18.4 焦耳定律 课件 2026-2027学年人教版九年级全一册物理

第4节 焦耳定律 第十八章 电功率 1、知道电流的热效应，通过实验探究电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系。（重点） 2、理解焦耳定律，能用公式Q=I²Rt进行简单的计算。（重点） 3、了解电热的利用和防止，能运用焦耳定律解释相关生活现象。（难点） 电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？ 电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。 生活中许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。 1、现　象： 2、定　义： 3、实　质： 电能转化为内能。 一、电流的热效应 演示：电热与电阻的关系 两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两段电阻丝串联，右侧电阻丝的电阻较大。 实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 演示：电热与电流的关系 两个容器中电阻丝的电阻一样大，在右侧容器外部将另一段电阻丝与容器内的电阻丝并联，通过两个容器中电阻丝的电流不同。 实验表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。 在电流相同、电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多。 1、内　容： 2、公　式： 3、单　位： I—安(A)　R—欧(Ω) 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 Q = I²Rt t—秒(s)　Q—焦(J) 英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先确定了这一规律。 若电流做的功全部用来产生热量，即 Q = W。 因为电功 W = UIt，根据欧姆定律 U = IR， 所以 Q = W = UIt = I²Rt。 可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。 焦耳定律的推导 思考：电流通过用电器时，消耗的电能全部转化为内能（热量）吗？ （1）纯电阻电路：电能全部转化为内能，Q=W。如电炉、电熨斗等。 （2）非纯电阻电路：电能只有一部分转化为内能，Q<W。 （3）例：电动机工作时，W总=UIt，大部分转化为机械能，热量Q=I²Rt只占一部分。 （4）焦耳定律Q=I²Rt对任何电路都适用。 电功与电热 （1）电炉丝为什么热得发红，而导线却几乎不发热？ （2）额定功率大的灯泡电阻小、产热多，与焦耳定律矛盾吗？ 电炉丝与导线串联，电流相同，电炉丝电阻远大于导线，由Q=I²Rt知电炉丝产热多。 想想议议 不矛盾。电压相同时由Q=U²t/R，电阻越小产热越多；电流相同时由Q=I²Rt，电阻越大产热越多。前提不同。 （3）实验中怎样比较电阻丝产生热量的多少？ （4）探究电热与电阻的关系时要控制哪些量相同？ 转换法：观察U形管液面高度差。 电流和通电时间相同。 想想议议 例题：四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。如图甲所示，R1、R2串联后接在电压为U的电路中；如图乙所示，R3、R4并联后也接在电压为U的电路中。已知R1=R3，R2=R4，R1＞R2。 （1）R1和R2在相同时间内哪个放出的热量多？ （2）R3和R4呢？ 二、焦耳定律 解：（1）串联电路中电流相等，由Q=I²Rt，Q与R成正比， R1＞R2，故R1放出的热量多。 （2）并联电路中电压相等，Q=U²t/R，Q与R成反比， R3＞R4，故R4放出的热量多。 2、电热的防止：电视机后盖开孔、计算机装风扇、手机用散热片等。 1、电热的利用：电热水器、电饭锅、鸡苗孵化器等。 过多的电热如果不能及时散失，会产生安全隐患，要保证电子器件稳定工作必须有效散热。 三、电热的利用和防止 第4节 焦耳 定律 一、电流的热效应 二、焦耳定律 三、电热的利用和防止 电流通过导体时电能转化为内能 探究方法：控制变量法、转换法 （U形管液面高度差反映产热多少） 热量与电流的二次方、电阻、 通电时间成正比：Q=I²Rt 纯电阻电路：Q=W；非纯电阻：Q<W 利用：电热水器、电饭锅等 防止：散热窗、散热风扇等 1.芯片体积小，元件密集。当芯片中有电流通过时，由于芯片元件有电阻，不可避免地会产生热量，这种现象称为电流的__________。为了不影响芯片的性能，通常让散热部件与芯片紧密结合来降低芯片的温度，这是通过_____的方式改变芯片内能。 热效应 热传递 2.将规格都是“220V 150W”的一台电风扇、一台电视机和一只电烙铁分别接入家庭电路中，正常工作相同时间，以下说法正确的是(　 　) A.三个用电器均将电能全部转化为内能　　 B.电烙铁消耗电能最快 C.三个用电器消耗的电能一样多　　　　　 D.三个用电器产生的热量相等 C 3.下列实例中，为了防止电热产生危害的是(　　) A.用电熨斗熨衣服 B.高空飞行员所穿衣服里有电热保温装置 C.电视机的机壳上有许多小孔 D.孵化家禽的电热孵卵机 C $