初三提高课程课件焦耳定律

1、 第十五章第十五章 探究探究焦耳定律焦耳定律学习目标学习目标1.掌握焦耳定律的概念并熟练应用掌握焦耳定律的概念并熟练应用2.关于多档电热器的计算关于多档电热器的计算 要点考点聚焦 本课时的重点内容就是焦耳定律及其应用，中考中常见的相关考点有：焦耳定律的内容及应用、用控制变量法研究焦耳定律的实验、电热器的构造特点和原理等. .其中有关焦耳定律的应用的试题较多，多表现为计算题，应用焦耳定律求与之相关的各物理量，对于焦耳定律的表达式Q=IQ=I2 2RtRt适用任何用电器求电流热效应中产生的热量问题，而由之推导出的 Q=UIt=U Q=UIt=U2 2/ /Rt=PtRt=Pt则只能适用于纯电阻电路

2、求电流热效应的计算 复习本课时内容时特别要注意与电功、电功率知识的相互联系. .热问题归根究底也就是想办法求电功率. 知识点回顾1.电流通过导体时产生的热量跟电流通过导体时产生的热量跟_成正比，跟导体成正比，跟导体的的_成正比，跟成正比，跟_成正比，这个规律叫做焦耳成正比，这个规律叫做焦耳定律，数字定律，数字 表达式是表达式是_.2.电热器是利用电流的电热器是利用电流的_效应制成的，它的主要部件是效应制成的，它的主要部件是_.电流流过电热器所做的功全部用来产生电流流过电热器所做的功全部用来产生_.3.有两根金属电阻丝，电阻分别为有两根金属电阻丝，电阻分别为5和和15，将它们串联后，将它们串联后

3、接在一个电源两端，它们的电接在一个电源两端，它们的电 压之比为压之比为_，在相同的时间，在相同的时间内产生的热量之比为内产生的热量之比为_； 如果将它们并联同一电源两极间如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为，通过它们的电流之比为_，在相等的，在相等的 时间内产生的热量时间内产生的热量之比为之比为_.电流的平方电流的平方电阻电阻通电的时间通电的时间Q=I2Rt热热发热体发热体 热量热量1 31 33 13 1演示实验演示实验实验方法实验方法 实验目的实验目的 研究电流通过导体产生的研究电流通过导体产生的热量热量跟哪些跟哪些因素因素有关有关 实验原理实验原理 当电流通过电阻丝时，电流

4、产生的热量就使瓶中的当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油煤油温度升高、体积膨胀温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升样高的液柱就会逐渐上升. .电流产生的热量越多，液电流产生的热量越多，液面就会上升得越高面就会上升得越高. .我们可以通过管中液面上升的高我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量度比较电流产生的热量. . 控制变量法控制变量法物理学中对于多变量问题，通常使其它量相同，并物理学中对于多变量问题，通常使其它量相同，并改变其中一个量的大小，从而使问题得到简化。我改变其中一个量的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为控制变量法们称此方

5、法为控制变量法探究电流的热效应跟哪些因素有关探究电流的热效应跟哪些因素有关 1、为什么实验中要用煤油？用水不行吗？、为什么实验中要用煤油？用水不行吗？用水也行，只不过加热时间要长些才能从温用水也行，只不过加热时间要长些才能从温度计上读出温度值来度计上读出温度值来，主要是比热容不同，主要是比热容不同。2、为什么是等量的煤油，不等量行吗？、为什么是等量的煤油，不等量行吗？只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度来讨论电流产生的热量，这叫来讨论电流产生的热量，这叫控制变量法控制变量法。实验注意事项实验注意事项3 3、为什么要把铜丝和镍铬合金丝串联，并联不、为什

6、么要把铜丝和镍铬合金丝串联，并联不行吗？行吗？串联是为了使通过它们的电流相等，研究产生的串联是为了使通过它们的电流相等，研究产生的热量跟电阻的关系，这也是热量跟电阻的关系，这也是控制变量法控制变量法。可以控制其他变量不变，先研究电热器可以控制其他变量不变，先研究电热器发出热量与发出热量与电阻电阻R R的关系，再研究它与的关系，再研究它与电电流流I I的关系，最后研究与的关系，最后研究与通电时间通电时间t t的关的关系系。 控制变量法控制变量法演示21RR 电阻丝电阻丝1R2R 在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值，阻值 大大 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。探究一：产热多

