物理人教版九年级全册§18.4焦耳定律.ppt

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1、§18.4焦耳定律崇仁县宝水实验学校黄建明（首届省级骨干教师，2015年考核为优秀）电暖器、电炉、电热水器、电饭煲、白炽灯泡、电风扇、电视机等通电后，有什么共同反应？问题引入————————发热今天我们共同来研究电流通过导体发热的现象。1.了解电流的热效应；2.经历探究电流通过导体产生的热量跟电流、电阻、通电时间的关系实验设计过程；3.理解焦耳定律，并会用Q=I²Rt进行简单计算；4.了解生活中常见的电热的利用和防止现象。（一）电流的热效应生活中.许多用电器接通电源后.都伴有热的产生.1、定义：电流通过导体时导体发热的现象.叫做电流

2、的热效应。产生的热量简称电热。实质:电能转化为内能.电热器：将电能只转化为内能的用电器。靠发热体发热。烫手不烫手（二）插座上同时插上多个大功率用电器，电线热得烫手，可能引起火灾。（一）灯泡和电线中电流相同，都发热，可灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。为什么？●对比两图中导线发热现象，你有何发现？●电流产生的热量与哪些因素有关呢？[猜想假设]⑴电热可能与电阻有关。R越大，电流产生的热量可能越多。⑵电热可能与电流有关。I越大，电流产生的热量可能越多。⑶电热可能与通电时间有关。t越长，电流产生的热量可能越多。2、探究电流通过导体产生的

3、热量跟哪些因素有关。……问题一：如何研究电热Q与I、R、t中某个因素的单一关系？[设计实验]——控制变量法————转换法电流产生的热量—转换成—气体（或液体）受热膨胀体积变大或温度升高。（不易观察和比较）（容易观察和比较）1、研究方法（讨论）：问题二：电流产生热量的多少看不出来。怎么办？（某物理量同时与多个因素有关，保持其他因素不变，只改变其中的一个因素的研究方法。）（将不便直接观察认知的物理量转换成容易观察比较的物理量。）两个问题？2、设计实验装置（讨论PK）：方案二：加热烧瓶中的煤油，比较温度计示数来判断电阻丝产生的热量多少。方

4、案一：加热密封容器中的空气，空气受热推动U形管中液体，比较液面高度差来判断电阻丝产生的热量多少。特点：省时，直观，但气密性要好。特点：费时，多数同学看不见温度计示数。实验1：研究电热与电阻关系R1=5ΩR2=10Ω（思路：保持电流和时间不变，改变电阻，比较产生的热量。）结论：在电流、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.（即：I与t相同，R越大，Q越多）[进行实验]——采用串联电路R1＞R2实验2：研究电热与电流关系I=2I1IR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1（思路：保持电阻和通电时间不变，改变电流，比较电热的多少。）

5、结论：在电阻、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多.（R与t相同，I越大，Q越多）———在其中一容器外并联一个电阻，改变电流。实验3：研究电热与通电时间关系结论：在电流、电阻相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多.（I与R相同，t越大，Q越多）[分析论证总结规律]当电流通过导体时，电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。（思路：保持电流和电阻不变，改变通电时间，比较电热的少。）———同一电热丝接在同一电源上，先后通电时间不同。焦耳是英国物理学家，他一生的大部分时间是在实验室里度过的。他致力于

6、热功当量的精确测定达40年之久.他用实验证明“功”和“热量”之间有确定的关系，为热力学第一定律的建立确定了牢固的实验基础.焦耳(1818－1889)1840年，焦耳通过大量的实验终于确定了电流产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律就是焦耳定律。2、表达式：Q=I²Rt1、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.注意：①电流通过任何用电器都会产生的热量，产生的电热都符合Q=I²Rt，但不一定Q等于W，只有在电能全部转化为内能（即：纯电阻电路）的时候，

7、才有电流产生热量Q=W=Pt=UIt。如：电动机只有少部分电能转化为内能。②计算时单位统一。（二）焦耳定律：单位:I---安(A)R---欧(Ω)t---秒(s)Q---焦(J)纯电阻电路:（如：电阻、电灯等）电能→内能QI2RtWUIt=M非纯电阻电路:（如：电动机等）电能→内能+其它形式的能WE其+QUItI2Rt=Q＞某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5Ω，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？解：消耗的电能为:W总=UIt=220V×2A×60S

8、=26400J线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60S=1200J得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－1200J=25200J例题1.电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电热毯、电孵化器、电视机驱潮等.2