![人教版九年级物理第十八章 第4节 焦耳定律 课件_第1页](http://file1.renrendoc.com/fileroot_temp2/2020-3/27/f03c1768-bb32-45f8-87a9-bd2632dba0b3/f03c1768-bb32-45f8-87a9-bd2632dba0b31.gif)
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文档简介
1、第四节焦耳定律,教学目标:1 .了解电流热效应并将电能转化为热能的知识和技能。知道焦耳定律反映了哪些因素与电流的热效应有关。了解电能的利用和危害以及电热的预防。2.过程和方法通过观察实验、比较和探索,我们可以知道哪些因素与电流的热效应有关。3.情感、态度和价值观通过学习电加热的好处,学会辩证地对待问题。通过讨论和交流培养合作学习的态度和意识。星期天,小宇的妈妈告诉小宇出门前不要看电视。她必须先完成作业。但是当小宇等妈妈离开时,她看电视,直到妈妈回来才开始做作业。我妈妈问晓宇为什么她没有完成作业。小宇说这太难了,但是小宇的妈妈只知道小宇用了一个小花招。他妈妈是怎么做到的?她摸了摸电视的冷却窗,发
2、现那里还是热的。你有过类似的经历吗?这个故事对你有什么启示?物理与生活,在生活中,许多电器通电后都伴随着热现象。请举例说明。当电炉接入电路时,通电的电炉丝会发光发热。用电加热加热。用电熨斗加热来熨衣服。用电饭锅煮饭。它们的共同特点是通电时都会发热。(1)电流的热效应;(1)当电流通过导体时,电能转化为内能,这就是电流的热效应。2.电加热器:是一种利用电流热效应工作的装置。如:电动饮水机、电熨斗、电烤箱、电培养箱、电热水器。电加热器的结构:主要部件是加热元件,由高电阻率、高熔点的导体制成。所有的电加热器都将电能转化为内能。电炉丝应通过导线接入电路,电炉丝与导线串联,通过它们的电流相同。为什么电炉
3、丝又热又红,但丝几乎不发热?换句话说:电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关?想想看,当电流通过导体时,哪些因素与产生的热量有关?演示实验、实验装置、实验1:研究电流加热与电阻的关系。结论1:在相同的电流和相同的通电时间条件下,电阻越大,电流通过该电阻时产生的热量越多。控制变量法、转换法,两个烧瓶中含有相同量的煤油,温度计显示煤油的温度,两个烧瓶都浸有一根金属丝,烧瓶A中的金属丝是电阻相对较小的铜线,烧瓶B中的金属丝是电阻相对较大的镍铬合金丝。将两个烧瓶中的金属线串联起来,并传递相同的电流。通电一定时间后,观察两个烧瓶中煤油温度的变化。你会发现什么?实验电路,实验2:研究电流加热和电流之间的关
4、系,结论2:在相同的电阻和相同的通电时间条件下,流经电阻的电流越大,该电阻产生的热量越多。结论3:在相同的电阻和电流下,电流越长,导体产生的热量越多。实验三:研究电流加热与电流传导时间的关系。(1)在电流和电流传导时间相同的情况下,电阻越大,电流通过导体时产生的热量越多。(2)在通电时间和电阻相同的情况下,通过电流越大,产生的热量越多。(3)在相同电阻和恒定电流的条件下,通电时间越长,导体产生的热量越多。利用控制变量法,实验表明电流通过导体时产生的热量与电流、导体电阻和通电时间长短有关。焦耳定律1。焦耳定律内容:电流通过导体产生的热量与铜的二次幂成正比2.焦耳定律公式:Q=I2R t 3,单位
5、:热:Q热焦(j)电流:I电流a)电阻:电阻欧姆(r)通电时间:t通电时间秒(s),思考:电炉丝通过丝连接到电路中,电炉丝和丝串联,通过它们的电流是一样的,为什么电炉丝是热的和红色的?答:电炉通过电线与电路相连,电线中的电流等于电线中的电流,但电线的电阻比电线的大得多。根据焦耳定律,当电流相等时,同时产生更多的热量,电线比电线产生更多的热量,所以电线很热,但是电线不是。因此,Q线Q电炉丝,根据Q=I2Rt,I和t是相同的,因为r线r电炉丝,焦耳(詹姆斯普雷斯科特焦耳,18181889),英国物理学家。他一生致力于实验探索,在近40年里做了400多次实验来研究热与功的关系。1840年,通过大量实
6、验,首次准确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间之间的关系,并提出了焦耳定律。他的研究为能量守恒定律的建立奠定了基础。为了纪念他在科学发展方面的成就,能量和功的单位都被命名为“焦耳”和焦耳。我生活的乐趣在于不断探索未知的世界。根据焦耳定律公式的理论推导,当电流流过导体时,如果所有的电能都同时转化为内能,而不是其他形式的能量,那么电流产生的热量等于消耗的电能,即Q=W,Q=W Pt,PUI,QI2Rt。U=IR,=UIt,IR,It,I2Rt,注意:QI2Rt中的所有物理量I、r和t都是相同的电路或相同的导体。1纯电阻电路:当电流通过导体时,如果所有消耗的电能都转化为内能,而不是同时转化
