初中物理教材解读人教九年级上册第十八章电功率时焦耳定律PPT

学习目标知识与技能1.知道电流的热效应.2.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其运用.过程与方法知道等效替代法和控制变量法在本节实验中的运用.情感、态度与价值观通过对焦耳生平的介绍，培养学生热爱科学，勇于克服困难的决心和信心.学习难点学习重点学具准备组织指导学生在探究过程中认真观察、分析，并得出正确的结论.电流的热效应跟电阻、电流和时间的关系的探究.学生电源、导线、开关、滑动变阻器、电阻丝、烧瓶、温度计、水、多媒体课件等.生活中电的热现象生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。电取暖器热得快电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。知识点1电流的热效应点击图片观看视频实验1：研究电热与电阻关系电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?阻值大小电流大小通电时间点击观看视频电流通过导体时产生热的多少与时间的关系点击图片观看视频在阻值和电流不变的情况下，通电时间越长电流产生的热量越多。结论：R1=5ΩR2=10ΩA电流通过导体时产生热的多少与电阻大小的关系在通电时间和电流大小相同的情况下，电阻的阻值越大产生的热量越多。结论：点击图片观看视频电流通过导体时产生热的多少与电流大小的关系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过电阻的电流越大产生的热量越多。结论：点击图片观看视频焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），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。焦耳知识点2焦耳定律焦耳（J）Q=WW=UItU=IRQ=I2Rt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。焦耳定律公式Q=I2Rt

单位焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q=W=UIt=Pt=U2/Rt来计算热量.纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt非纯电阻电路：W总＞Q(W总＝UIt=W外＋Q)注意：知识拓展：两类用电器（1）纯电阻用电器：电流通过导体时将电能全部转化为热能的用电器，如电饭煲、电炉等单纯用来加热的用电器.（2）非纯电阻用电器：电流通过导体时只有部分电能转化为热能的用电器，如电风扇、电视机等用电器在工作时，除部分电能转化为热能外，大部分电能会转化成其他形式的能.知识点3纯电阻电路中利用Q=t

求电热U2R

1．当电流通过导体时，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，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即

Q=W=UIt=I2Rt如：电暖器，电饭锅，电炉子等。

2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：W≥Q热电能内能+机械能【例1】冬天，王刚同学使用电热毯时发现电热毯有高温挡和低温挡，于是他设计了电热毯的模拟电路图甲和图乙（电热丝相当于电热毯内部发热电阻）。（1）图甲中有定值电阻R1（置于电热毯外部），电热丝R2，请说明要使电热毯处于低温挡，开关S1、S2应处于什么状态？并写出低温挡时电热毯发热电功率的表达式.分析：所谓“挡位”问题，通常是在电压不变的情况下，通过改变电路电阻，从而改变用电器的电功率，所以常用公式P=U2/R来判定，R越大，P越小，是低挡位；R越小，P越大，是高挡位.解：（1）S1闭合，S2断开；低温挡时电热毯的发热功率：（2）图乙中有两根电热丝R2、R3，请说明要使电热毯处于高温挡，开关S1、S2应处于什么状态？并写出高温挡时电热毯发热电功率的表达式.（2）S1、S2均闭合；高温挡时电热毯的发热电功率：（3）请指出你认为其中较好的电路，并说明理由.较好的电路是乙，因为在甲电路中，R1置于电热毯外部，低温挡时R1要发热，浪费电能.想想议议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?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，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时应该特别注意条件。1、某电动机上标有“220V，2A”它的线圈电阻为5Ω，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？解：消耗的电能为:W总=UIt=220V×2A×60S=26400J线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60S=120J得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－120J=25200JQ=I2Rt

=(0.6A)2×60W×300s=6480J2、一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量?答:在5min内共产生6480J热量。解:I=

=

=

0.6AUR36V60Ω本节课我们学习了电热产生的原因，影响电热产生多少的因素，焦耳定律，以及纯电阻电路中电热的计算等知识.实验设计时我们一定要有控制变量的思想，在说明一个物理量与另一个物理量之间关系时，一定要强调其条件，是在什么量不变的情况下才有这样的关系，使自己的叙述更加严密。1.从课后习题中选取；2.完成练习册本课时的习题。1.这是一节实验应用课，其中的理论需要实验验证，得出的理论又要在生活中加以印证，所以该课的内容多，需要教师及时转换的角色也多.（1）实验的猜想既要注意挖掘学生的不同观点，又要注意将这些观点引导到我们所要探究的因素上.（2）对实验的设计要放开让学生自己做，实践发现学生的思路有局限于课本上那个实验的倾向，所以要设计一个良好的实验情景，注意让学生的思维散开，发挥其主动性.（3）实验中物理思维方法——控制变量法、转换法，要很好地引导学生去运用，加以培养.（4）电热与电流的二次方成正比是初中学生第一次接触，有一定的难度，教师只作交待，留在高中再进一步探究验证.2.对于纯电阻电路的理解，先从电炉和电风扇工作时能的转化入手，再讲述概念，不空洞，学生易接受.（见教材P102

动手动脑学物理）1.某导体的电阻是2Ω，通过2A的电流时，1min产生多少焦耳的热量？解:Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J.2.一只额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，每分