探究焦耳定律課件物理滬粵版九年級(jí)上冊(cè)

第十五章電能與電功率第4節(jié)

探究焦耳定律學(xué)習(xí)目標(biāo)1.通過實(shí)驗(yàn)探究，知道通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有關(guān)。2.知道什么是焦耳定律。3.知道電流的熱效應(yīng)在實(shí)際中的應(yīng)用與控制。小唯的媽媽出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。媽媽回來時(shí)看到他在認(rèn)真學(xué)習(xí)，很高興，可是用手一摸電視的后背就發(fā)現(xiàn)，小唯剛看過電視。你知道小唯媽媽是根據(jù)什么判斷的嗎？新知導(dǎo)入你有類似的經(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。生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱的現(xiàn)象，叫做電流的熱效應(yīng)。電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。新知學(xué)習(xí)01電流的熱效應(yīng)生活中利用電流熱效應(yīng)的用電器猜想假設(shè)1.電熱水壺把水燒開需要一段時(shí)間，說明什么？通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時(shí)間有關(guān)，時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多2.電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)接入電路，通過電爐絲和導(dǎo)線的電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與導(dǎo)體的電阻大小有關(guān)3.電路發(fā)生短路時(shí)，電流很大，可能會(huì)引起火災(zāi)？通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能還與電流的大小有關(guān)02通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)怎樣判斷電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少?思考方案一：給密閉容器內(nèi)的空氣加熱，通過觀察U形管中液柱的高度差來比較導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少。電熱液面高度差轉(zhuǎn)換法實(shí)驗(yàn)裝置電流產(chǎn)生的熱量(Q放)熱傳遞盒內(nèi)空氣吸收的熱量(Q吸)熱膨脹增大的體積液面的高度差轉(zhuǎn)換方案二：利用電熱器加熱質(zhì)量相同的同種液體，通過液體溫度升高的情況，判斷通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少電流產(chǎn)生的熱量(Q放)熱傳遞瓶?jī)?nèi)液體吸收的熱量(Q吸)熱膨脹液體升高的溫度溫度計(jì)的溫度差

轉(zhuǎn)換電熱液體溫度差轉(zhuǎn)換法如果選用方案二，對(duì)于液體的選取有什么要求?為什么？因?yàn)楸葻崛菰叫。胀瑯訜崃繒r(shí)，液體溫度上升得快，實(shí)

驗(yàn)現(xiàn)象越明顯。選用比熱容較小的液體(如煤油)

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論

在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系IAR=10ΩR=10ΩR=10ΩI1電路圖實(shí)驗(yàn)器材保持電阻、通電時(shí)間相同控制變量法觀察U型管中液面高度的變化轉(zhuǎn)換法注意：右側(cè)U型管中液面高度的變化是由右側(cè)密封在容器內(nèi)的電阻絲引起的。

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。在電流相同、電阻相同的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與通電時(shí)間的關(guān)系實(shí)驗(yàn)結(jié)論1.內(nèi)容：

電流流過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。3.單位：2.公式：

Q=I2RtΩJAs03焦耳定律想一想焦耳定律是在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上總結(jié)出來的，你能用電功率的公式把它推導(dǎo)出來嗎？Q=W=UItI=URU=IR=I2Rt歸納與小結(jié)非純電阻電路：W總＞Q(W總＝UIt=W外＋Q)純電阻電路：W總=Q=Pt=UIt=t=I2RtU2R

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=t來計(jì)算熱量。U2R電熱的計(jì)算：Q=I2Rt1.電熱的應(yīng)用利用電熱孵化器孵小雞利用電熱蒸熟米飯04電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制利用電熱熨燙衣服電熱器的優(yōu)點(diǎn)：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。利用電熱使水升溫2.電熱的控制很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱;電視機(jī)的后蓋有很多孔等等。探究焦耳定律課堂小結(jié)電流的熱效應(yīng)1.現(xiàn)象：電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能2.實(shí)驗(yàn)：探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)焦耳定律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(shí)間成正比。2.公式：Q=I2Rt

電熱的應(yīng)用和控制1.應(yīng)用：電熨斗、電飯鍋等2.防止：散熱風(fēng)扇等課堂練習(xí)1.下列用電器工作時(shí)，將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A．電風(fēng)扇B．電水壺

C．電視機(jī)

D．電動(dòng)車B2.如圖是“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣，電路正確連接后，通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過程中，下列說法正確的是（）A．左邊容器電阻絲中的電流比右邊容器電阻絲中的電流大B．U形管中液面高度的變化反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少C．要保持兩個(gè)電阻絲兩端電壓相等D．通電時(shí)間相同，兩個(gè)容器中空氣吸收的熱量相同B3．在“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，某同學(xué)采用了如圖甲、乙所示的實(shí)驗(yàn)裝置（兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣）。下列說法正確的是（）①U形管中液面高度變化主要是由液體熱脹冷縮引起的②圖甲裝置能探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系③圖乙實(shí)驗(yàn)過程中右邊透明容器中電阻絲阻值應(yīng)該等于10Ω④用圖甲中的實(shí)驗(yàn)結(jié)論能解釋“電爐絲熱得發(fā)紅而與電爐絲相連的導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱”的現(xiàn)象A．①②B．②③C．②④D．③④C4.如圖所示是“探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)，實(shí)驗(yàn)過程中要控制________和通電時(shí)間相同，通過比較U形管中_____________，來判斷導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少。實(shí)驗(yàn)中電源電壓保持不變，為了讓導(dǎo)體產(chǎn)生更多熱量，使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更明顯，R1、R2應(yīng)選擇阻值為______________（選填“5Ω和10Ω”或“10Ω和20Ω”）的兩個(gè)電阻完成實(shí)驗(yàn)。電流液面高度差5Ω和10Ω解:5.一根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?Q=I2Rt=(0.6A)2×60W×300s=6480J答:在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480J熱量。I=UR=36V60Ω=0.6A6.某電熱器接在220V的電源上，其電阻是100Ω，則通電8min能產(chǎn)生多少熱量？解：I=UR