教科版九年级上册物理课件 第六章 电功率第3节 焦耳定律

1、第六章 电功率第3节 焦耳定律l 1. .电流的热效应。电流的热效应。l 2. .焦耳定律焦耳定律( (公式法：公式法：QI2Rt) )l 3. .电热的利用和防止。电热的利用和防止。 点亮的灯泡点亮的灯泡过一会儿会烫手，过一会儿会烫手，说明什么？说明什么？导线和电熨斗串联，导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？并不很热？说明什么？电烤箱电烤箱这些常见家用电器的共同特点？这些常见家用电器的共同特点？电取暖器电取暖器电热水器电热水器一、电流的热效应定义：电流通过导体时，定义：电流通过导体时，电能电能要要转化转化为为热能热能，这个现象叫，这个现象叫电流的

2、热效应电流的热效应。1. .利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。2. .电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。电流的热效应与哪些因素有关？电流的热效应与哪些因素有关？猜想：猜想： 设计实验设计实验 讨论讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去研究？研究？ （控制变量法）（控制变量法） 讨论讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少？：实验中

3、通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少？这种研究方法叫什么法？这种研究方法叫什么法？（转换法）（转换法）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。生的热量越多，液面就会上升得越高。实验中，通过观察实验中，通过观察_ _ _ _ _来比较电流产生的热来比较电流产生的热量的多少。量的多少。 实实验验装装置置管中液面上升的高度管中液面上升的高度例典例分析实验实验1：研究电热与电阻关系

4、：研究电热与电阻关系R1 = 5 R2 = 10 A控制不变的量是：控制不变的量是：电流通电时间电流通电时间现象：现象：电阻较大的这边的液柱上升较高。电阻较大的这边的液柱上升较高。结论：结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产在电流相同、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。生的热量越多。实验实验2：研究电热与电流关系：研究电热与电流关系I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1控制不变的量是：控制不变的量是：电阻通电时间电阻通电时间现象：现象：电流较大的这边的液柱上升较高。电流较大的这边的液柱上升较高。结论：结论：在电阻相同、通电时间相同

5、的情况下，通过一个电阻的电流越在电阻相同、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。大，这个电阻产生的热量越多。点击画面点击画面播放动画播放动画用如图所示的装置做用如图所示的装置做“探究电流相同时，探究电流相同时， 通过导体产生的热通过导体产生的热量与电阻大小的关系量与电阻大小的关系”的实验。（甲、乙是完全相同的密闭容器，的实验。（甲、乙是完全相同的密闭容器，闭合开关前，闭合开关前，A、B 两两U 形管内液面相平）形管内液面相平） （1）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通）由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察过观察 U形管中液面的形管

6、中液面的 来显示甲、乙容器内空气温度的来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的探究方法是变化，这里采用的探究方法是 。（2）通过对比观察，）通过对比观察， （ 填填“甲甲” ” 或或“乙乙”）容器中）容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电流和通电时间相同时，导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电流和通电时间相同时，电阻越电阻越 ，导体产生的热量越多。，导体产生的热量越多。高度变化高度变化转换法转换法乙乙大大例典例分析焦耳（焦耳（James Prescott Joule，18181889），英国物理学家。用近），英国物理学家。用近 40 年的时间年的时间做了做了 400 多次实验，

7、研究热和功的关系。多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。时间的关系。二、焦耳定律焦耳定律焦耳定律定义：电流通过导体产生的热量跟定义：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比电流的二次方成正比，跟，跟导体的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。Q = I R t 热量热量 电流电流 电阻电阻 时间时间J A S公式：公式：意义：意义：单位：单位： 如图所示的是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置。已知如图所示的是晨晨同学探

8、究焦耳定律的部分实验装置。已知R 甲甲=5 ，R 乙乙=10 ，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两电阻丝串联在电路中。若电路中的电流为的关系时，应将两电阻丝串联在电路中。若电路中的电流为0.3 A， 则甲电阻丝在则甲电阻丝在 1 min 内产生的热量为内产生的热量为 J。27例典例分析小小辩论会：小小辩论会：辩题：电热是有利的还是有害的？辩题：电热是有利的还是有害的？ ( (正方观点：有利的。反方观点：有害的。正方观点：有利的。反方观点：有害的。) )要求：请正反双方举例支持自己的观点。要求：请正反双方举例支持自己的观点。限时一分钟。

