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人教版 九年级物理全一册《焦耳定律》课件

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初中物理审核员

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生活中.许多用电器接通电源后.都伴有热现象产生.


电流通过导体时电能转化为内能,这种现象
叫做电流的热效应.
问题

  (1)灯泡发光一段时间后,用手触摸灯泡有什
     么感觉?为什么? 

  (2)电风扇使用一段时间后,用手触摸电动机
     部分有什么感觉?为什么?

      发烫.是电流的热效应.
                        不烫手
           烫手


灯泡接入电路中时,灯泡和电线中流过相同的电
流,灯泡和电线都要发热,可是实际上灯泡热得
发光,电线的发热却觉察不出来。这是为什么?
         why?
                      着火了
                      !


家庭电路中使用功率过大的用电器
可能引起火灾,这又是为什么?
                                 灯泡接入电路中时,
                                 灯泡和电线中流过相
                                 同的电流,灯泡和电
                                 线都要发热,可是实
               不烫                际上灯泡热得发光,
 烫              手                电线的发热却觉察不
 手                                    出来。


     家庭电路中使
     用功率过大的
     用电器可能引
       起火灾。

要解释上述现象,我们必须研究
电流产生的热量与哪些因素有关.
§18.4  焦耳定律
1、知道电流的热效应.
2、知道焦耳定律,会用焦耳定律进行计算.
3、能用焦耳定律解释简单的现象.
4、知道利用和防止电热的场合和方法。
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                     导线和电熨斗串联,为
 会儿会烫手,说                     什么电熨斗很热而导线
 明什么?                        并不很热?说明什么?
    电流的热效应与那些因素有关?

[猜想与假设]

 1.可能与电阻有关。电阻越大,电流热效应越大

 2.可能与电流有关。电流越大,电流热效应越大

 3.可能与通电时间有关。通电时间越长,电流热
 效应越大
[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?        控制变量法

讨论
2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量?

   转换法

  电热——气体(或液体)受热膨胀.观察产生热量的多少
实验过程与实验现象:
(1)在电流和时间相同的情况下,研究热
量和电阻的关系;
(2)在电阻和时间相同的情况下,研究热
量和电流的关系;
(3)在电流和电阻相同的情况下,研究热
量和时间的关系;
演示实验

 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?

       实验装置
实验1:研究电热与电阻关系

                       R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω


                                     A


  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

                              R = 5 Ω
                   R = 5 Ω
                             I1
                   I
                                     I = 2I1
                              R = 5 Ω
                     A

   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。
               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,t越大,Q越多)
英国物理学家焦耳做了大量的实验,于1840年最先
精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时
间的关系,即焦耳定律. 
           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.


             公式:     Q =I²Rt 
     焦耳
 (1818-1889)
焦耳定律         意义:热量 电流 电阻 时间

             单位:   J   A   Ω   S
                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
           .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。 
    焦耳致力于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. 
 电能和电热的关系
纯电阻电路
            电能       →      内能
:                      
             W            Q
            UIt   =     I2Rt


 非纯电阻电路:          M
            电能     →    内能+其它形式的能

            W          E其 + Q

            UIt  >     I2Rt=Q
例题

 例1:一根60Ω 的电阻丝接在36v的电
源上,在5分钟内共产生多少热量?

 分析:先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的
 电流,再利用焦耳定律公式计算电流产生的
 热量。

 解:
 例题
例2:某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为
5 Ω,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=26400J
    线圈中产生的热量为:
    Q=I2Rt=(2A)2×5 Ω×60S=1200J 
    得到的机械能为:
      W机=W总-Q=26400J-1200J=25200J
想想议议
          从前面学习知道,额定电压相同的灯泡
  ,额定功率越大.电阻越小,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?

          根据焦耳定律和欧姆定律,电流通过用电器的
  单位时间内产生的热量为 Q/tQ/t  ==  II22RR 或 Q/tQ/t  ==  UU22/R/R .
  其中Q/tQ/t  ==  II22RR表示通过用电器的电流相等时,用电
  器电阻越大,单位时间内产生的热量越多; Q/tQ/t  ==  
  UU22/R/R 表示用电器的两端的电压相等时,用电器电阻
  越小,单位时间内产生的热量越多。因此,两者是不矛
  盾的。
讨论
       前面现象的解释
   1  第一个为什么
              因为灯泡和电线流过相同的电流,灯泡发光时的
      电阻比电线的电阻大得多,根据焦尔定律 Q = I2Rt  
      可知,在相同的时间内电流通过灯泡产生的热量比通
      过电线产生的热量大得多。因此,灯泡热得发光,电
      线的发热却察觉不出来。
   2  第二个为什么
               大功率的用电器用电线连接在照明电路中时,
      由于照明电路的电压是一定的,从 P = UI 可知,在
      电线的电阻相同的情况下,跟用电器相连的电线中通
      过的电流比跟灯泡相连的电线中通过的电流大得多。
      根据 Q = I2Rt  可知,在相同的时间内电流通过跟用电
      器相连的电线产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产
      生的热量大得多。因此跟用电器相连的电线显著发热
      ,有可能烧坏它的绝缘皮,甚至引起火灾。
电热的利用和防止

  1、电热的利用
  :电热水器、电
  饭锅、电熨斗、
  电孵化器等等.


 2、电热的防
 止:电视机
 后盖的散热
 窗、电脑主
 机里面的小
 电风扇等等.
                   小结
一、电流的热效应
1.定义:电流通过导体导体会发热的现象.
2.实质:电能转化为内能.
二、探究电流产生的热量与哪些因素有关(控制变量法  转
换法)
三、焦耳定律
1.内容:电流通过导体产生的热量,与电流的平方成正比,与
导体的电阻成正比,与通过时间成正比.
2.公式:Q=I2Rt
3.单位: 电流---安(A)   电阻---欧(Ω)
        时间---秒(s)   热量---焦(J)
4.推导:根据Q=W=UIt和U=IR得Q=I2Rt
5、电能和电热的关系
四、电热的利用和防止
        布置作业

1、动手动脑学物理2、3、4、6
题
2、导学方案对应练习
     下节课任务

归纳本章知识点并总结对应
知识点习题,完成导学案第
十八章测评
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