人教版九年级物理第十八章第4节焦耳定律及其应用

人教版九年级物理第十八章第4节焦耳定律及其应用人教版九年级物理第十八章第4节焦耳定律及其应用人教版九年级物理第十八章第4节焦耳定律及其应用你们家的电器中哪些是把电能转化为内能（热量）的？同学们还记得我们前边学习的电功的公式么？它表示什么意义呢？W=UIt人教版九年级物理第十八章第4节焦耳定律及其应用人教版九年级物1你们家的电器中哪些是把电能转化为内能（热量）的？

同学们还记得我们前边学习的电功的公式么？它表示什么意义呢？W=UIt你们家的电器中哪些是把电能转化为内能（热量）的？2人教版九年级物理第十八章第4节焦耳定律及其应用3它们的共同特征

是什么？——电能转化为内能它们的共同特征

是什么？——电能转化为内能4电热器（电流的热效应）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电热器（电流的热效应）电炉电暖器电水壶电熨斗电饭锅热得快电5一、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一、电流的热效应导体中有电流通过的时候，导体要发6

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7猜想四:........现象一：电炉丝通电能产生热，不通电不产生热。猜想二：电阻丝产生的热量同通电时间有关。猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关。现象二：电阻丝通电的时间越长产生的热量越多。事实：电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。猜想一：电阻丝产生的热量同电流有关控制变量法猜想四:........现象一：电炉丝通电能产生热，不通电不8由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较，实验中怎样将它变为便于直接观察比较的现象呢？转换法想一想议一议U型管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大，液面升高。由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较，实验9实验过程：（1）在电流和时间相同的情况下，研究热量和电阻的关系；（2）在电流和电阻相同的情况下，研究热量和时间的关系；（3）在电阻和时间相同的情况下，研究热量和电流的关系；实验过程：10

目标：在电流相同、电阻不同时，产生电热的效果如何呢？思考：①实验设计中，怎样保证电流等大？②用什么仪器反映产生热量的多少？【演示实验1】目标：在电流相同、电阻不同时，产生电热的效果如何呢11①电阻串联时电流相同。②U型管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大，液面升高。R1=5ΩR2=10ΩA①电阻串联时电流相同。R1=5ΩR2=10ΩA12请回答：①看到了什么现象？②说明了什么结论？现象：I相同时，R大的一边液面升的高，即升温快。

结论1：在电流和时间相同时，电阻越大产生的热量越多。请回答：现象：I相同时，R大的一边液面升的高，即升温快13思考：①此时，哪个电流小？为什么？②并联分流的电阻为什么要放在盒子外面?让相同的电阻，流过不同的电流，看效果会如何呢？【演示实验2】I=2I1IAR=5ΩR

1=5ΩR2

=5ΩI1思考：让相同的电阻，流过不同的电流，看效果会如何呢？【演示实14

①右边的发热器热量少，因为并联的电阻分去一半的电流。②不让它产生的热量影响盒内的温度。I=2I1IAR=5ΩR1=5ΩR2=5ΩI1①右边的发热器热量少，因为并联的电阻分去一半的电流。I15看到了什么现象？说明了什么结论？现象：电流I大的液面升高快，即产生的热量Q多。【跟踪思考】

2、结论：在电阻相同和时间相同时，通过的电流越大，产生的热量越多。看到了什么现象？说明了什么结论？现象：电流I大的液面升16

通过以上实验你能总结出什么规律？

电阻上产生的电热与电阻大小和流过的电流都有关，电阻越大，电流越大，产生的热量越多。通过以上实验你能总结出什么规律？17

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（JamesPrescottJoule，

18118Q=I²Rt热量电流电阻时间J=AΩS2，公式：意义：单位：二，焦耳定律：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。(普遍适用)Q=I²Rt热量电流电阻时间J19体验——创新实验【实验原理】利用细电阻丝绕在铁钉上，通电后对铁钉加热，其热的程度通过插接的蜡块熔掉为标记，先实现者获热量多。体验——创新实验【实验原理】利用细电阻丝绕在铁钉上，通电后对20【要求】：①设计出实验步骤。②能连接组装器材。③会操作。④得到结论。【思考】：此实验在选材上有什么要求？①电阻丝：

②电源电压：

③插蜡块时注意：【要求】：①设计出实验步骤。21

①焦耳通过实验得到电流产生热量与电流、电阻、通电时间是什么关系？②如何用公式表示这一规律？单位是什么？③可否从能量守恒的观点，通过电流做功推出电阻的电热公式？【问题思考1】①焦耳通过实验得到电流产生热量与电流、电阻、通电22

为什么用导线连接的电磁炉通电后，电炉很快发红发热，而导线却不热？

因导线电阻很小（0.01~0.001Ω），而电炉电阻很大（几十、几百欧姆），串联时导线生热很微小，故感觉不热。【问题思考2】为什么用导线连接的电磁炉通电后，电炉很快发红发热，23例题解析例题1、

一根60的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量？解法1：通过电阻丝的电流再由焦耳定律电流产生的热量即解法2：例题解析例题1、一根60的电阻丝接在36V的电源两端，在24【拓展变化】

①若该电阻丝截短一半，仍接在原电源上，在相同时间内，产生的热量是原来的多少倍？②若电压减为一半，其他不变，则产生热量又如何？【拓展变化】25

1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉子等），当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即

Q=W=UIt=Pt=

=I2Rt

2．在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：

W电＞Q热三、电能和电热关系电能内能+机械能此时，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉子等），当电26

从课本的“想想议议”所提的问题中，需要澄清什么概念？在纯电阻电路中电压相同时，适用，

R越小，Q越大（由知,P大的R小）。电流相同时，适用Q=I²Rt，

R越大Q越大。【想想议议】从课本的“想想议议”所提的问题中，需要澄清什271、电热器（1）.原理：利用电流的热效应来工作的。（2）.核心部分：发热体，它是有电阻率大，熔点高的材料制成的（3）.电热器的电热和电功的关系因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以电热Q=电功W四、电热的利用和防止1、电热器（1）.原理：利用电流的热效应来工作的。（2）.核282．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。2．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:29

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；电脑运行时要用小型风扇及时散热等等。3．电热的危害与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30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.

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31课堂小结：焦耳定律3、电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为内能，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=I2Rt=Q=I²Rt2，公式：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。课堂小结：焦耳定律3、电流通过导体时，如果消耗电能321.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下通电10min产生多少热量？解：电烙铁的额定功率：因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以产生的热量Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J堂堂清练习巩固答：.......1.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻332.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：答：.......2.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34

3、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？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=5.85×105J答：.......3、有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常354.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