9、限时一分钟。三、电热的利用和防止1. .电热的利用电热的利用电饭锅电饭锅电烙铁电烙铁热得快热得快电热毯电热毯电熨斗电熨斗电热孵化器电热孵化器电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方电热器的优点：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。便地控制和调节温度。2. .防止电热的危害防止电热的危害很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。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，为了通风散热；电脑运行时要用微如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。型风扇及时散热等等。缺点：浪费电能，电线老化，影响用电器使用

10、寿命。缺点：浪费电能，电线老化，影响用电器使用寿命。下列情况中不属于防止电热危害的是（下列情况中不属于防止电热危害的是（ ）A. .电视机的后盖有许多孔电视机的后盖有许多孔B. .电脑机箱内有小风扇电脑机箱内有小风扇C. .电动机外壳有许多散热片电动机外壳有许多散热片D. .家电长时间停用，隔一段时间应通电一次家电长时间停用，隔一段时间应通电一次解析：电视机后盖的散热孔，电脑机箱内的小风扇，电动机解析：电视机后盖的散热孔，电脑机箱内的小风扇，电动机外壳的散热片，外壳的散热片， 都可以加速散热，从而防止电热的危害。家电长都可以加速散热，从而防止电热的危害。家电长时间停用，隔一段时间通电一次，是利

11、用电热驱潮，避免家用电时间停用，隔一段时间通电一次，是利用电热驱潮，避免家用电器因受潮而损坏。器因受潮而损坏。D例典例分析焦耳定律焦耳定律电流的热效应电流的热效应实验探究实验探究电热的利用电热的利用和防止和防止公式：公式：Q=I2Rt电功与电热的电功与电热的关系关系1. .实验探究：实验探究：( (1) )方法方法：控制变量法、转换法等。：控制变量法、转换法等。( (2) )技巧技巧：在探究电流产生热量的多少是否与导体的电阻有关时，：在探究电流产生热量的多少是否与导体的电阻有关时，要保证电流相等，探究中采取串联的方法来保证电流相等。要保证电流相等，探究中采取串联的方法来保证电流相等。2. .焦

12、耳定律：焦耳定律：( (1) )公式公式：Q I2Rt。( (2) )公式适用范围公式适用范围：适用于电流通过所有导体所产生热量的计算。：适用于电流通过所有导体所产生热量的计算。对于电动机，消耗的电能只有很小的一部分转化为热量，这时电流通过对于电动机，消耗的电能只有很小的一部分转化为热量，这时电流通过电动机线圈发热仍然可以用该公式计算。只是这时的发热为电能的损耗。电动机线圈发热仍然可以用该公式计算。只是这时的发热为电能的损耗。NoImage1. .在在“探究电流产生的热里与哪些因素有关探究电流产生的热里与哪些因素有关”的实验中，的实验中，提供了实验器材，其中提供了实验器材，其中R1R2。实验一

13、：探究电流产生的热量实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系：与电阻的关系：（1）电路中电阻丝的连接方式是为了控制）电路中电阻丝的连接方式是为了控制；电阻丝放出热量的多少，通过电阻丝放出热量的多少，通过来进行判断；来进行判断；电流相等电流相等温度升高的示数温度升高的示数（2）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝）闭合开关，经过一定时间，用电阻丝R1热的煤油温度升高热的煤油温度升高了了t1，用电阻丝，用电阻丝R2加热的煤油温度升高了加热的煤油温度升高了t2，那么，那么t1_t2（选填（选填“大于大于” “” “等于等于”或或“小于小于”）实验二：探究电流产生的热量与电流的关系实验二：探究电流产生的热量与电流的关系（3）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中）闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流的电流的2倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝R1（或（或R2）加热的煤油，温度）加热的煤油，温度升高升高t1（或（或t2_2t1（或（或2t2）（选填）（选填“大于大于“等于等于”或或“小小于于”），该实验说明电流产生的热量与电流的），该实验说明电流产生的热量与电流的_正比例关系。正比例关系。（4）你认为做这个实验产生误差的主要原因是）你认为做这个实验产生误差的主要原因