九年級下冊物理人教版課件第十八章第4節(jié)焦耳定律

1、人教版 物理 九年級（下,第18章 第4節(jié),焦耳定律,學(xué)習(xí)目標-新知導(dǎo)入-新知探究-課堂小結(jié)-課堂達標,1.通過生活實例，認識電流的熱效應(yīng)。 2.能在實驗的基礎(chǔ)上推導(dǎo)出焦耳定律，會用焦耳定律進行計算。 3.通過學(xué)習(xí)電熱的利用和防止，學(xué)會辯證地看待問題,重點】電熱與電阻、電流、通電時間的關(guān)系,難點】焦耳定律的理解及應(yīng)用,學(xué)習(xí)目標,怎么判斷有沒有看電視,新知導(dǎo)入,生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象。請舉例說明,新知導(dǎo)入,知識點 電流的熱效應(yīng),1,電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng),通 電,電流的熱效應(yīng),新知探究,提出問題,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少跟哪些因素有關(guān),探究：電熱

2、與哪些因素有關(guān),新知探究,電阻絲通過導(dǎo)線接到電路里，通過電阻絲和導(dǎo)線的電流相同。為什么電阻絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱呢,猜想與假設(shè),1）電流通過錫箔紙產(chǎn)生熱量著火,電阻,寬窄不同的錫箔紙,新知探究,2）通過電位器改變小燈泡的亮度,電流,改變電位器的電阻,猜想與假設(shè),新知探究,3）電水壺?zé)畷r間,通電時間,時間不同,猜想與假設(shè),新知探究,進行實驗,電熱 Q,實驗方法,電阻 R,電流 I,通電時間 t,控制變量法,轉(zhuǎn)換法,實驗裝置,新知探究,實驗1：電熱與電阻的關(guān)系,結(jié)論1：在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多,電流：I1=I2 時間：t1=t2,控制變量,電阻：

3、R2R1,自變量,電熱：Q2Q1,因變量,高度差：h2h1,h1,h2,Q1,Q2,新知探究,說明：視頻中有三個不同電阻，可以更好地得出上述結(jié)論,結(jié)論2：在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多,電阻：R1=R3 時間：t1=t2,控制變量,電流：I1I3,自變量,電熱：Q1Q3,因變量,高度差：h1h3,h1,h3,Q1,Q3,實驗2：電熱與電流的關(guān)系,新知探究,結(jié)論3：在電流相同、電阻相同的情況下，通電時間越長，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多,電流：I 電阻：R,控制變量,通電時間：t1t2,自變量,電熱：Q1Q2,因變量,高度差：h1h2,h1,h2,Q1

4、,Q2,t1,實驗3：電熱與通電時間的關(guān)系,新知探究,t2,1.第一次實驗中，用5和10的電阻絲串聯(lián)，目的是控制通過它們的電流和通電時間相同；第二次實驗中，都采用5的電阻絲，目的是控制電阻和通電時間相同。兩次實驗均采用了控制變量法。 2.電阻絲產(chǎn)生熱量使空氣受熱膨脹，推動液體流動，使液面發(fā)生變化，這里將電阻絲產(chǎn)生熱量的多少通過U形管中液面高度的變化反映出來，是運用了轉(zhuǎn)換法,控制變量法和轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用,特別提醒,新知探究,典例1,用如圖所示的實驗裝置探究“電流 通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”。 （1）實驗中通過觀察_ 來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。 （2）為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的

5、多少， 甲乙兩瓶中要裝入_的同種液體,1）使用了轉(zhuǎn)換法，把電流產(chǎn)生的熱量近似等于煤油吸收的熱量，而從煤油溫度的變化就可以知道煤油吸收的熱量，從而比較電流產(chǎn)生的熱量,解析,溫度計示數(shù)的變化,質(zhì)量相等,2）煤油吸收的熱量的多少：Q吸=cmt。只有在同種物質(zhì) 質(zhì)量相等時才方便由t比較Q吸,新知探究,S,用如圖所示的實驗裝置探究“電流 通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”。 （3）為達到實驗?zāi)康?，選用的兩電阻絲的 阻值不能_。 （4）實驗結(jié)論是_。 （5）該實驗裝置還可以研究通電時間一定時導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與_的關(guān)系,3）實驗采用了控制變量法，探究電熱與電阻的關(guān)系時，保持不變的量是電流和通電時間，需要改變的量

6、是電阻，所以這兩電阻絲的電阻不能相等,解析,相等,在電流和通電時間相同時， 電阻越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多,4）實驗可以得出電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻有關(guān)的結(jié)論,5）單獨比較一個燒瓶中的電阻產(chǎn)生熱量的變化，可以研究電阻產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系,通電時間,典例1,新知探究,電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,電阻,電流,通電時間,數(shù)量關(guān)系,Q,I,R,t,數(shù)量關(guān)系,新知探究,焦耳（James Prescott Joule，18181889），英國物理學(xué)家。用近40年的時間做了400多次實驗，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實驗，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系,焦

