18.4 焦耳定律 2024-2025学年人教版九年级全一册物理

第十八章电功率 18.4 焦耳定律 人教版九年物理 1 第十八章第一节电能 电功 本课件内嵌4段视频,无需下载,可以选择点击播放,视频来源于网络,仅供学习参考,著作权归原作者所有,如有侵权联系马上删除。 人教版九年物理 会用焦耳定律进行简单计算。 知道电热的大小与电流、电阻和时间有关,知道焦耳定律。 会用焦耳定律解释生活中的电热的利用与防止。 学习目标 能通过实例认识电流热效应。 1 2 3 4 3 引入新课 我们先来观看一则新闻: 想一想为什么电热毯会引发火灾? 自主探究 生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。 电饭锅 电炉子 电暖风 电褥子 电水壶 使用这些用电器时,热量是从哪里来的? 电流的热效应 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。 一、电流的热效应 电能 内能 6 电流的热效应 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可能跟什么因素有关? 想一想 7 电热与哪些因素有关 二、实验探究 通电导体产生的热量与哪些因素有关? 提出问题: 猜想与假设: 现象一:发光的白炽灯摸起来并不感到十分热,电炉丝产生的热量远远高于白炽灯,查查资料就会发现白炽灯的电流大约是不到0.5A,电炉丝的电流大约是几A。 猜想: 通电导体产生的热量可能与电流有关。 vs 电热与哪些因素有关 现象二:电炉丝和导线串联,电炉丝的材料是镍铬合金,导线的材料是铜丝。 猜想: 通电导体产生的热量可能与导体的电阻有关。 现象三:电炉丝通电时间越长产生热量越多。 猜想: 通电导体产生的热量可能与时间有关。 电热与哪些因素有关 实验方法: 控制变量法 设计实验: 两个电阻为什么要串联? 问题1: 实验1:研究电热与电阻的关系 U型管液面高度差 问题2: 通过什么现象知道产生热量多少? (控制变量法) 保证电流和通电时间相同 (转换法) 气体受热膨胀,U型管液面高度差发生变化 电热与哪些因素有关 在电流和通电时间相同的情况下,电阻越大,电阻产生的热量越多。 实验结论: 电热与哪些因素有关 实验2:研究电热与电流关系 控制哪两个物理量相同? I=2I1 R1=5 R3=5 R2=5 I1 使电阻R1和R2的电流不相等 问题1: 问题2: 并联的电阻R3有什么作用? 电阻和通电时间相同 12 电热与哪些因素有关 在电阻和通电时间相同的情况下,电流越大,电阻产生的热量越多。 实验结论: 13 电热与哪些因素有关 实验3:研究电热与通电时间的关系 问题: 控制哪两个物理量相同? 电流和电阻相同 14 电热与哪些因素有关 在电阻和电流相同的情况下,通电时间越长,这个电阻产生的热量 越多 。 实验结论: 15 焦耳定律 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。根据所测电流通过电阻放出的热量,提出焦耳定律。焦耳的研究为能量守恒定律的建立奠定了基础。 焦 耳 16 焦耳定律 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。 2、公式: Q = I2Rt 焦耳/J 1 J = 1 A2 s 单位统一为国际单位 三、焦耳定律 1、内容: 3、单位: Q R t I 安培/A 欧姆/ 秒/S 17 焦耳定律 Q = W=UIt (1)纯电阻用电器把电能全部转化为内能, 即W=Q; (2)非纯电阻用电器把电能转化为内能和其它形式的能。 W=Q+W其它, 即W>Q 如:电暖器、电饭锅、电炉等。 如:洗衣机、电扇(含有电动机)等。 又因为U=IR 所以 Q = W= UIt =I2R