- 第十八章 第四节 焦耳定律 课件 人教版物理九年级

第四节焦耳定律生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。还能举出其它例子吗？

电流通过导体时，电能转化成热，这个现象叫做电流的热效应。一、电流的热效应思考

灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？用手触摸跟灯泡串联的导线感觉一样吗？这是为什么？

提出问题：电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关呢？猜想：通电时间电流的大小导体电阻的大小实验方法：实验目的:

研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关

实验原理:

电阻丝加热密封容器中的空气，U形管中液面形成高度差；液面差越大，产生的热量差别越大。实验探究控制变量法电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?演示实验实验装置实验1：研究电热与电阻关系R1=5ΩR2=10ΩA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。实验2：研究电热与电流关系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1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。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

1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

2．公式：Q=I2Rt

3．单位：焦耳（J）二、焦耳定律Q=I2Rt

=(0.6A)2×60W×300s=6480J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:例题I=

=

=

0.6AUR36V60Ω典型例题解析【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热，这是为什么?电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多.

【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻为2Ω，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为____J，产生的热量为___J.3800200Q=I2Rt与W=UIt的区别①在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。把电能只转化为热能②在非纯电阻电路中，W=UIt公式求得的是总消耗的电能；Q=I2Rt公式求得的是在总电能中部分转发为热能的能量即：W>Q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?想想议议答：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．电热的利用利用电热孵化器孵小鸡用来加热电热器的优点: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。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。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。2．电热的危害课堂小结焦耳定律的实验和内容电热的利用和危害1.如图9-3-5所示，a、b相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分别为R1和R2，且R1＜R2，则闭分开关S后，a、b容器中水温上升较快的是()A.a容器中的水B.b容器中的水C.a、b容器中的水温上升的快慢一样D.无法判断B图9-3-52.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别加上相同的电压，那么下列说法中正确的是()A.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多B.短的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多C.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较少D.短的镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生的热量较少3.一根电阻丝接在电压U=5V的电源上，在1s内产生的热量是2J，要让该电阻(其电阻大小恒定不变)产生8J的热量，可采用的办法是()A.使电源电压变为10V，通电时间仍为1SB.使电源电压仍为5V，通电时间变为2SC.使电源电压变为20V，通电时间变为SD.使电源电压变为10V，通电时间变为2SCA1.小红家买了一台电烤箱，有高、中、低

三个档位的发热功率。图是其内部简化电路图，开关S1可分别与触点a、b接触。已知R1=60.5Ω,R2=121Ω，电源电压保持不变。当开关S1置于b端，S2断开时，电烤箱处于

档位；电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是

W；电烤箱在高档位工作时，对食物加热5min,消耗的电能是

J

2.某直流电动机线圈的电阻是1.5Ω，把它接在稳压电源上，闭合开关，电动机正常工作，通过线圈的电流是2A，在20s内电动机所做的机械功是1080J.试求：(1)这段时间内，电流通过线圈产生的热量是多少?(2)这段时间内，电流通过电动机做的功是多少?电源电压是多少?(3)如果在工作过程中，电动机因故障卡住无法转动，此时电动机中的电流是多少?3.如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电一段时间后，右侧U形管中液面的高度差比左侧的大。下列说法正确的是（）A.左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大B.该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系C.该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系D.U形管中液面的高度发生变化是因为U形管中液体的热胀冷缩造成的4.甲、乙两个小灯泡上分别标有“6V3W”和“4V2W”字样，现在把它

们按不同方式接在不同电路中（不考虑灯丝电阻的变化），下列判断错误的是（）A,若把它们并联在4V电路中，乙灯正常发光B,若把它们并联在4V电路中，甲灯比乙灯亮C,若把它们串联在1OV电路中，两灯都可以正常发光D.若把它们串联在10V电路中，甲灯比乙灯亮5.已知甲灯标有“6V3W”字样，乙灯的额定电压是3V.甲、乙两灯的U-I关系如图所示，则乙灯的额定功率是

W.确保电路安全的前提下，两灯串联使用，电路两端的最大电压是

V，两灯并联使用，电路最大电流是

A。6.如图所示,电源电压保持不变,开关S和S1都闭合时,小灯泡正常发光,再将开关S1断开,电流表示数

(填“变大”、“变小”或“不变”)小灯泡的亮度

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