九年级下册物理人教版课件第十八章第4节焦耳定律

1、人教版 物理 九年级（下,第18章 第4节,焦耳定律,学习目标-新知导入-新知探究-课堂小结-课堂达标,1.通过生活实例，认识电流的热效应。 2.能在实验的基础上推导出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。 3.通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题,重点】电热与电阻、电流、通电时间的关系,难点】焦耳定律的理解及应用,学习目标,怎么判断有没有看电视,新知导入,生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象。请举例说明,新知导入,知识点 电流的热效应,1,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,通 电,电流的热效应,新知探究,提出问题,电流通过导体产生热量的多少跟哪些因素有关,探究：电热

2、与哪些因素有关,新知探究,电阻丝通过导线接到电路里，通过电阻丝和导线的电流相同。为什么电阻丝热得发红，而导线却几乎不发热呢,猜想与假设,1）电流通过锡箔纸产生热量着火,电阻,宽窄不同的锡箔纸,新知探究,2）通过电位器改变小灯泡的亮度,电流,改变电位器的电阻,猜想与假设,新知探究,3）电水壶烧水时间,通电时间,时间不同,猜想与假设,新知探究,进行实验,电热 Q,实验方法,电阻 R,电流 I,通电时间 t,控制变量法,转换法,实验装置,新知探究,实验1：电热与电阻的关系,结论1：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,电流：I1=I2 时间：t1=t2,控制变量,电阻：

3、R2R1,自变量,电热：Q2Q1,因变量,高度差：h2h1,h1,h2,Q1,Q2,新知探究,说明：视频中有三个不同电阻，可以更好地得出上述结论,结论2：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,电阻：R1=R3 时间：t1=t2,控制变量,电流：I1I3,自变量,电热：Q1Q3,因变量,高度差：h1h3,h1,h3,Q1,Q3,实验2：电热与电流的关系,新知探究,结论3：在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多,电流：I 电阻：R,控制变量,通电时间：t1t2,自变量,电热：Q1Q2,因变量,高度差：h1h2,h1,h2,Q1

4、,Q2,t1,实验3：电热与通电时间的关系,新知探究,t2,1.第一次实验中，用5和10的电阻丝串联，目的是控制通过它们的电流和通电时间相同；第二次实验中，都采用5的电阻丝，目的是控制电阻和通电时间相同。两次实验均采用了控制变量法。 2.电阻丝产生热量使空气受热膨胀，推动液体流动，使液面发生变化，这里将电阻丝产生热量的多少通过U形管中液面高度的变化反映出来，是运用了转换法,控制变量法和转换法的应用,特别提醒,新知探究,典例1,用如图所示的实验装置探究“电流 通过导体产生的热量与电阻的关系”。 （1）实验中通过观察_ 来比较电流产生的热量的多少。 （2）为了便于比较两种电阻丝通过电流后产生热量的

5、多少， 甲乙两瓶中要装入_的同种液体,1）使用了转换法，把电流产生的热量近似等于煤油吸收的热量，而从煤油温度的变化就可以知道煤油吸收的热量，从而比较电流产生的热量,解析,温度计示数的变化,质量相等,2）煤油吸收的热量的多少：Q吸=cmt。只有在同种物质 质量相等时才方便由t比较Q吸,新知探究,S,用如图所示的实验装置探究“电流 通过导体产生的热量与电阻的关系”。 （3）为达到实验目的，选用的两电阻丝的 阻值不能_。 （4）实验结论是_。 （5）该实验装置还可以研究通电时间一定时导体产生的热量与_的关系,3）实验采用了控制变量法，探究电热与电阻的关系时，保持不变的量是电流和通电时间，需要改变的量

6、是电阻，所以这两电阻丝的电阻不能相等,解析,相等,在电流和通电时间相同时， 电阻越大，电流通过导体产生的热量越多,4）实验可以得出电流通过导体产生的热量与电阻有关的结论,5）单独比较一个烧瓶中的电阻产生热量的变化，可以研究电阻产生的热量与通电时间的关系,通电时间,典例1,新知探究,电流通过导体产生的热量,电阻,电流,通电时间,数量关系,Q,I,R,t,数量关系,新知探究,焦耳（James Prescott Joule，18181889），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

