初中物理教材解讀人教九年級(jí)上冊(cè)第十八章電功率時(shí)焦耳定律PPT

學(xué)習(xí)目標(biāo)知識(shí)與技能1.知道電流的熱效應(yīng).2.理解焦耳定律的內(nèi)容、公式、單位及其運(yùn)用.過程與方法知道等效替代法和控制變量法在本節(jié)實(shí)驗(yàn)中的運(yùn)用.情感、態(tài)度與價(jià)值觀通過對(duì)焦耳生平的介紹，培養(yǎng)學(xué)生熱愛科學(xué)，勇于克服困難的決心和信心.學(xué)習(xí)難點(diǎn)學(xué)習(xí)重點(diǎn)學(xué)具準(zhǔn)備組織指導(dǎo)學(xué)生在探究過程中認(rèn)真觀察、分析，并得出正確的結(jié)論.電流的熱效應(yīng)跟電阻、電流和時(shí)間的關(guān)系的探究.學(xué)生電源、導(dǎo)線、開關(guān)、滑動(dòng)變阻器、電阻絲、燒瓶、溫度計(jì)、水、多媒體課件等.生活中電的熱現(xiàn)象生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。請(qǐng)舉例說明。電取暖器熱得快電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。知識(shí)點(diǎn)1電流的熱效應(yīng)點(diǎn)擊圖片觀看視頻實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)?阻值大小電流大小通電時(shí)間點(diǎn)擊觀看視頻電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與時(shí)間的關(guān)系點(diǎn)擊圖片觀看視頻在阻值和電流不變的情況下，通電時(shí)間越長電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論：R1=5ΩR2=10ΩA電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與電阻大小的關(guān)系在通電時(shí)間和電流大小相同的情況下，電阻的阻值越大產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論：點(diǎn)擊圖片觀看視頻電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與電流大小的關(guān)系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1在通電時(shí)間和電阻大小相同的情況下，通過電阻的電流越大產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論：點(diǎn)擊圖片觀看視頻焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），英國物理學(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。焦耳知識(shí)點(diǎn)2焦耳定律焦耳（J）Q=WW=UItU=IRQ=I2Rt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(shí)間成正比。焦耳定律公式Q=I2Rt

單位焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算，對(duì)只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用Q=W=UIt=Pt=U2/Rt來計(jì)算熱量.純電阻電路：W總=Q放=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt非純電阻電路：W總＞Q(W總＝UIt=W外＋Q)注意：知識(shí)拓展：兩類用電器（1）純電阻用電器：電流通過導(dǎo)體時(shí)將電能全部轉(zhuǎn)化為熱能的用電器，如電飯煲、電爐等單純用來加熱的用電器.（2）非純電阻用電器：電流通過導(dǎo)體時(shí)只有部分電能轉(zhuǎn)化為熱能的用電器，如電風(fēng)扇、電視機(jī)等用電器在工作時(shí)，除部分電能轉(zhuǎn)化為熱能外，大部分電能會(huì)轉(zhuǎn)化成其他形式的能.知識(shí)點(diǎn)3純電阻電路中利用Q=t

