第十八章 第4節(jié) 焦耳定律 課件人教版 九年級全

第十八章電功率第四節(jié)焦耳定律新知探究一、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)象發(fā)生。電取暖器熱得快視頻播放：電流的熱效應(yīng)電飯煲電熱杯熱水器1.定義：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成熱能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.實質(zhì)：電能轉(zhuǎn)化為熱能3.電熱：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱。用Q表示,單位焦耳（J）。二、探究：電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān)提出問題：

電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？那么，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？猜想假設(shè)：猜想一：電阻絲產(chǎn)生的熱量同通電時間有關(guān)。猜想二：導(dǎo)體通電時產(chǎn)生的熱量多少與導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)。猜想三：電阻絲產(chǎn)生的熱量同電流有關(guān)。實驗方法：（1）控制變量法。兩個透明容器中密閉的空氣要求_____和_____都相同；質(zhì)量初溫（2）轉(zhuǎn)換法。由于電流通過用電器所產(chǎn)生熱量的大小不易直接進行觀察比較，實驗中通過_____________來比較產(chǎn)生的電熱的多少。這里應(yīng)用到的物理方法是_______。液柱的高度差轉(zhuǎn)換法控制變量法、轉(zhuǎn)換法設(shè)計實驗、驗證假設(shè)：（1）探究電流產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系

在研究通電時間對產(chǎn)生熱量多少的影響時，應(yīng)該控制電流和電阻不變。實驗表明，在阻值和電流不變時，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。（2）探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系

在研究電阻對產(chǎn)生熱量多少的影響時，應(yīng)該控制__________和電流不變，則可以讓兩個阻值不同的電阻______（串聯(lián)／并聯(lián)）后接入電路。通電時間串聯(lián)探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系實驗表明，在電流和通電時間相同的條件下，電阻阻值越大，電流通過電阻產(chǎn)生的熱量越多。（3）探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系

在研究電流對產(chǎn)生熱量多少的影響時，應(yīng)該控制__________和電阻阻值不變，則可以讓兩個阻值相同的電阻_____（串聯(lián)／并聯(lián)）后再與另一阻值相同的電阻_____（串聯(lián)／并聯(lián)）接入電路。通電時間并聯(lián)串聯(lián)探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系實驗表明，在電阻大小和通電時間相同的條件下，電流越大，產(chǎn)生的熱量就越多。實驗結(jié)論：結(jié)論1：在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論2：在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論3：在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。三、焦耳定律

焦耳（1818—1889），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。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。這個規(guī)律叫做焦耳定律。

如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，通電時間用t表示，則焦耳定律為:公式中的Q、I、R、t的單位分別為J、A、Ω、s。

電流流過純電阻電器（如電爐、電烙鐵、電熨斗等）時，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。

根據(jù)歐姆定律，代入得:

對于純電阻電器，電流產(chǎn)生的熱量除了可用公式：計算，還可以用下面公式進行計算：

對于非純電阻電器（如電吹風等），Q＜W,電流產(chǎn)生的熱量只能用公式：來計算。思考電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？

因為電線和電爐串聯(lián)，通過它們的電流，通電時間是一樣的，而電爐的電阻比電線的電阻大的多，所以根據(jù)焦耳定律可知，在相同時間內(nèi)電流通過電爐產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱而電線卻不熱。例題講解【例1】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2】一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380V，線圈的電阻為2Ω，線圈中的電流為10A，若這臺電動機正常工作1min，求：（1）消耗的電能W。（2）產(chǎn)生的熱量Q。1.電熱的利用利用電熱孵化器孵小雞用來加熱電熱器的優(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。2.電熱的危害

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，為了通風散熱；電腦運行時要用微型風扇及時散熱等等。電熱的利用和防止電熨斗電視機散熱孔電腦主板風扇筆記本散熱孔取暖器電飯鍋電動機外殼做成凹凸狀★★電熱利用:★★電熱防止:電熨斗電視機散熱孔電腦主板風扇筆記本散熱孔取暖器電飯鍋電動機外殼做成凹凸狀課堂小結(jié)1.焦耳定律: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。這個規(guī)律叫做焦耳定律。Q=I2Rt3.電熱的利用和防止2.電熱的計算（1）純電阻電路：Q=W=I2Rt=Pt=UIt=U2t/R（2）非純電阻電路：Q＜WQ=I2Rt

課堂練習1.下列用電器中，利用電流的熱效應(yīng)的是（）A．電風扇B．電飯鍋C．電視機D．電動機B2.下列各用電器均標有“220V60w”字樣，它們正常工作相同的時間發(fā)熱最多的用電器是（）A．電視機B．電風扇C．電熱毯D．電燈C3.當溫度降到很低時，某些金屬導(dǎo)體的電阻會突然消失，這種現(xiàn)象稱為超導(dǎo)現(xiàn)象。假如所有導(dǎo)體都沒有了電阻，當用電器通電時，下列說法正確的是（）A．白熾燈仍然能發(fā)光B．電動機仍然能轉(zhuǎn)動C．電飯鍋仍然能煮飯D．電熨斗能熨燙衣服B4.將兩根火柴分別放在串聯(lián)的兩根電熱絲R1和R2上，若R1＞R2，通電后問那根火柴先被點燃（）A．R1在上的火柴B．同時點燃C．在R2上的火柴D．電熨斗能熨燙衣服A5.將兩根火柴分別放在并聯(lián)的兩根電熱絲R1和R2上，若R1＞R2，通電后問那根火柴先被點燃（）A．R1在上的火柴B．同時點燃C．在R2上的火柴D．電熨斗能熨燙衣服C6.把一臺電動機接入電壓為220V的電路中，通過電動機的電流為5A，電動機線圈的電阻為2Ω，1min電動機消耗的電能為多少？通過線圈的電流