焦耳定律-課件

精品課件九年級(jí)物理焦耳定律第十八章電功率人教版

《焦耳定律》初三物理

第十八章電功率人教版教學(xué)目標(biāo)能通過(guò)生活實(shí)例，認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)；能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引出焦耳定律，會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算；通過(guò)學(xué)習(xí)電熱的利用和防止，學(xué)會(huì)辯證地看待問(wèn)題。教學(xué)重點(diǎn)焦耳定律的理解及應(yīng)用。教學(xué)難點(diǎn)焦耳定律的理解及應(yīng)用。上周六，小剛同學(xué)的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。當(dāng)爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒(méi)打開(kāi)，很高興。

誰(shuí)知道他爸爸是根據(jù)什么道理判定的嗎？用手摸一下電視機(jī)后蓋你有類似的經(jīng)歷嗎，這個(gè)故事對(duì)你有什么啟示？生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生?！墒?，后來(lái)發(fā)現(xiàn)小剛說(shuō)了謊。生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。請(qǐng)舉例說(shuō)明。電熱水器電水壺電熨斗電飯鍋什么是電流的熱效應(yīng)？電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體就要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。焦耳定律現(xiàn)象：電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?問(wèn)題：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?

猜想：與電阻、電流、時(shí)間有關(guān)

焦耳定律設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：討論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？答：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？答：轉(zhuǎn)換法電熱——液體吸熱，觀察升高的溫度；

氣體（或液體）受熱膨脹，觀察膨脹的多少實(shí)驗(yàn)1.煤油升溫實(shí)驗(yàn)1A：研究電熱與電阻關(guān)系條件：等量煤油，電流相同，時(shí)間相同電路圖：AB

實(shí)驗(yàn)1.煤油升溫實(shí)驗(yàn)1B：研究電熱與電流關(guān)系條件：電路圖：等量煤油，電阻相同，時(shí)間相同AB

電流產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)？探究實(shí)驗(yàn)用到了什么實(shí)驗(yàn)方法？探究電熱的影響因素條件：等量煤油，電流相同，時(shí)間相同實(shí)驗(yàn)1A：研究電熱與電阻關(guān)系結(jié)論：現(xiàn)象：電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。B瓶中溫度上升多實(shí)驗(yàn)1B：研究電熱與電阻關(guān)系條件：等量煤油，電阻相同，時(shí)間相同結(jié)論：現(xiàn)象：電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。A瓶中溫度上升多實(shí)驗(yàn)2.氣體膨脹實(shí)驗(yàn)2A：研究電熱與電阻關(guān)系條件：容器相同，I相同，t相同電路圖實(shí)驗(yàn)2.氣體膨脹實(shí)驗(yàn)2B：研究電熱與電流關(guān)系條件：容器相同，R相同，t相同電路圖電流產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)？探究實(shí)驗(yàn)用到了什么實(shí)驗(yàn)方法？探究影響導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素實(shí)驗(yàn)2A：研究電熱與電阻關(guān)系條件：結(jié)論：容器相同，I相同，t相同I和t相同時(shí)，R越大，Q越多?，F(xiàn)象：B中液面上升多實(shí)驗(yàn)2A：研究電熱與電阻關(guān)系條件：結(jié)論：容器相同，I相同，t相同I和t相同時(shí)，R越大，Q越多?，F(xiàn)象：B中液面上升多焦耳定律焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），英國(guó)物理學(xué)家。用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，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(shí)間的關(guān)系。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。公式：意義：?jiǎn)挝唬航苟衫碚撏茖?dǎo)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即:Q=W=Pt=UIt=IR·It=

電流產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)？探究實(shí)驗(yàn)用到了什么實(shí)驗(yàn)方法？探究影響導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素例題電流通過(guò)電風(fēng)扇做功時(shí)，

能轉(zhuǎn)化為

能和

能，如果電流做功3.6×10?J,電風(fēng)扇獲得的機(jī)械能一定______3.6×10?J電機(jī)械內(nèi)當(dāng)電扇工作時(shí)：電能（W）

內(nèi)能（Q熱）+機(jī)械能（E）W＞Q熱小于什么是純電阻電路？電能及電熱公式的使用范圍是什么？焦耳定律的公式推廣及其簡(jiǎn)單計(jì)算例題某導(dǎo)體的電阻是2歐，當(dāng)1安的電流通過(guò)時(shí)，1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？解：Q=I2Rt=(1安)2

×2歐×60秒=120焦答：1分鐘產(chǎn)生的熱量是120焦。一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?例題解:Q=I2Rt=(0.6A)2×60W×300s=6480J答:在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480J熱量。例題現(xiàn)象：電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?因?yàn)殡娋€和電爐串聯(lián)，通過(guò)它們的電流是一樣的，而電爐的電阻比電線的電阻大的多，所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電爐產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電線產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱而電線卻不熱。例題額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，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?答：前者說(shuō)電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說(shuō)，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。練習(xí)電流的熱效應(yīng)是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)_____轉(zhuǎn)化成____的現(xiàn)象。電熱器是利用電流的_______制成的加熱設(shè)備。電能熱熱效應(yīng)練習(xí)在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持_____、_____一定，用___________改變電阻絲的電流。電阻時(shí)間滑動(dòng)變阻器練習(xí)一根100Ω的電阻絲通過(guò)的電流是2A，它的電功率是_____W，通電1min時(shí)產(chǎn)生的熱量是_______J。40024000練習(xí)電阻R1、R2串聯(lián)在電路中，R1=4，R2=6，則P1:P2=_____。Q1:Q2=______。2:32:3下列用電器正常工作時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量最多的是

