18.4第4节 焦耳定律-2024-2025学年初中物理九年级下册（人教版）教学课件

焦耳定律第4节第十八章

电功率观察与思考尤其不可以偷偷看电视哦！妈妈出门前交待小明要好好学习……妈妈回来后看到小明在认真写作业，电视机也没有打开，但是很快妈妈就发现小明在说谎了，你知道妈妈是如何发现的吗？一、电流的热效应思考：很多用电器接通电源后都伴有热现象产生，你知道哪些？电能→内能电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能。我热得发红!我怎么热不起来呢？电流产生热的多少跟什么因素有关？讨论与交流：1.电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。不同的材料会影响产生的热量吗？2.电炉丝通电的时间越长，那么电炉的产生的热量会如何？3.大功率的电热水壶烧开水和小功率的电热水壶烧开水谁会更快一点呢？电流通过导体时产生的热量的多少与什么因素有关呢？提出问题：探究电流通过导体产生热的多少与什么因素有关猜想：1.可能与电阻有关。2.可能与通电时间有关。3.可能与电流有关。设计实验：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去研究？用什么办法去体现热量的多少？控制变量法转换法如何保证研究电阻不同时，电流和时间相同？研究电流和时间呢？比较液面高低即可比较产生热量多少进行实验：实验1：研究电热与电阻的关系，要保证电流和通电时间相同，采用如图所示装置。实验时注意观察U形管液面变化。实验2：研究电热与电流的关系，要保证电阻和通电时间相同，采用如图所示装置。实验时注意观察U形管液面变化。实验3：研究电热与时间的关系，只连接一个电阻，观察U形管液面随时间的变化。实验记录：实验序号

电阻R/Ω电流

I/A通电时间

t/minU形管高度差h/cm实验1R1=5ΩI1=I22R2=10ΩI2=I12实验2R1=5ΩI1=2I22R2=5ΩI2=0.5I12实验3R1=5ΩI12R1=5ΩI14实验结论：(1)I

和t

相同时，R越大，这个电阻产生的热量越多。(2)R

和t

相同时，I越大，这个电阻产生的热量越多。(3)R

和I

相同时，t越长，这个电阻产生的热量越多。交流与评估：说一说实验过程中你遇见了什么问题？(1)本实验是根据______(填“气体”或“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少。已知R1=10Ω，R3=6Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2=____Ω。(2)若将R3和R2并联接入右边密闭容器中，则可研究电流产生的热量与______的关系。(中考·黄石)如图所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U形管中液面高度的变化。气体10电阻例题二、焦耳定律焦耳定律：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。电热符号：Q公式：Q=I2Rt

AsJΩ在纯电阻电路中，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q=W=UIt=I2Rt焦耳（1818-1889）焦耳，英国物理学家。他的父亲是一个酿酒厂主。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。后来在别人的介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了各种知识，这为焦耳后来的研究奠定了理论基础。焦耳一身致力于实验研究，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。思考：电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电炉丝电阻，由Q=I2Rt可知，导线产生的热量少。小明在一次野炊活动中，将中间剪得较窄的口香糖锡箔纸(可看做导体)接在干电池正负两极上，如图所示，锡箔纸较窄处最先燃烧。这是因为较窄处（）A.电阻较大B.电流较大C.电压较小D.电功率较小A例题一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量?例题I=UR解：=36V60Ω=0.6AQ=

I2Rt

=(0.6A)2×60W×300s

=6480J某电动机上标有“220V2A”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：W总=UIt=220V×2A×60s=26400J线圈中产生的热量：Q=I2Rt=(2A)2×5Ω×60s=1200J得到的机械能：W机=W总-Q=26400J-1200J=25200J例题想想议议: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。二者似乎矛盾，这是怎么回事?前者前提条件是电压相同，虽说额定电功率大的灯泡电阻小，但此时该灯泡的电流较大；而后者说前提条件是电流相同，按照焦耳定律当然是电阻大的产生热量多。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。三、电热的利用和防止电热器：使导体只发热的用电器。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。思考：电流通过用电器产生的电热都是有利的吗？电热的危害将用电器烧坏使绝缘材料老化思考：如何防止电热带来的不利影响呢？水冷机箱微型风扇散热孔焦耳定律电流的热效应电热的影响因素：I、R、t焦耳定律电热的利用和防止表述：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。公式:

Q=I2Rt

定义2.现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电压为220V的电路中，相同时间内它们发热情况是（）A.甲放热多B.乙放热多C.同样多D.无法判断1.计算电流通过电风扇产生的热量，下面公式选用正确的是（

）A.UIt

B.

C.I2Rt

D.前面三个都可以

CB3.用如图所示的装置探究“影响电流热效应的因素”。电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1<R2，瓶中装有质量相等的煤油。下列说法正确的是（）A.该装置可以用来探究电流热效应与电流大小的关系B.闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升得较快C.实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少D.将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小C5.用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。(1)烧瓶中装入的煤油是________（填“导体”或“绝缘体”）(2)请根据实物电路，在虚线框图内画出对应的电路图。(3)为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应______，通过R1的电流_______通过R2的电流。R2

R1绝缘体相等小于(4)通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明_________