2016年秋九年級(jí)物理全冊(cè)第18章電功率第4節(jié)焦耳定律課件（新版）新人教版.ppt

1、第十八章 電功率,第4節(jié),焦耳定律,九年級(jí)物理上 新課標(biāo) 人,問(wèn)題思考,多媒體展示家庭電路中使用大功率用電器引起火災(zāi)視頻,學(xué) 習(xí) 新 知,電流的熱效應(yīng),生活中.許多用電器接通電源后.都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生,電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng),燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么,燙手,不燙手,著火了,why,家庭電路中使用功率過(guò)大的用電器可能引起火災(zāi)，這又是為什么,燙手,不燙手,家庭電路中使用功率過(guò)大的用電器可能引起火災(zāi),燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)

2、際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái),要解釋上述兩個(gè)現(xiàn)象，我們必須研究 電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān),思考,1.燈泡和電線串聯(lián)在電路中，電流相同，燈泡熱得發(fā)光，電線卻不怎么熱，這是為什么,2.相同的導(dǎo)線如果將燈泡換成大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，甚至燒壞電線，這又是為什么,3.電熨斗，它通電的時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，會(huì)產(chǎn)生更多的熱量，一不小心，就會(huì)損壞衣料。 這又是為什么,電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少 跟什么因素有關(guān),猜想與假設(shè),1.可能與電阻有關(guān)。電阻越大，電流熱效應(yīng)越大,電流的熱效應(yīng)與那些因素有關(guān),2.可能與電流有關(guān)。電流越大，電流熱效應(yīng)越大,3.可能與通電時(shí)間有關(guān)。通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流熱效應(yīng)越大,討論

3、1.當(dāng)一個(gè)物理量被猜測(cè)與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)用 什么方法去研究,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),控制變量法,討論 2.用什么方法和器材去觀察那些不可見(jiàn)的物理量,轉(zhuǎn)換法,電熱氣體（或液體）受熱膨脹.觀察產(chǎn)生熱量的多少,實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,1）在電流和時(shí)間相同的情況下，研究熱量和電阻的關(guān)系,2）在電阻和時(shí)間相同的情況下，研究熱量和電流的關(guān)系,3）在電流和電阻相同的情況下，研究熱量和時(shí)間的關(guān)系,實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系,在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，研究電熱與電阻的關(guān)系,電阻絲,在電流、通電時(shí)間相同時(shí)，阻值 大 的電阻產(chǎn)生的熱量多,實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系,實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系,在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下

4、，研究電熱與電流的關(guān)系,電阻絲,在電阻、通電時(shí)間相同時(shí)，電流 大 的電阻產(chǎn)生的熱量多,實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系,電阻絲,在電流、電阻相同時(shí)，通電時(shí)間 長(zhǎng) 的產(chǎn)生的熱量多,實(shí)驗(yàn)3：研究電熱與通電時(shí)間關(guān)系,1.I與t相同，R越大，Q越多 2.R與t相同，I越大，Q越多 3. R與I相同，t越大，Q越多,英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即焦耳定律,實(shí)驗(yàn)結(jié)論,焦耳定律,Q =IRt,熱量 電流 電阻 時(shí)間,J A S,公式,意義,單位,焦耳定律內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比,

5、焦耳 (18181889,純電阻電路,電能 內(nèi)能,Q I2Rt,W UIt,M,非純電阻電路,電能 內(nèi)能+其它形式的能,W,E其 + Q,UIt,I2Rt=Q,例1：一根60 的電阻絲接在36V的電源上，在5分鐘內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量,分析：先利用歐姆定律計(jì)算出通過(guò)電阻絲的電流，再利用焦耳定律公式計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量,解,例題,例2 一電熱水器電阻絲的阻值為50 ,正常工作時(shí)的電流為4 A,工作10 min放出的熱量為多少焦,解:工作10 min放出的熱是: Q=I2Rt=(4 A)250 1060 s=4.8105 J,拓展延伸,從前面學(xué)習(xí)知道，額定電壓相同的燈泡，額定功率越大.電阻越小，單位時(shí)間內(nèi)

6、產(chǎn)生的熱量越多.可是按照焦耳定律.電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事,根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，電流通過(guò)用電器的單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 Q/t = I2R 或 Q/t = U2/R .其中Q/t = I2R表示通過(guò)用電器的電流相等時(shí)，用電器電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多； Q/t = U2/R 表示用電器的兩端的電壓相等時(shí)，用電器電阻越小，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。因此，兩者是不矛盾的,前面兩個(gè)現(xiàn)象的解釋,1,第一個(gè)為什么 因?yàn)闊襞莺碗娋€流過(guò)相同的電流，燈泡發(fā)光時(shí)的電阻比電線的電阻大得多，根據(jù)焦?fàn)柖?Q = I2Rt 可知，在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈泡產(chǎn)生的熱量