求電熱U2R

1．當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即

Q=W=UIt=I2Rt如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。

2．當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：W≥Q熱電能內(nèi)能+機(jī)械能【例1】冬天，王剛同學(xué)使用電熱毯時(shí)發(fā)現(xiàn)電熱毯有高溫?fù)鹾偷蜏負(fù)?，于是他設(shè)計(jì)了電熱毯的模擬電路圖甲和圖乙（電熱絲相當(dāng)于電熱毯內(nèi)部發(fā)熱電阻）。（1）圖甲中有定值電阻R1（置于電熱毯外部），電熱絲R2，請(qǐng)說明要使電熱毯處于低溫?fù)?，開關(guān)S1、S2應(yīng)處于什么狀態(tài)？并寫出低溫?fù)鯐r(shí)電熱毯發(fā)熱電功率的表達(dá)式.分析：所謂“擋位”問題，通常是在電壓不變的情況下，通過改變電路電阻，從而改變用電器的電功率，所以常用公式P=U2/R來判定，R越大，P越小，是低擋位；R越小，P越大，是高擋位.解：（1）S1閉合，S2斷開；低溫?fù)鯐r(shí)電熱毯的發(fā)熱功率：（2）圖乙中有兩根電熱絲R2、R3，請(qǐng)說明要使電熱毯處于高溫?fù)酰_關(guān)S1、S2應(yīng)處于什么狀態(tài)？并寫出高溫?fù)鯐r(shí)電熱毯發(fā)熱電功率的表達(dá)式.（2）S1、S2均閉合；高溫?fù)鯐r(shí)電熱毯的發(fā)熱電功率：（3）請(qǐng)指出你認(rèn)為其中較好的電路，并說明理由.較好的電路是乙，因?yàn)樵诩纂娐分校琑1置于電熱毯外部，低溫?fù)鯐r(shí)R1要發(fā)熱，浪費(fèi)電能.想想議議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，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。1、某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V，2A”它的線圈電阻為5?，當(dāng)它正常工作一分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？解：消耗的電能為:W總=UIt=220V×2A×60S=26400J線圈中產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=(2A)2×5?×60S=120J得到的機(jī)械能為：W機(jī)=W總－Q=26400J－120J=25200JQ=I2Rt

=(0.6A)2×60W×300s=6480J2、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?答:在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480J熱量。解:I=

=

=

0.6AUR36V60Ω本節(jié)課我們學(xué)習(xí)了電熱產(chǎn)生的原因，影響電熱產(chǎn)生多少的因素，焦耳定律，以及純電阻電路中電熱的計(jì)算等知識(shí).實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)時(shí)我們一定要有控制變量的思想，在說明一個(gè)物理量與另一個(gè)物理量之間關(guān)系時(shí)，一定要強(qiáng)調(diào)其條件，是在什么量不變的情況下才有這樣的關(guān)系，使自己的敘述更加嚴(yán)密。1.從課后習(xí)題中選?。?.完成練習(xí)冊(cè)本課時(shí)的習(xí)題。1.這是一節(jié)實(shí)驗(yàn)應(yīng)用課，其中的理論需要實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證，得出的理論又要在生活中加以印證，所以該課的內(nèi)容多，需要教師及時(shí)轉(zhuǎn)換的角色也多.（1）實(shí)驗(yàn)的猜想既要注意挖掘?qū)W生的不同觀點(diǎn)，又要注意將這些觀點(diǎn)引導(dǎo)到我們所要探究的因素上.（2）對(duì)實(shí)驗(yàn)的設(shè)計(jì)要放開讓學(xué)生自己做，實(shí)踐發(fā)現(xiàn)學(xué)生的思路有局限于課本上那個(gè)實(shí)驗(yàn)的傾向，所以要設(shè)計(jì)一個(gè)良好的實(shí)驗(yàn)情景，注意讓學(xué)生的思維散開，發(fā)揮其主動(dòng)性.（3）實(shí)驗(yàn)中物理思維方法——控制變量法、轉(zhuǎn)換法，要很好地引導(dǎo)學(xué)生去運(yùn)用，加以培養(yǎng).（4）電熱與電流的二次方成正比是初中學(xué)生第一次接觸，有一定的難度，教師只作交待，留在高中再進(jìn)一步探究驗(yàn)證.2.對(duì)于純電阻電路的理解，先從電爐和電風(fēng)扇工作時(shí)能的轉(zhuǎn)化入手，再講述概念，不空洞，學(xué)生易接受.（見教材P102

動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理）1.某導(dǎo)體的電阻是2Ω，通過2A的電流時(shí)，1min產(chǎn)生多少焦耳的熱量？解:Q=I2Rt=(2A)2×2Ω×60s=480J.2.一只額定功率是450W的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分