18.4 焦耳定律 课件 2024-2025学年人教版物理九年级全一册

人教版 第十八章第四节 焦耳定律 延时符 1 思考：这些用电器工作时有什么共同特点？ 用电器工作时都要消耗电能，都要发热。 　　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? 　　 想想议议 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 猜想与假设： 可能与___ 因素有关 电压、电流、电阻、通电时间 设计实验 （小组讨论完成以下问题） 1.要研究电流通过导体产生的热量与电阻的关系，需要保持哪些物理量不变，哪些物理量改变？如何做到？ 2.要研究电流通过导体产生的热量与电流的关系，需要保持哪些物理量不变，哪些物理量改变？如何做到？ 3.如何反映电热的大小？ 4.本实验用了哪些实验方法？ 利用串联保持电流相同，用阻值不同的电阻 用阻值相同的电阻，利用并联去改变电流 控制变量法 转换法 可以利用煤油（煤油的比热容小） 小组合作探究一 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 演示实验 实验装置 ＿ 这套实验装置通过容器中空气的热膨胀改变U形管中液面 的高度，U形管中液面高度变化越大，代表电流通过导体产生的热量越多。 实验1：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 电热与电阻的关系 结论：　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。 实验2：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω I1 电热与电流的关系 　　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。 　　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 　　1．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。 　　2．公式：Q = I2Rt  　　3．单位：焦耳（J） 二、焦耳定律 例题：一电热水器电阻丝的阻值为48．4Ω，正常工作时的电流为4．55A，工作10min放出的热量为多少？消耗的电能是多少？ 比如一个电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生热量等于1000J吗？ 解：Q=I2Rt=（4.55 A）2×48.4Ω×600s=6.012×105J W=UIt=IRIt=4.55A×48.4Ω×4.55A×10×60s=6.012×105J 　　1.纯电阻电路：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。 　　2．非纯电阻电路：当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 　　W＞Q热 三、电能和电热关系 电能 内能+机械能 小组合作探究二 什么情况下用电器消耗的电能的和电流产生的热量相同呢？ 　　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? 想想议议 小组合作探究三 　　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。 1．电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 　　电热器的优点: 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。 四、电热的利用和防止 　　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。 2．电热的危害 课堂小结 焦耳定律的实验和内容 电热的利用和危害 $$