V的电源两端，在 10min内共产生多少热量? 解： I=U/R=100V/100Ω=1A Q=I2Rt =(1A)2×100Ω×10×60S =0.6×105J 答：在10min内共产生0.6×105j的热量。 方法二：因为这是个纯电阻电路 所以，Q=W=U2/R t Q=(100V)2/100Ω×10×60s =60000j 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? 思考： 答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。 三、电热的利用和防止 1．电热的利用 （1）请举例说明生活中电热的利用的实例。 （2）电热器的优点有哪些？ 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 三、电热的利用和防止 2．电热的危害 （1）请举例说明电热的危害有哪一些？ 电风扇散热 散热孔散热 电视机后面的散热孔 （2）很多情况下我们并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；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 课堂小结 电流的热效应 焦耳定律 电热的利用和危害 $$