（

）

A．“220v，60w”的電風(fēng)扇

B．“220v，60w”日光燈

C．“220v，60w”的電熱器

D．一樣多練習(xí)C練習(xí)某電熱器電阻絲的電阻為55歐,接入220V的電路中,在20分鐘內(nèi)產(chǎn)生多少熱量?105600J練習(xí)一電爐的電阻是100?，通電時(shí)間10秒鐘產(chǎn)生的熱量為4×105J,通過(guò)這個(gè)電爐的電流是

A20電熱在生活中有很多應(yīng)用，那是不是所有電流產(chǎn)生的熱都是有用的呢？電熱的利用和防范電熱的利用和防止1．電熱的利用電熱器的優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生，沒(méi)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。利用電熱孵化器孵小雞用來(lái)加熱電熱的利用和防止1．電熱的利用例如：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電孵化器等等。電熱器就是利用電流的熱效應(yīng)工作的電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲纏繞在絕緣材料上制成的。電熱的利用和防止2．電熱的危害很多情況下我們并不希望用電器的溫度過(guò)高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。電熱的利用和防止2．電熱的危害電熱的危害防止電熱的危害的措施電熱會(huì)將導(dǎo)體燒壞電熱會(huì)使絕緣體老化減少產(chǎn)生的熱量設(shè)法散熱例題下列情況中屬于防止電熱危害的是(

)A．電視機(jī)背后有散熱窗B．家用電器長(zhǎng)時(shí)間停用，隔一段時(shí)間應(yīng)通電一次C．大型爆破工程，用電熱裝置引發(fā)炸藥A小資料焦耳焦耳（1818～1889），英國(guó)物理學(xué)家。他極力想從實(shí)驗(yàn)上去證明能量的不滅。對(duì)發(fā)現(xiàn)和確立能量守定律作出了主要貢獻(xiàn)。1840年，焦耳經(jīng)過(guò)了多次通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)電能可以轉(zhuǎn)化為熱能，并且得出了一條定律，導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)放出的熱量同電路的電阻以及電流強(qiáng)度二次方的乘積成正比，即焦耳定律。焦耳并不滿足，在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，仍繼續(xù)探討各種運(yùn)動(dòng)形式之間的能量守恒和轉(zhuǎn)化的關(guān)系。1843年，發(fā)現(xiàn)了熱功當(dāng)量，并測(cè)出其數(shù)值。1850年，他又寫了《論熱功當(dāng)量》的論文，總結(jié)和分析了以往工作的結(jié)果。以后，焦耳繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，不斷提高實(shí)驗(yàn)的精確度，最后得到熱功當(dāng)量的值比現(xiàn)在的公認(rèn)的值只小0.7%，從當(dāng)時(shí)的條件來(lái)看，這樣的精確度是驚人的。焦耳在科學(xué)道路中勇于攀登，不怕困難，精益求精的精神，很值得大家學(xué)習(xí)。電能和電熱的關(guān)系電能：W=UIt熱量：Q=I2Rt純電阻電路：U=IRW=UIt=IR·It=I2Rt=Q消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

電飯鍋電爐子燈泡電能和電熱的關(guān)系電能：W=UIt熱量：Q=I2Rt非純電阻電路電風(fēng)扇：電能W

內(nèi)能Q機(jī)械能E

電流扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)電能和電熱的關(guān)系電能：W=UIt熱量：Q=I2Rt電風(fēng)扇：電能W

內(nèi)能Q機(jī)械能E

電流扇葉轉(zhuǎn)動(dòng)W=Q+EUIt=I2Rt+E電能轉(zhuǎn)化的機(jī)械能：E=UIt-I2Rt

電能和電熱的關(guān)系純電阻電路非純電阻電路適用不適用歐姆定律電流表達(dá)式原因消耗電能電流生熱只有電阻阻礙電流還有其他阻礙因素（高中）UIt=I2Rt=U2/RUIt=I2Rt=U2/RUItI2Rt例題一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380伏，線圈的電阻為2歐,線圈中的電流為10安,若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1秒鐘，求：(1)消耗的電能W。(2)產(chǎn)生的熱量Q。(3)如沒(méi)有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？已知：電動(dòng)機(jī)

U=380V

I=10A

R=2Ω

t=1s求：

1）W

2）Q

3)W機(jī)

解：1）W＝UIt＝380V×10A×1S＝3800J2）Q＝I2Rt＝(10A)2×2Ω×1S＝200J3）W機(jī)＝W-Q＝3800J-200J＝3600J課本練習(xí)1.某導(dǎo)體的電阻是2Ω，通過(guò)2A的電流時(shí)，1min產(chǎn)生多少焦耳的熱量？課本練習(xí)2.一只額定功率是450W的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生多少熱量？課本練習(xí)3.一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時(shí)的電阻是1210Ω，它的額定功率有多大？在額定電壓下通電10min產(chǎn)生多少熱量？課本練習(xí)4.某校師生自制了一臺(tái)電烘箱．電烘箱的電阻絲通過(guò)5A的電流時(shí)，每分鐘可產(chǎn)生6.6×102J的熱量．求這臺(tái)電烘箱的電功率和電阻絲工作時(shí)的電阻．課本練習(xí)5.電流的熱效應(yīng)有時(shí)對(duì)我們有益，我們利用它；有時(shí)對(duì)我們有害，需要減少電流導(dǎo)致的發(fā)熱，或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉．