九年级物理全册18.4焦耳定律

第十八章

第4节焦耳定律

第1页你知道吗星期天,小东妈妈出门前嘱咐小东别看电视,得先完成作业,可是小东等妈妈一走,就看起了电视,直到妈妈回来前才开始做作业,妈妈问小东为何没有做完作业,小东说作业太难,可是小东妈妈只用了一招就知道小东说了谎,请问,他妈妈是怎样做她摸了摸电视机散热窗，发觉那儿还热着呢你有类似经历吗，这个故事对你有什么启示？生活中的物理第2页电流经过导体时电能转化成内能（热能）这些用电器工作时共同点是什么热水器电烤箱

生活中，还有哪些用电器通电后，都伴有热现象产生？请举些例子。第3页电流经过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流热效应。一、电流热效应利用电流热效应来加热设备：______电热器第4页思索：电炉丝和导线串联接入电路，为何电炉丝热发红，而导线却几乎不发烧？提出问题:电流经过导体时产生热多少跟什么原因相关？电炉第5页你猜测是；电流经过导体时产生热量与___________相关。

3、相同导线，假如将灯泡换成大功率电炉，导线将显著发烧，甚至烧坏导线。2、电熨斗，它通电时间过长，一不小心，就会烫坏衣料。你猜测是；电流经过导体时产生热量与________相关。

你猜测是；电流经过导体时产生热量与__________相关。通电时间电流大小猜测：导体电阻

导体电阻通电时间电流大小1、电炉丝和导线是串联，通电时电炉丝热得发红，而导线却几乎不热。第6页【设计试验】讨论1：当大家猜测电热与多个原因相关，试验研究时应用什么方法去研究？

控制变量法讨论2：（观察试验装置）（1）用什么方法去观察不可见物理量（电热）？电热——经过空气受热膨胀程度，观察产生热量多少。

像这种利用物理量产生效应来观察不可见物理量方法叫转换法。

试验中，经过观察两个U形管中染色水柱液面高度改变来判断产生热量多少。

试验装置（2）怎样比较电流经过导体产生热量多少？第7页[试验一]研究电热与电阻关系应控制不变物理量：应改变物理量：怎样才能使不一样电阻有相等电流和通电时间？将不一样电阻设计试验：电流和通电时间相同电阻R1=5ΩR2=10ΩA串联试验表明：

在电流相同、通电时间相同情况下，电阻越大，这个电阻产生热量越多。第8页[试验二]研究电热与电流关系应控制不变物理量：应改变物理量：设计试验试验表明：I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1

在电阻相同、通电时间相同情况下，经过一个电阻电流越大，这个电阻产生热量越多。电阻和通电时间相同电流怎样才能使相同电阻经过电流不相等呢？第9页在电阻和电流相同情况下，通电时间越长，这个电阻产生热量越多。电热与通电时间关系：刚才观察：在电阻和电流不变情况下，通电时间加长，U形管中液体液面是怎样改变？你能得出什么结论？

请同学们对以上试验进行总结：电流经过导体产生热量多少与电流、电阻和通电时间关系。

第10页焦耳定律（自主学习）Q=I²

Rt

热量

电流

电阻

时间JAΩS公式：意义：单位：电流经过导体产生热量跟电流二次方成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比。

焦耳

(1818－1889)二、焦耳定律内容：强调:电热跟电流二次方成正比。第11页

焦耳致力于热功当量准确测定达40年之久.他用试验证实“功”和“热量”之间有确定关系，为热力学第一定律建立确定了牢靠试验基础.

焦耳是英国物理学家.他一生大部分时间是在试验室里度过.1840年，焦耳经过大量试验终于确定了电流产生热量跟电流平方成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律就是焦耳定律。

第12页我们学习了焦耳定律，怎样回答前面问题？导线和电炉丝串联，经过电流相同，为何电炉丝热得发红，而导线却几乎不发烧呢？

答：电炉经过导线接到电路中，导线中电流跟电炉丝中电流相等，但电炉丝电阻比连接电炉丝导线电阻大得多，依据焦耳定律Q=I2Rt可知，电流相等时，电阻大，相同时间里产生热量较多，所以电炉丝很热，而导线却几乎不热。第13页焦耳定律理论推导电流经过导体时电能全部转化为内能，消耗电能全部用来产生热量（纯电阻导体）电流对纯电阻导体时所做电功全部转化为电热Q=W=UIt对于纯电阻导体U=IRQ=W=UIt=IRIt=I2Rt第14页

焦耳定律：Q=W=Pt=UIt=

(只适合用于纯电阻电路)焦耳定律公式扩展第15页Q=I2Rt与W=IUt区分①在纯电阻电路中，这两个公式是通用。把电能只转化为热能②在非纯电阻电路中，W=IUt公式求得是总消耗电能；Q=I2Rt公式求得是在总电能中部分转发为热能能量即：W>Q第16页电热与电功关系：请比较电炉与电风扇工作特点纯电阻电路：非纯电阻电路：

在消耗电能全部用来产生热量情况下，焦耳定律推导:像电炉这种只把电能转化为内能（热能）用电器。

Q=W像电风扇（电动机）这种把电能主要转化为其它形式能，少部分电能转化为内能用电器。

Q<W第17页例：一根60Ω电阻丝接在36V电源上，在5min内共产生多少热量？

解：R=60Ω

U=36Vt=5min=5×60s=300s经过电阻丝电流为：I==36V60Ω=0.6A产生热量为：Q=I2