7、少与电阻大小的关系探究一：产热多少与电阻大小的关系电流电流I I通电时间通电时间t t 热量与电阻的关系热量与电阻的关系相同相同R甲甲 R乙乙 R甲甲R乙乙 。 大大R甲甲在电流、通电时间在电流、通电时间相同时，阻值相同时，阻值 的电阻产生的热量的电阻产生的热量多。多。演示电阻丝电阻丝RR 在电流、电阻相同时在电流、电阻相同时，通电时间，通电时间 长长 的产的产生的热量多。生的热量多。探究二：产热多少与通电时间的关系探究二：产热多少与通电时间的关系 热量与时间的关系热量与时间的关系电阻电阻R R电流电流I I相同相同 在电阻、电流相同时，通电时间在电阻、电流相同时，通电时间 的电阻产生的热的电

8、阻产生的热量多。量多。长长演示电阻丝电阻丝RRR 在通电时间、电阻相同时在通电时间、电阻相同时，电流，电流越越 大大 的产生的热量多。的产生的热量多。探究三：产热多少与电流大小的关系探究三：产热多少与电流大小的关系返回返回电阻电阻R通电时间通电时间t t 热量与电流的关系热量与电流的关系相同相同 在电流在电流 的的情况下情况下 。 大大在电阻、通电时间在电阻、通电时间相同时，电流相同时，电流 的的电阻产生的热量多。电阻产生的热量多。大大1.1.焦耳定律焦耳定律 电流流过导体时产生的热量，跟电流的平电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时方成正比，跟导体的电阻

9、成正比，跟通电的时间成正比间成正比 。二二. . 2.公式：公式： 单位：单位：Q=I2RtQ I R t焦焦安安欧欧秒秒根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律. . 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热，对只存在电流热效应的电路也可用效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量来计算热量. .Q = W = UIt = I2Rt根据欧姆定律根据欧姆定律U = IR又又W = UIt 若电流做的功全部用来产生热量即若电流做的功全部用来产生热量即Q = WQ = W 注意： tRU2tRU

10、U 1、为什么在炎热的夏天，电风扇、电视机、为什么在炎热的夏天，电风扇、电视机在连续使用较长时间后要停用一会儿？在连续使用较长时间后要停用一会儿？为了散热，防止用电器因温度过高而为了散热，防止用电器因温度过高而烧坏。烧坏。2、为什么在潮湿的天气，对长期不用的用电器，、为什么在潮湿的天气，对长期不用的用电器，隔一段时间要通电一次？隔一段时间要通电一次？潮湿会降低绝缘性能，使电路工作失潮湿会降低绝缘性能，使电路工作失常，所以对长期不用的用电器，隔一常，所以对长期不用的用电器，隔一段时间要通电，利用电热来趋潮。段时间要通电，利用电热来趋潮。想一想，议一议想一想，议一议电阻不同电阻不同电流不同电流不同

11、时间不同时间不同如：电熨斗、电烙铁、电炉等如：电熨斗、电烙铁、电炉等 电热器电热器:主要部分主要部分发热体发热体工作原理：工作原理：电流热效应电流热效应 用电来加热的设备用电来加热的设备电视机加电视机加散热窗散热窗计算机、电动机等还要加计算机、电动机等还要加风扇风扇防止：防止：电热的应用电热的应用通常家用多档用电器是通过改变通常家用多档用电器是通过改变开关开关状态状态，改变，改变工作电路工作电路，从而改变用电，从而改变用电器消耗的器消耗的电功率电功率，达到改变工作效果，达到改变工作效果的目的。的目的。如常见的电饭锅、电热水器消耗电功如常见的电饭锅、电热水器消耗电功率较率较 的档，加热温度较高。

12、的档，加热温度较高。 联系实际大大1.现有两只电阻现有两只电阻R1 R2 (R1 R2 )，一个电压，一个电压为为U的电源，你可以组装几种出连接方式不的电源，你可以组装几种出连接方式不同的电路？同的电路？ 2.这些连接方式中电路总电阻分别是多少？这些连接方式中电路总电阻分别是多少？关系如何？关系如何？3.这些连接方式中电路总功率分别是多少？这些连接方式中电路总功率分别是多少？关系如何？关系如何？电阻关系： R丁R甲 R乙 R丙功率关系： P丙P乙 P甲 P丁规律发现与总结1.U一定时根据Q=Pt= 可知：2.发热功率P 与电阻R成反比，即电阻越大发热功率越小，电阻越小发热功率越大。下图是一家用

