2017-2018學(xué)年人教版九年級(jí)物理下冊(cè)第18章導(dǎo)學(xué)案：第4節(jié)　焦耳定律

2017-2018學(xué)年人教版九年級(jí)物理下冊(cè)第18章導(dǎo)學(xué)案：第4節(jié)

焦耳定律1.知識(shí)回顧在前幾節(jié)中，我們學(xué)習(xí)了熱量和能量的關(guān)系，以及熱傳遞的三種方式：傳導(dǎo)、對(duì)流和輻射。我們知道熱量是由高溫物體傳遞到低溫物體的過程，能量守恒定律告訴我們總能量不變。在這個(gè)導(dǎo)學(xué)案中，我們將學(xué)習(xí)一條重要的定律——焦耳定律。2.焦耳定律的內(nèi)容焦耳定律是描述電能轉(zhuǎn)化為熱能的定律，是熱現(xiàn)象和電熱效應(yīng)的重要基礎(chǔ)。它由英國科學(xué)家焦耳在19世紀(jì)中葉發(fā)現(xiàn)并提出。根據(jù)焦耳定律，通過導(dǎo)線的電流，會(huì)產(chǎn)生熱量并使導(dǎo)線發(fā)熱。下面我們來詳細(xì)了解焦耳定律的基本內(nèi)容。2.1焦耳定律的表述焦耳定律可用以下公式表示：Q=I^2Rt其中，Q表示電流通過導(dǎo)線時(shí)產(chǎn)生的熱量（單位是焦耳，簡寫為J），I表示電流（單位是安培，簡寫為A），R表示電阻（單位是歐姆，簡寫為Ω），t表示電流通過導(dǎo)線的時(shí)間（單位是秒，簡寫為s）。2.2焦耳定律的實(shí)際應(yīng)用焦耳定律在日常生活和工業(yè)生產(chǎn)中都有廣泛的應(yīng)用。例如，家庭中的電熱器、電爐等設(shè)備就是利用焦耳定律將電能轉(zhuǎn)化為熱能。電吹風(fēng)、電熨斗等產(chǎn)品也是基于焦耳定律原理工作的。在工業(yè)生產(chǎn)中，焦耳定律被應(yīng)用于電焊、電烙鐵、電子元器件測試等領(lǐng)域。3.焦耳定律的理解和擴(kuò)展3.1焦耳定律的理解焦耳定律實(shí)際上是能量守恒定律的應(yīng)用。當(dāng)電流通過導(dǎo)線時(shí)，電子在導(dǎo)線中運(yùn)動(dòng)，所以會(huì)與導(dǎo)線中的原子和分子發(fā)生碰撞，導(dǎo)致導(dǎo)線發(fā)熱。當(dāng)電流通過導(dǎo)線時(shí)，電子所受到的電場力將電子加速，電子加速時(shí)會(huì)獲得動(dòng)能。當(dāng)電子碰撞導(dǎo)線中的原子和分子時(shí)，電子的動(dòng)能轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線中原子和分子的熱運(yùn)動(dòng)，使導(dǎo)線發(fā)熱。根據(jù)能量守恒定律，電子獲得的動(dòng)能完全轉(zhuǎn)化為導(dǎo)線的熱能。3.2焦耳定律的擴(kuò)展焦耳定律的應(yīng)用不僅僅局限于導(dǎo)線。在實(shí)際生活和工作中，我們會(huì)發(fā)現(xiàn)焦耳定律的應(yīng)用有很多。例如，我們燒開水時(shí)，將電熱器放入水中，電熱器中的電阻發(fā)熱，使水溫升高。燒水的過程中，電能轉(zhuǎn)化為了熱能，體現(xiàn)了焦耳定律。類似地，電爐、電吹風(fēng)、電熨斗等產(chǎn)品也是應(yīng)用了焦耳定律原理。4.思考和拓展4.1焦耳定律的局限性焦耳定律在眾多實(shí)際應(yīng)用中表現(xiàn)得很準(zhǔn)確，但也有局限性。焦耳定律假設(shè)電流通過導(dǎo)線時(shí)，導(dǎo)線的電阻始終保持不變，電流穩(wěn)定不變。然而，在實(shí)際應(yīng)用中，導(dǎo)線的電阻可能會(huì)隨著溫度變化而發(fā)生變化，導(dǎo)致焦耳定律的誤差。此外，電流變化時(shí)，焦耳定律的應(yīng)用也會(huì)受到影響。4.2焦耳定律的意義焦耳定律的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，促進(jìn)了電能轉(zhuǎn)化為熱能的研究和實(shí)踐。在現(xiàn)代生活中，電能轉(zhuǎn)化為熱能的應(yīng)用非常廣泛，例如電暖器、電熱水壺、電飯煲等。焦耳定律的實(shí)際應(yīng)用推動(dòng)了人類生活質(zhì)量的提高。5.總結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了焦耳定律的基本內(nèi)容和表述方式，以及其在現(xiàn)實(shí)生活中的應(yīng)用。焦耳定律描述了電能轉(zhuǎn)化為熱能的過程，是熱現(xiàn)象和