人教版九年级物理全册 （焦耳定律）电功率教师教育课件

焦耳定律

新课引入电炉丝通过导线连入电路里，电炉丝热得发红而导线却几乎不发热，这是为什么？提出问题电流通过导体产生的热量跟什么因素有关？设计实验如图是“探究电流通过电热器所产生热量的多少与哪些因素有关”的实验装置，电阻丝浸没在一定质量的煤油中，烧瓶里插入一支温度计，通电时电阻丝产生的热量被煤油吸收，煤油的温度就会升高。电阻丝产生的热量越多，煤油吸热后温度也升得越高。要研究电阻的大小对产生热量的影响，可以选择如图所示两个不同阻值的电阻丝，R甲＜R乙，图中的电阻丝R甲与R乙的连接方式是串联，采用这种连接方式的目的是保持电流、通电时间相同；为了便于比较，两个烧瓶内的煤油质量应该相同。要研究电流的大小对产生热量的影响，应该使电阻丝的阻值不变，而使通过电阻丝的电流大小不同。若要利用如图电路研究导体中电流的大小对产生热量的影响，实验方案应该是：移动滑动变阻器滑片，改变电路电流大小，观察温度计示数的变化情况。实验结论在电流和通电时间相同的情况下，导体的电阻越大，产生的热量越多；在电阻和通电时间相同的情况下，导体的电流越大，产生的热量越多。电炉丝通过导线连入电路里，电炉丝热得

发红而导线却几乎不发热，这是为什么？电炉丝和导线串联，I相等，但R丝＞R线，由实验结论可知，电炉丝放出的热量远大于导线放出的热量，故电炉丝热得发红而导线却几乎不发热。例：小阳在“研究电流通过导体产生的热量跟导体电阻的关系”时，采用了如图所示的实验装置，该装置可以测量电流通过导体产生热量的多少。它的原理是：将一根电阻丝放在密闭空气盒中，电流通过电阻丝产生的热量，可以使等质量的密闭空气受热膨胀，受热膨胀的密闭空气可以使U形玻璃管中一侧的液面升高。U形玻璃管橡胶管密闭空气盒电阻丝实验提供的器材：秒表、三根阻值分为5Ω、10Ω、15Ω的电阻丝、U形玻璃管橡胶管密闭空气盒电阻丝、符合实验要求的电源、一个开关和若干根导线。（1）实验中要保持通过三根电阻丝的电流大小和通电时间不变，小阳设计电路时，应该将三根电阻丝

联在电路中来进行实验。（2）实验过程中，小阳发现与电阻大的相连的U形玻璃管中一侧的液面升高的高。小阳改变其电流大小，又做了一次实验，仍然观察到相同的实验现象。根据实验现象，小阳可以得出的结论是：

。U形玻璃管橡胶管密闭空气盒电阻丝谢谢！第4节焦耳定律第十八章电功率

导学设计第4节焦耳定律学点1电流的热效应实验1：灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？想想为什么。实验2：电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分，有什么感觉？想想为什么。图18－4－2第4节焦耳定律问题：以上实验表明：电流通过用电器时，一般用电器都会________，电流通过导体时电能转化成______能，这种现象叫做电流的______效应。发热内热第4节焦耳定律学点2探究：电流通过导体时产生的热的多少跟什么因素有关假设：电流通过导体时产生的热的多少可能跟________、________、____________有关。电流电阻通电时间实验1：如图18－4－3所示，探究电热与电阻的关系。图18－4－3第4节焦耳定律问题1：实验中给等量的空气加热，容器内空气温度上升，体积膨胀通过比较U形管两侧液柱的高度差，可以比较电流通过导体时产生的热的多少。这里采用了哪种研究方法？[答案]转换法。问题2：该实验要控制什么量不变？怎样做到？[答案]要控制电流和通电时间相同。把两段阴值不同的电阻丝串联起来，因为串联电路电流处处相等。第4节焦耳定律问题3：你能得到什么结论？[答案]在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。第4节焦耳定律实验2：如图18－4－4所示，探究电热与电流的关系。图18－4－4第4节焦耳定律问题4：该实验要控制什么量不变？怎样做到？[答案]要控制电阻和通电时间相同。两个容器中接入相同的电阻丝，在一个容器的外部，并联一个电阻分流。问题5：你能得到什么结论？[答案]在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多。第4节焦耳定律实验3：探究电热与通电时间的关系。问题6：该实验要控制什么量不变？怎样做到？[答案]要控制电流和电阻相同，在两个容器中分别接入相同的电阻丝，加热不同的时间．问题7：你能得到什么结论？[答案]在电流和电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。第4节焦耳定律学点3焦耳定律问题：电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系可用__________描述，其内容是：_______________________________________________________________________________；表达式为：______________。焦耳定律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，跟通电时间成正比第4节焦耳定律学点4电热的利用和防止观察：如图18－4－5所示，(a)是一台电动机，(b)是一台电视机。电动机的外壳制成许多皱折形状，电视机的外壳后有许多孔窗。图18－4－5第4节焦耳定律问题1：用电器发热的原因是什么？[答案]电流的热效应。问题2：电动机的外壳制成许多皱折形状和电视机的外壳后有许多窗孔，这种形状或结构对电动机和电视机有什么好处？[答案]减少电流热效应所带来的危害。类型一电流的热效应第4节焦耳定律应用示例例12017·日照某学习小组在老师的指导下，探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关。他们用的实验器材如图18－4－2甲所示，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面最初相平，两个密闭容器中都有一段电阻丝。图18－4－2第4节焦耳定律(1)请你用笔画线代替导线，把图甲中两个容器内的电阻丝接到电路中。[答案]如图所示第4节焦耳定律(2)实验中通过观察U形管中液面高度的变化来比较电流通过导体产生热量的多少，这种方法叫________。(3)连接好电路，闭合开关，通电一段时间后，________(选填“左”或“右”)侧U形管中液面高度变化大，此实验现象表明，在电流和通电时间均相同的情况下，________越大，电流通过导体产生的热量越多。转换法右电阻第4节焦耳定律(4)让两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部将一个相同阻值的电阻和这个容器内的电阻并联(如图乙所示)。移走图甲中的电阻，换接图乙中的电阻到电路中，重新做这个实验。此时通过两容器中电阻的电流不同，在通电时间相同的情况下，观察U形管中液面高度变化，由此得到的结论是_____________________________________________________。(5)如果热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则Q＝________。在电阻和通电时间相同的情况下，电流越大，电流通过导体产生的热量越多I2Rt第4节焦耳定律第4节焦耳定律[解析]

