2020年秋九年级物理全册18.4焦耳定律精品新版新人教版ppt课件

1、第第4节节 焦耳定律焦耳定律生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。生。请举例说明。一、电流的热效应一、电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫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。做电流的热效应。一、电流的热效应一、电流的热效应 举例：在生活中还有哪些器件是利用电流的热效举例：在生活中还有哪些器件是利用电流的热效应工作的？应工作的？电热水壶、电炉、电暖水袋、电饭锅等。电热水壶、电炉、电暖水袋、电饭锅等。景象：电炉丝和导线通过电流相同，为什么电景象：电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎

2、不发热炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? ?问题：电流通过导体时产生热的多少跟什么因问题：电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关素有关? ?想想议议想想议议 猜测：与电阻、电流、时猜测：与电阻、电流、时间有关。间有关。电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? ?演示实验演示实验实验装置实验装置 实验原理：当电流通过电阻实验原理：当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，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。电流产生的热量会逐渐上升。电流产生的热量

3、越多，液面就会上升得越高。越多，液面就会上升得越高。我们可以通过管中液面上升的我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。高度比较电流产生的热量。 实验实验1：研究电热与电阻的关系：研究电热与电阻的关系R1 = 5 R2 = 10 A结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电结论：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。阻越大，这个电阻产生的热量越多。景象：电阻较大的这边的液柱上升较高。景象：电阻较大的这边的液柱上升较高。实验实验2：研究电热与电流的关系：研究电热与电流的关系I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1结论：在电阻相同、通电时间相

4、同的情况下，通过结论：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。一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。景象：电流较大的这边的空气柱上升较高。景象：电流较大的这边的空气柱上升较高。观察实验观察实验焦耳焦耳James Prescott Joule，18181889），英国物理学家。用），英国物理学家。用近近 40 年的时间做了年的时间做了 400 多次实验，多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实研究热和功的关系。通过大量的实验，于验，于 1840 年最先精确地确定了电年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电流产生的热量与电流、电阻和通电时间

5、的关系。时间的关系。焦焦 耳耳1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。比，跟通电时间成正比。2公式：公式：Q = I2Rt 3单位：焦耳单位：焦耳J）二、焦耳定律二、焦耳定律留意：（留意：（1公式中的公式中的Q、I、R、t各物理量针对的是同一各物理量针对的是同一 段导体而言的；段导体而言的； （2Q是是I的二次方成正比；的二次方成正比； （3计算时各物理量的单位：计算时各物理量的单位：I 安，安，R欧，欧，t秒，秒，Q 焦。焦。1当电流通过导体时，如果电能全部转化为当电流通过导体

6、时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量流产生的热量Q 就等于消耗的电能就等于消耗的电能W，即：，即：Q=W=UIt=I2Rt=如：电暖器，电饭锅，电炉子等。如：电暖器，电饭锅，电炉子等。三、电能和电热的关系三、电能和电热的关系回到前面的问题：电炉丝和导线通过的电流相同。为什么回到前面的问题：电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？缘由：缘由：I和和t一定，导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热一定，导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。量少。U 2

7、RtQ = I2Rt =(0.6 A)260 W300 s = 6 480 J 一根一根 60 的电阻丝接在的电阻丝接在 36 V的电源两端，在的电源两端，在 5 min内共产生多少热量内共产生多少热量?答答: 在在 5 min 内共产生内共产生 6 480 J 热量。热量。解解: :例题例题1I = = 0.6 AUR36 V60 例题例题2 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈的电阻为，线圈的电阻为2 ，通过线圈的电流为，通过线圈的电流为10 A。这。这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能_J，产，产生

8、的热量为生的热量为_J。3800200额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越额定电压相同的灯泡，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，这是怎么回事越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? ?想想议议想想议议答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意前提条件。时应该特别注意前提条件。1 1电热的利用电热的利用利用电热孵化器孵小鸡利用电热孵化器孵小鸡用来加热用来加热电热器的优点电热器的优点: 清洁卫清洁卫生，没有环境污染，热效率生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调高，还可以方便地控制和调节温度。节温度。四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止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