13、电吹风的主要技术参数和简化电路图，下图是一家用电吹风的主要技术参数和简化电路图，请你仔细观察，然后解决下列问题请你仔细观察，然后解决下列问题:(6:(6分分) ) (1)(1)电吹风吹冷风时，开关旋至电吹风吹冷风时，开关旋至 处。处。(2)(2)电吹风吹冷风电吹风吹冷风5min5min消耗的电能是多少？消耗的电能是多少？(3)(3)电吹风正常工作时，通过电吹风插头处的最大电电吹风正常工作时，通过电吹风插头处的最大电流是多少？流是多少？典例引领典例引领B、C3.6104J4.5A解解: (1): (1)电吹风吹冷风时，开关旋至电吹风吹冷风时，开关旋至B B、C C处处。-1-1分分 (2) (2

14、) W=PW=P冷冷t t -1-1分分 =120W=120W5 560s 60s =3.6 =3.610104 4J J -1-1分分 (3)(3)当开关旋至当开关旋至A A、B B处吹热风时处吹热风时, ,消耗的电功消耗的电功 率最大，插头处电流最大率最大，插头处电流最大 -1-1分分 -2-2分分帮他分析丢分原因并改正帮他分析丢分原因并改正合作交流热5 . 42201000UP（1 1）豆浆机中的电动机和电热丝的是）豆浆机中的电动机和电热丝的是 联；联； 并完成电路图的连接。并完成电路图的连接。（2 2）豆浆机正常工作时的最大电流是）豆浆机正常工作时的最大电流是 A A。（3 3）若实际

15、电压）若实际电压200V200V，电加热器的功率是多少，电加热器的功率是多少? ?变式拓展1.1.小明妈妈买了一台豆浆机，小明对制作豆浆的过程进行小明妈妈买了一台豆浆机，小明对制作豆浆的过程进行了观察：把豆料、清水放入豆浆机中，经过预热、打浆、了观察：把豆料、清水放入豆浆机中，经过预热、打浆、煮浆等程序，即可制成熟豆浆，并且加热和打浆是交替进煮浆等程序，即可制成熟豆浆，并且加热和打浆是交替进行的。其部分技术参数如下表，请根据这些信息解答下列行的。其部分技术参数如下表，请根据这些信息解答下列问题：问题：并并220Vab解:(2)当开关接b时打浆，电流最大 (3)电热丝的电阻 额热3220660U

16、P实实额额5.54532202003220660220上两题电路实现变档工作的：上两题电路实现变档工作的：利用并联电路变档利用并联电路变档高档时高档时电吹风是电动机和电热丝电吹风是电动机和电热丝同时同时工作工作豆浆机是只有电热丝豆浆机是只有电热丝一个一个工作工作不同点：不同点：相同点：相同点：反思对比反思对比558802202电热丝实实3 .72755220222 2，如图所示是小明设计的一种家用热水器的电路，R R1 1是发热板电阻8080欧，R R2 2是分压电阻800800欧。求: :(1)(1)热水器加热时功率是多少? ?(2)(2)热水器保温时发热板的功率是多少？ (3)(3)从节能

17、方面，分析此电路有什么不足？想一想应如何改进。变式拓展变式拓展读题对比此题与上两题电路实现读题对比此题与上两题电路实现变档工作的区别。变档工作的区别。总保温558008022021解：解：（1 1）当开关处于闭合时，）当开关处于闭合时，R R2 2断路断路R R1 1工作为加热状态。工作为加热状态。（2 2）当开关处于断开时，）当开关处于断开时，R R1 1和和R R2 2串联为保温状态。串联为保温状态。 加热60580220火眼金星火眼金星找出以下解题答案中存在的不足或找出以下解题答案中存在的不足或错误，并补充和纠正。错误，并补充和纠正。1 （2 2）当开关断开时，）当开关断开时，R R1 1和和R R2 2串联为保温状态。串联为保温状态。 保温总58025. 05.8008022011接接 b b如图所示是家用电饭煲的电路图，R R1 1 、R R2 2是电热丝， “煮饭” 时功率是605W605W，水迅速被加热，达到预定温度后，S S由温控开关自动控制切换到“保温”状态，功率是88W88W。（1 1）开关 时是“煮