7、为其他形式的能量,那么电流产生的热量q等于消耗的电能W.这种电路称为“纯电阻电路”。也就是说,Q=W=Pt=UIt=I2Rt,例如用于烧水的电加热器、电饭锅、电炉、电热毯等。(当前工作仅用于加热)。电能与电热的关系,2非纯电阻电路:一些电器,如电风扇、冰箱、电视机、洗衣机等。只有一小部分消耗的电能被转换成内能,而电能主要被转换成除内能之外的其他能量。例如,电风扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能,只有一小部分电能转化为内能。这种电路被称为“非纯电阻电路”(也就是说,不仅电器中的导体发热,其他元件也工作,将电能转换成内部能量以外的能量)。此时:瓦特=瓦特=瓦特只能用于计算电气功,但不能用于
8、加热。电流加热只能通过Q=IRt来计算。WQ热,马达,马达:大部分消耗的电能转化为机械能,而只有一小部分电能转化为内能(电加热)。如洗衣机、电风扇、冰箱等。对于电机: Q W (Q W),那么:W电能=UIt QI2Rt,所以:I2Rt UIt W电能=W机器Q,例如:当一根60的电阻丝连接到一个36V的电源时,在5分钟内产生多少热量?解决方案:问=2RT,分析:回答:总共产生6480焦耳的热量。对于具有相同额定电压的灯泡,额定功率越大,电阻越小,在正常运行期间每单位时间产生的热量越多。然而,根据焦耳定律,电阻越大,单位时间产生的热量越多。这两者之间似乎有矛盾。发生什么事了?想一想讨论,(RU
9、量2P量),而后者说,在电流相同的情况下,电阻越大,单位时间产生的热量越多(q=IRT);两者并不矛盾。因此,我们在应用公式时应该特别注意条件。电子孵化器是用来孵化小鸡和加热物体的。第四,电热的利用和预防。右图显示了电视和电脑上的散热器。电动保温箱,1。电的利用(3)电加热器:的优点清洁卫生,无环境污染,热效率高,使用方便,易于控制和调节温度。(2)电加热器结构:主要部件为发热元件,由高电阻率、高熔点的导体制成。以下是电器手册,请分析并说明事实:将电器放在通风良好的地方;不要让电器受潮。长期不用的电器应该偶尔通电。使用电器会产生热量,可以去除湿气,防止电路板和零件脚以及金属零件受潮腐蚀和生锈。
10、一些电器使用电流做功,以便将电能转换成除内能之外的能量,但是里面所有的部件都有产生热量的阻力。在许多情况下,我们不希望电器的温度太高。例如,电视机的后盖有许多通风散热孔;电脑运行时,用微型风扇及时散热等。电加热的危害,如电视机冷却窗、电机散热器等。电视冷却窗口,电脑冷却风扇,摘要,1。当电流通过导体时,电能转化为热量的现象称为电流热效应。焦耳定律:Q=IRT;3.利用电流热效应的电器被称为电加热器,电加热器的加热元件具有大电阻和高熔点。4.从通风散热的角度出发,有必要有效地防止电加热的危害。1.将“220伏,100瓦”电风扇、“220伏,100瓦”充电器和“220伏,100瓦”电熨斗连接到22
11、0伏电源。同时,通过它们的电流产生的热量最多的是()、A、电熨斗B、充电器c()、(2)电加热使用起来没有任何伤害。电熨斗依靠电流的热效应工作。(),3。当电加热器的电流为0.5A时,1分钟内产生100焦耳的热量。如果流过它的电流是1A,通电产生的热量是_ _ _ _ _ _焦耳。导体的电阻是2。当电流通过2 A时,1分钟内产生多少热量?解决方案:Q=I2RT=(2A)22 60S=480焦耳答:产生的热量为480焦耳。5。a和B是两个电炉,分别为“220伏,500瓦”和“220伏,1000瓦”。它们串联在一个电压为220伏的电路中,产生的热量较大。它们并联在一个220伏的电路中,较大的热值是
12、_ _ _ _。由_ _ _ _ _ _制成的加热设备叫做电加热器。在电烤箱、电熨斗、电风扇、烙铁和电机中,_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _。电流的热效应,电风扇,电动机,7,当电流通过导体时,电能应转化为热能,这种现象称为_ _ _ _ _ _。电流通过导体时产生的热量正比于_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _
13、_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ A通过其两端的电流和电压b通过其两端的电流和电阻C通过其两端的电流、电压和通电时间d通过其两端的电流、电压和通电时间,电流热效应、电流平方、电阻、通电时间,C,Q=I2Rt,9,“220 V,100 W”电风扇、“220 V,100 W”充电器和“220 V,100 W”电烙铁分别连接到220 V电源。 与此同时,通过它们的电流产生的热量最多的是(a)电烙铁b充电器c电风扇d多达10。导体的电阻是2。当2A的电流通过时,一分钟内产生的热量是_ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ _ 11。当2A的电流通过一个电器时,在某一时间产生的热量是q。如果电流增加到4A,在同一时间产生的热量是()。A2Q B4Q C8Q D16Q,A,480,8,B,12,一个“220V,800W”电饭煲,连接到家用电路,问:(1)电饭煲正常工作时的电流;(2)电饭煲工作时的阻力;(3)电饭锅工作1小时消耗多少电能?(4)LH释放的热量是多少?3.6a,60.5,2.88106j (0.8kwh),2.88106j,课后练习:计算问题1,导体的电阻是2,当2A电流通过时,1分钟
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