7、 耳,知識點 焦耳定律,2,新知探究,1）內(nèi)容,電流通過導(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，跟通電時間成正比,2）公式,Q = I2 R t,3）單位,焦耳（J,A s,J,1J = 1 A2s,焦耳定律,新知探究,W = U I t,適用于純電阻電路,W = I2Rt,普遍適用,電功,電熱,Q = I2Rt,普遍適用,電功與電熱的關(guān)系,新知探究,Q = W = UIt,1）純電阻電路,電能,內(nèi)能,W = UIt,2）非純電阻電路,電能,內(nèi)能,其他形式的能,Q = I2Rt,E其他=W-Q,Q = W,W Q,U= IR,Q = W = UIt = I2Rt,新知探究,額定

8、電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事,新知探究,典例2,一根60的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量,解析：通過電阻絲的電流為,Q = I2Rt =(0.6 A)260 W300 s = 6 480 J,電流產(chǎn)生的熱量為,新知探究,知識點 電熱的利用和防止,3,新知探究,用來加熱,利用電熱孵化器孵小雞,電熱器的優(yōu)點: 清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度,電熱的利用,新知探究,很多用電器，如電風(fēng)扇、電冰箱、電視機、洗衣機等，在工作

9、時，電能主要轉(zhuǎn)化為內(nèi)能之外的其他形式的能，即消耗的電能中，只有很少一部分轉(zhuǎn)化成了內(nèi)能，這些用電器都不是利用電流的熱效應(yīng)來工作的，不是電熱器,不是所有的用電器都是電熱器,特別提醒,新知探究,很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機的后蓋有很多孔，可以通風(fēng)散熱；電腦運行時要用微型風(fēng)扇及時散熱等,電熱的危害,新知探究,注意用電安全,新知探究,典例3,小軍家的電熱毯內(nèi)的電阻絲斷了，他爸爸把斷了的電阻絲擰在一起，電熱毯仍能使用，但會產(chǎn)生安全隱患，甚至造成火災(zāi)。其原因是（ ） A.電阻絲連接處電阻較小，造成局部過熱 B.電阻絲連接處電阻較大，造成局部過熱 C.電阻絲連接處電流比其他處電流小，造成

10、局部過熱 D.電阻絲連接處電流比其他處電流小，造成局部過熱,解析：電阻絲連接處和其他處是串聯(lián)在一起的，所以電流相等。但接線處的電阻絲是簡單擰在一起的，會由于接觸不良導(dǎo)致接線處電阻較大，根據(jù)焦耳定律Q = I2Rt可知，電流和時間相同時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。故答案是B,B,新知探究,電流的熱效應(yīng),影響電熱的因素,電阻 電流 通電時間,焦耳定律,電熱的利用和防止,Q=I2Rt,課堂小結(jié),1.家庭電路中各用電器是_聯(lián)的，銘牌上標有“220V 100W”的電視機和電熱毯都正常工作1h，則_產(chǎn)生的熱量較多,并,電熱毯,課堂達標,2.2019年，中國青年科學(xué)家曹原證實了石墨烯在特定條件下的超導(dǎo)性

11、能，取得了國際超導(dǎo)科研領(lǐng)域的重大突破。利用石墨烯超導(dǎo)的零電阻特性進行遠距離輸電，將實現(xiàn)電能零耗損。其節(jié)能依據(jù)的原理是（） A牛頓第一定律 B帕斯卡定律 C歐姆定律 D焦耳定律,D,課堂達標,課堂達標,3.下列實例是防止電熱帶來危害的是（） A及時冷卻數(shù)據(jù)中心的電腦服務(wù)器 B用電熱壺?zé)?C用電熨斗熨衣服 D家電長時間停用，隔一段時間應(yīng)通電一次,A,4.甲、乙兩段導(dǎo)體通電時間相同，甲的電阻是乙的3倍，甲、乙產(chǎn)生的熱量之比是43，則通過甲、乙兩導(dǎo)體的電流之比是（ ） A 23 B 21 C 92 D 32,A,課堂達標,5.如圖所示，利用R1=5、R2=10的兩段鎳鉻合金 絲探究電流產(chǎn)生的熱量跟哪

12、些因素有關(guān)，其中兩 個透明的容器中密封了等量的空氣，對此實驗， 下列說法正確的（ ） A.實驗中通過觀察U形管兩側(cè)液面高度差來判斷電流產(chǎn)生熱量的多少 B.容器和U形管必須密封好，裝有帶色水的U形管是連通器 C.若R1、R2兩段鎳鉻合金絲的長度相同，R1的橫截面積比R2小 D.本實驗可得結(jié)論：在通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多,A,課堂達標,6.某同學(xué)組裝了一臺直流電動機模型，他將電動機模型接入如圖所示的電路中，已知電源電壓U=3V，并保持不變，接通電路后，電動機沒轉(zhuǎn)動時，電流表讀數(shù)為2A；電動機正常轉(zhuǎn)動時，電流表讀數(shù)為0.8A。則該電動機正常轉(zhuǎn)動10min時， 求：（1）消耗的電能；（2）線圈產(chǎn)生的熱量,解析： （1）工作時間t=10min=600s，電動機正常轉(zhuǎn)動時的電流