初中九年级物理课件焦耳定律

焦耳定律第十八章第４节王红霞沙湾三中生活中的物理用手一摸电视机后盖谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？

上周六，我们班刘炜琨同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是后就发现，刘炜琨刚看过电视。12真相只有一个！刘炜琨看了电视！请问我是根据什么判断出看了电视的呢？真相只有一个！让我来告诉你吧！因为电视机还在发热！

生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电热器电热油汀电炉电暖器电水壶电熨斗电饭锅热得快电热器：利用电流做功将电能转化为内能的装置。电流的热效应：通电导体发热的现象一、电流的热效应

导体中有电流通过的时候，导体要发热，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。电热器的主要组成部分是发热体。发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝缠绕在绝缘材料上制成的。电热器就是利用电流的热效应工作的电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?想想议议提出问题：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:

当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升.电流产生的热量越多，液面就会上升得越高.我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量.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(1)研究电热器电阻的大小对产生热量的影响要研究电阻对产生热量多少的影响，应该控制

和

不变，则可以让两个阻值不同的电阻

（串联／并联）后接入电路。3.设计实验、验证假设电流通电时间串联实验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。结论一：

在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。实验2：研究电热与电流关系I=2I1IAR=10ΩR=10ΩR=10ΩI1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。10Ω10Ω10Ω

在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。

结论二：(3)研究通电时间对产生热量的影响

要研究通电时间对产生热量的影响,应该控制

和

不变,改变

。

通电时间电阻电流

由生活经验知道，同一个电热器（电阻一定），电流不变时，通电时间越长，产生的热量越多。结论三：

在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。结论1.

在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。结论2.

在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。

结论3.

在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。实验结论焦耳（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。焦耳焦耳定律Q=I²Rt热量电流电阻时间JAΩS公式：意义：单位：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。焦耳

(1818－1889)科学靠我们发现、探究、改进---科学永无止境例1：流过一根10欧姆的电阻丝的电流为2安培，问这根电阻丝在30秒内产热多少？例题解题格式：已知：求：解：答：电阻R=10Ω，电流I=2A，时间t=30s电热Q由焦耳定律：

Q=I2Rt=(2A)2×10Ω×30s=1200J这根电阻丝共产热1200J。Q=I2Rt

=(0.8A)2×30Ω×600s=11520J一根30Ω的电阻丝接在24V的电源两端，在10min内共产生多少热量?答:在10min内共产生11520J热量。解:例题I=

=

=

0.8AUR24V30Ω例题例2：一根50欧姆的电阻丝工作了10秒钟后产生1.8×104焦耳的热量，问流过这根电阻丝的电流是多少？解题格式：已知：求：解：答：电阻R=50Ω，热量Q=1.8×104J，时间t=10s电流I由焦耳定律：

Q=I2Rt

所以：I=（Q/Rt）1/2

=（1.8×104/（50Ω×10s））1/2

=6（A）

这根电阻流过的电流为6安培。

有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？例题2解：消耗的电能：W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105J电热Q=I2Rt=(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J转化为的机械能：E机=W－Q=6.6×105J－7.5×104J=5.85×105J1．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．电热的危害电热的防止电脑中的CPU在工作时要产生热,如果过热就会损坏芯片,所以要在芯片上加装散热片和风扇.

1.电流通过导体时产生的热量跟__________成正比，跟导体的____成正比，跟__________成正比，这个规律叫做焦耳定律，数字表达式是_______.2.电热器是利用电流的__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____.3.有两根金属电阻丝，电阻分别为5Ω和15Ω，将它们串联后接在一个电源两端，它们的电压之比为_____，在相同的时间内产生的热量之比为______；如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为____，在相等的时间内产生的热量之比为____.电流的平方电阻通电的时间Q=I2Rt热发热体热量1∶31∶33∶13∶1当堂检测焦耳定律是反映电流的

效应的规律，即

能转化为

的规律。一电炉的电阻是100Ω，通电时间10秒钟产生的热量为4×105J,通过这个电炉的电流是

A电流通过电风扇做功时，

能转化为

能和

能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的机械能一定

3.6×106J

练习热电内20电内机械小于

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热三、电能和电热关系电能内能+机械能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=I2Rt来计算热量.焦耳定律的理论推导

电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即:

Q=W=Pt=UIt=IRIt=I2Rt考考你：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？原因：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。若电流做的功全部用来产生热量即Q=W又∵W=UIt根据欧姆定律U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt3.电流产生热量的其他表达式

Q=W=Pt=UIt=Ut=t

只适用于只有电阻的电路,(电能全部转化为内能)的情况。—————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。电能、电功1．W＝W2－W1（KW▪h)月末电能表示数减去月初电表示数

若U用V，I用A，t用s,则电能（电功）的单位是J（焦）(KW▪h)根据电能表转数计算消耗的电能多少P=WtW

——焦耳（J）KW▪h

t

——

秒（s）hP

——瓦特（W）KWW=PtP

=UII——安AU

——

伏VP

——瓦W电功率（快慢）5.电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。(1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等(2)列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机外壳有许多散热片等。

有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？例题2解：消耗的电能：W=UIt=220V×5A×600s=6.6×105J电热Q=I2Rt=(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J转化为的机械能：E机=W－Q=6.6×105J－7.5×104J=5.85×105J6.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？答：根据公式P=I2R可知，在电流相等时，电阻越大，电功率越大。导线相互连接的位置接触电阻比较大，因而电能转化为热的功率也较大，造成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾.4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。解：电烘箱的功率：电阻丝工作时的电阻值：2.一只额定功率是450w的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？解：电饭锅是纯电阻电路