(1)将电源、开关、滑动变阻器、两相同的透明容器中的电阻丝逐一顺次连接即可，滑动变阻的连线要注意一上一下的原则，如上图所示。(2)电流通过导体产生的热量不便于用眼睛直接观察和测量，通过U形管内液面高度的变化来反映，这种方法是初中物理常用的转换法。(3)因串联电路中各处的电流相等，所以，两电阻丝串联时通过它们的电流相等；由Q＝I2Rt可知，在电流和通电时间相同时，右侧电阻较大，其产生的热量较多，密闭空气吸收热量后，体积膨胀，右侧容器中气体膨胀更大，所以右侧U形管中的液面高度变化明显。第4节焦耳定律[实验点拨]研究电流热效应的实验中研究方法的运用类型二焦耳定律——多挡位问题第4节焦耳定律例2

如图18－4－5所示为一台两挡式电热水器的内部简化电路，S为温控开关，当S接a时电路中的电流为5A，当S接b时电路的电功率为22W，求：(1)R1的电阻。(2)高温挡时电路的电功率。(3)在低温挡工作10min，电流通过R2产生的热量。图18－4－5第4节焦耳定律第4节焦耳定律第4节焦耳定律类型三区分实际问题中的电功与电热第4节焦耳定律例3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。问：(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？第4节焦耳定律第4节焦耳定律第4节焦耳定律类型四电热的利用和防止第4节焦耳定律例42018·乐山下列家用电器中，将电流热效应作为工作原理的是(

)A．电风扇B．洗衣机C．电热水壶D．电视机C第4节焦耳定律[解析]本题考查电流热效应在家用电器中的应用。电流的热效应是指把电能转化为内能的现象。电风扇工作时主要将电能转化为机械能，故A不符合题意；洗衣机工作时主要将电能转化为机械能，故B不符合题意；电热水壶工作时把电能转化为内能，使水的温度升高，其工作原理为电流的热效应，故C符合题意；电视机工作时主要把电能转化为光能和声能，故D不符合题意。第4节焦耳定律[方法指导]电热的利用和防止课堂小结第4节焦耳定律电流的热效应挽救影响通电导体产生热量多少的因素电阻电流通电时间焦耳定律公式：Q=I2Rt单位：J、A、Ω、s非纯电阻电路：Q不等于W电热的利用与防止课堂反馈第4节焦耳定律1．如图4－1所示，下列常见电器中不是利用电流热效应工作的是(

)图4－1B第4节焦耳定律2．某电炉丝电阻为100Ω，通电10s产生的热量为4×103J，则通过电炉丝的电流是(

)A．2AB．4AC．20AD．40A3．电热器是利用电流的________来加热的设备，一台额定电压为220V的电炉，电炉丝电阻为44Ω，正常工作10min，电炉丝产生的热量是________J。A6.6×105热效应第4节焦耳定律4．如图4－2所示是探究“电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”的实验装置。请回答：图4－2第4节焦耳定律(1)电流产生的热量通过U形管中液面的____________来反映，这种研究物理问