第十八章第四节《焦耳定律》

1、人教版物理九年级全册第十八章第四节一、电流的热效应一、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。生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电流通过导体时电能电能转化为转化为内能内能，这种现象，这种现象叫做叫做电流的热效应。电流的热效应。导线和电炉串联，为什么电炉热得发红而导线并不很热？说明什么？二、探究：电流通过导体产生的热量跟什么因素有关？二、探究：电流通过导体产生的热量跟什么因素有关？ 猜想与假设猜想与假设 1.1.可能与可能与电阻电阻有关。有关。2.2.可能与可能与电流电流有关。有关。3.3.可能与可能与通通电时间电时间有关。有关。导导 线线电炉丝电

2、炉丝讨论讨论1.1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，用什么当一个物理量被猜测与多个因素有关，用什么方法去研究？方法去研究？ 设计实验设计实验 控制变量法控制变量法2.2.电热是不易观察和比较的物理量，应采用什么方电热是不易观察和比较的物理量，应采用什么方法去研究？法去研究？转换法转换法电热电热固体、液体、气体受热膨胀，观察现象比较产生热固体、液体、气体受热膨胀，观察现象比较产生热量的多少。量的多少。【跟踪思考跟踪思考】 通电后蜡块受热会发生熔化，哪个蜡块先熔通电后蜡块受热会发生熔化，哪个蜡块先熔化，则哪个电流产生热量多。化，则哪个电流产生热量多。【跟踪思考跟踪思考】 通电后烧瓶里的煤油受热温

3、度升高，温通电后烧瓶里的煤油受热温度升高，温度计的示数上升，哪个温度计示数高，则哪度计的示数上升，哪个温度计示数高，则哪个电流产生热量多。个电流产生热量多。【跟踪思考跟踪思考】 通电后密闭容器的气体受热膨胀后，温度升高，压力变通电后密闭容器的气体受热膨胀后，温度升高，压力变大，连接的大，连接的U U型管里的液面高度差变大，哪个型管里的液面高度差变大，哪个U U型管里的液面型管里的液面高度差变得更大，则哪个电流产生热量多。高度差变得更大，则哪个电流产生热量多。 使电阻使电阻串联串联电流相同。电流相同。 观察哪个观察哪个U U型管里的型管里的液面高度差液面高度差 变得更大，则哪个电流产生热量多。变

4、得更大，则哪个电流产生热量多。电流通过导体产生的热量与电阻的关系电流通过导体产生的热量与电阻的关系 思考：思考： 实验设计中，怎样保证电流相等？实验设计中，怎样保证电流相等？ 实验中观察什么比较实验中观察什么比较产生热量的多少？产生热量的多少？【演示实验演示实验1 1】R1 = 5 R2 =5R3= 5 现象现象：通电时间通电时间t t和电流和电流I I相同时，相同时，电阻电阻R R大大对应对应的的U U型管液面升得高，即型管液面升得高，即电流通过导体产生的电流通过导体产生的热量热量Q多多。结论结论1 1：在电流在电流I I和通电时间和通电时间t t相同时，电阻相同时，电阻R R越越大产生的热

5、量大产生的热量Q Q越多越多。【演示实验演示实验1 1】1、如何、如何设计电路设计电路？2、通过哪个电阻、通过哪个电阻电流小电流小？ 为什么？为什么？电流通过导体产生的热量和电流的关系电流通过导体产生的热量和电流的关系？【演示实验演示实验2】R1 = 5 R 2= 5 R3 = 5 看到了什么现象？看到了什么现象？说明了什么结论？说明了什么结论？在电阻在电阻R和通电时间和通电时间t相同相同时，时，电流电流 I 大大的对应的对应U型管液型管液面升的高，即产生的面升的高，即产生的热量热量Q 多多。结论结论2 2：在在电阻电阻R相同和相同和通电时间通电时间t相同相同时，通时，通过的过的电流电流I 越

6、大越大，产生的，产生的热量热量Q越多越多。 【演示实验演示实验2】 导体的导体的电阻电阻越越大大产生的热量越产生的热量越多多，通过，通过导体的导体的电流电流越越大大产生的热量越产生的热量越多多，通电时通电时间间越越长长产生的热量越产生的热量越多多。归纳后初步的结论：归纳后初步的结论：【演示实验演示实验3】电流通过导体产生的热量和通电时间的关系电流通过导体产生的热量和通电时间的关系？结论结论3：在电阻在电阻R和电流和电流I相同时，相同时，通电时间通电时间t越长越长，产，产生的生的热量热量Q越多越多。 焦耳，英国物理学家，一生致力焦耳，英国物理学家，一生致力于实验研究。他用近于实验研究。他用近 4

7、0 年的时间做年的时间做了了 400 多次实验，研究热和功的关系，多次实验，研究热和功的关系，于于 1840 年最先精确地确定了电流产年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。关系。焦焦 耳耳焦耳焦耳Q = I R t 热量 电流 电阻 时间J A S2、公式：3、意义：4、单位：三、焦耳定律：1、内容：电流通过导体产生的热量跟内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正电流的二次方成正比比，跟导体的，跟导体的电阻成正比，电阻成正比，跟跟通电时间成正比。通电时间成正比。电炉丝电炉丝导导 线线怎样回答怎样回答:导线和电炉串联，为什么电炉热得发

8、红而导线并不很热？求：求：Q答：答： 例题解析例题解析练习练习1：完成课本：完成课本P102动手动脑学物理第一题。动手动脑学物理第一题。焦耳定律的理论推导焦耳定律的理论推导 电流通过导体时，如果电流通过导体时，如果消耗电能消耗电能全部全部转化为转化为内能内能，电流产生的热量，电流产生的热量Q Q就就等于等于消消耗的电能耗的电能W W。适用于纯电阻电路适用于纯电阻电路 Q = W Q = W = UIt = UIt = I= I2 2RtRt电能电能全部全部转化为转化为内能内能 电流通过导体时，如果电能没有全部转化电流通过导体时，如果电能没有全部转化为内能，而是同时转化为其他形式的能量。为内能，

9、而是同时转化为其他形式的能量。如如电风扇电风扇拓展拓展求消耗的电能：W=UIt求电热：Q=I 2 Rt练习练习2：赵强同学家中有一个电动机，已知该电动机赵强同学家中有一个电动机，已知该电动机的线圈电阻为的线圈电阻为100 ，当他将这个电动机接在家庭，当他将这个电动机接在家庭照明电路照明电路220v中，通过的电流是中，通过的电流是1A,通电通电10 s,电流电流所做的功是所做的功是 J,产生的热量是产生的热量是 J.10002200电功：电功： W=UIt=Q=I 2 Rt自主学习环保、热效率高、可以方便调节温度环保、热效率高、可以方便调节温度加热、驱潮加热、驱潮装散热窗、散热扇、不要长时间使用、不要在高温环境下使用装散热窗、散热扇、不要长时间使用、不要在高温环境下使用四、电热的利用和防止：四、电热的利用和防止：本节课你有什么收获？一一. .电流的热效应电流的热效应1.1.定义定义: :电流通过导体导体会电流通过导体导体会发热发热的现象的现象. .2.2.实质实质: :电能转化为内能电能转化为内能. .二二. .焦耳定律焦耳定律( (控制变量法控制变量法 转换法转换法) )1.1.内容内容: :电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量, ,与电流的平方成正比与电流的平方成正