7、比通過(guò)電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻察覺(jué)不出來(lái),第二個(gè)為什么 大功率的用電器用電線連接在照明電路中時(shí)，由于照明電路的電壓是一定的，從 P = UI 可知，在電線的電阻相同的情況下，跟用電器相連的電線中通過(guò)的電流比跟燈泡相連的電線中通過(guò)的電流大得多。根據(jù) Q = I2Rt 可知，在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)跟用電器相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過(guò)跟燈泡相連的電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟用電器相連的電線顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi),2,討論,1.電熱的利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電孵化器等等,2.電熱的防止：電視機(jī)后蓋的散熱窗、電腦主機(jī)里面的小電風(fēng)扇等等,電熱的利用

8、和防止,研究電熱跟哪些因素有關(guān): 1.猜想:電熱Q跟電流I、電阻R和通電時(shí)間t有關(guān). 2.研究方法:控制變量法 (1)研究電熱Q跟電阻R的關(guān)系. 條件:電流I、通電時(shí)間t相同. 結(jié)論:電阻R越大,電熱Q越多. (2)研究電熱Q跟電流I的關(guān)系. 條件:電阻R、通電時(shí)間t相同. 結(jié)論:電流越大,電熱越多. (3)研究電熱Q跟通電時(shí)間t的關(guān)系. 條件:電流I、電阻R相同. 結(jié)論:通電時(shí)間越長(zhǎng),電熱越多. 焦耳定律 1.內(nèi)容: 2.公式:Q=I2Rt 3.單位:I-安,R-歐,t-秒,Q-焦,1.如圖是研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn),下列分析正確的是() A.甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)用了控制

9、變量法 B.甲實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后,左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量更多 C.乙實(shí)驗(yàn)是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 D.乙實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后,右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的大,檢測(cè)反饋,解析:甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)中用到的研究方法是控制變量法和轉(zhuǎn)換法,A正確;甲實(shí)驗(yàn)兩電阻絲串聯(lián),通過(guò)電阻絲的電流和通電時(shí)間相同,右側(cè)電阻阻值大,由焦耳定律可知,右側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多,右側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多,B錯(cuò)誤;乙實(shí)驗(yàn),右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián),左右空氣盒中電阻絲阻值和通電時(shí)間相同,通過(guò)電阻的電流不同,所以研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系,C錯(cuò)誤;乙實(shí)驗(yàn),右側(cè)電阻絲與另一電阻絲并聯(lián),左右空氣盒中電阻絲的電阻和通電時(shí)間相

10、同,由焦耳定律可知,左側(cè)電阻產(chǎn)生熱量多,則左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量多,氣體壓強(qiáng)大,即左側(cè)U形管中液面的高度差比右側(cè)的大,D錯(cuò)誤.故選A,1.如圖是研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn),下列分析正確的是() A.甲、乙兩次實(shí)驗(yàn)都應(yīng)用了控制變量法 B.甲實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后,左側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量更多 C.乙實(shí)驗(yàn)是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 D.乙實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后,右側(cè)U形管中液面的高度差比左側(cè)的大,A,檢測(cè)反饋,2.如圖所示電路中,已知R1R2,閉合開關(guān)S后 () A.電流通過(guò)R1,R2產(chǎn)生的熱量Q1I2 C.R1,R2兩端的電壓U1U2 D.R1,R2消耗的電功率P1P2,

11、A,3.一根阻值為50 的電阻絲,兩端加上100 V的電壓時(shí),通電1 min所產(chǎn)生的熱量為 J,電阻絲消耗的電功率為 W,1.2104,200,4.家庭浴室中常用的暖燈型浴霸由四只標(biāo)有“220 V750 W”的同規(guī)格發(fā)熱燈組成,當(dāng)四只燈泡同時(shí)正常工作100 s時(shí),發(fā)熱燈產(chǎn)生的熱量是J,此過(guò)程能使浴室內(nèi)10 kg空氣的溫度從10 上升到25 ,空氣的比熱容為1.0103 J/(kg),則浴霸加熱浴室內(nèi)空氣的能量轉(zhuǎn)化率是,解析:四只燈泡同時(shí)正常工作時(shí)的功率:P=P額4=750 W4=3000 W;它們同時(shí)正常工作100 s時(shí),產(chǎn)生的熱量是:Q=W=Pt=3000 W100 s=3105 J.浴室內(nèi)空氣吸收的熱量:Q吸=cmt=1.0103 J/(kg)10 kg(25 -1