物理人教版九年级全册18.4 焦耳定律.ppt

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1、18.4焦耳定律电热壶电烤箱电炉电饭锅热水器电热器通电后，这些用电器会发热，为什么？新课引入灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？用手触摸电线却感觉不到热，这是为什么？一、电流的热效应：电流通过导体时，导体会发热，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？提出问题：电流产生的热量跟哪些因素有关呢？猜想：通电时间电流的大小导体电阻的大小[设计实验]讨论1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？答:控制变量

2、法讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？答：转换法电热——气体（或液体）受热膨胀，观察产生热量的多少实验中，通过观察U形管中液面高度的变化来判断产生热量的多少，实验方法：实验目的:研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关实验原理:当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。实验探究控制变量法实验步骤：（1）在电流和通电时间相同的情况下，研究热量和电阻的关系；（2）在电阻和通电时间相同的情况下，研究热

3、量和电流的关系；（3）在电流和电阻相同的情况下，研究热量和通电时间的关系。实验探究1：现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高。说明：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流所产生的热量越多。现象：电流较大的这边的空气柱上升较高。说明：电阻相同，通电时间相同时，电流越大，电流所产生的热量越多。实验探究2：实验结论：1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。（I与t相同，R越大，Q越多）2、在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。（R与t相同，I越大，Q越多）3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。（R与I相同，

4、t越大，Q越多）归纳二、焦耳定律：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注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对的是同一段导体而言的；2、Q与I的二次方成正比；3、计算时各物理量的单位：I——安，R——欧，t——秒，Q——焦。3、焦耳定律理论推导：因为W=Q且W=UIt,U=IR所以Q=W=UIt=(IR)It=IRt4、焦耳定律公式扩展：Q=W=Pt=UIt=(只适用于纯电阻电路)2U2Rt5、Q=I2Rt与W=IUt的区别①在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。把电能只转化为热

5、能②在非纯电阻电路中，W=IUt公式求得的是总消耗的电能；Q=I2Rt公式求得的是在总电能中部分转发为热能的能量。即：W>Q焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻斯特，他的父亲是一个酿酒厂主。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础。1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温。通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正

6、比。四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此，该定律称为焦耳—楞次定律。焦耳活到了七十一岁。1889年10月11日，焦耳在索福特逝世。后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。各种电热器电能转化为内能典例解析：【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热，这是为什么?电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比。由于电炉的电阻丝的电阻比铜导

7、线的电阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多。【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为____J，产生的热量为___J。3800200【例3】一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再用焦耳定律公式计算电流产生的热量。UR＝解：I＝36V60ΩQ=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480JUR解：I＝36V60ΩUR解：I＝36V60Ω＝解：I＝36V60Ω＝0.6A典例解析：

8、【例4】在如图9-3-1所示的电路的方