7、 耳,知识点 焦耳定律,2,新知探究,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 = I2 R t,3）单位,焦耳（J,A s,J,1J = 1 A2s,焦耳定律,新知探究,W = U I t,适用于纯电阻电路,W = I2Rt,普遍适用,电功,电热,Q = I2Rt,普遍适用,电功与电热的关系,新知探究,Q = W = UIt,1）纯电阻电路,电能,内能,W = UIt,2）非纯电阻电路,电能,内能,其他形式的能,Q = I2Rt,E其他=W-Q,Q = W,W Q,U= IR,Q = W = UIt = I2Rt,新知探究,额定

8、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,新知探究,典例2,一根60的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量,解析：通过电阻丝的电流为,Q = I2Rt =(0.6 A)260 W300 s = 6 480 J,电流产生的热量为,新知探究,知识点 电热的利用和防止,3,新知探究,用来加热,利用电热孵化器孵小鸡,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,电热的利用,新知探究,很多用电器，如电风扇、电冰箱、电视机、洗衣机等，在工作

9、时，电能主要转化为内能之外的其他形式的能，即消耗的电能中，只有很少一部分转化成了内能，这些用电器都不是利用电流的热效应来工作的，不是电热器,不是所有的用电器都是电热器,特别提醒,新知探究,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，可以通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等,电热的危害,新知探究,注意用电安全,新知探究,典例3,小军家的电热毯内的电阻丝断了，他爸爸把断了的电阻丝拧在一起，电热毯仍能使用，但会产生安全隐患，甚至造成火灾。其原因是（ ） A.电阻丝连接处电阻较小，造成局部过热 B.电阻丝连接处电阻较大，造成局部过热 C.电阻丝连接处电流比其他处电流小，造成

10、局部过热 D.电阻丝连接处电流比其他处电流小，造成局部过热,解析：电阻丝连接处和其他处是串联在一起的，所以电流相等。但接线处的电阻丝是简单拧在一起的，会由于接触不良导致接线处电阻较大，根据焦耳定律Q = I2Rt可知，电流和时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。故答案是B,B,新知探究,电流的热效应,影响电热的因素,电阻 电流 通电时间,焦耳定律,电热的利用和防止,Q=I2Rt,课堂小结,1.家庭电路中各用电器是_联的，铭牌上标有“220V 100W”的电视机和电热毯都正常工作1h，则_产生的热量较多,并,电热毯,课堂达标,2.2019年，中国青年科学家曹原证实了石墨烯在特定条件下的超导性

11、能，取得了国际超导科研领域的重大突破。利用石墨烯超导的零电阻特性进行远距离输电，将实现电能零耗损。其节能依据的原理是（） A牛顿第一定律 B帕斯卡定律 C欧姆定律 D焦耳定律,D,课堂达标,课堂达标,3.下列实例是防止电热带来危害的是（） A及时冷却数据中心的电脑服务器 B用电热壶烧水 C用电熨斗熨衣服 D家电长时间停用，隔一段时间应通电一次,A,4.甲、乙两段导体通电时间相同，甲的电阻是乙的3倍，甲、乙产生的热量之比是43，则通过甲、乙两导体的电流之比是（ ） A 23 B 21 C 92 D 32,A,课堂达标,5.如图所示，利用R1=5、R2=10的两段镍铬合金 丝探究电流产生的热量跟哪

12、些因素有关，其中两 个透明的容器中密封了等量的空气，对此实验， 下列说法正确的（ ） A.实验中通过观察U形管两侧液面高度差来判断电流产生热量的多少 B.容器和U形管必须密封好，装有带色水的U形管是连通器 C.若R1、R2两段镍铬合金丝的长度相同，R1的横截面积比R2小 D.本实验可得结论：在通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多,A,课堂达标,6.某同学组装了一台直流电动机模型，他将电动机模型接入如图所示的电路中，已知电源电压U=3V，并保持不变，接通电路后，电动机没转动时，电流表读数为2A；电动机正常转动时，电流表读数为0.8A。则该电动机正常转动10min时， 求：（1）消耗的电能；（2）线圈产生的热量,解析： （1）工作时间t=10min=600s，电动机正常转动时的电流