人教版九年级下册物理教学课件-1-第4节 焦耳定律 24页

4.焦耳定律 第六章 电功率 导入新课 小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电 视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打 开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就发现，小 明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？ 学习目标 1.认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。 2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通 电时间的定性关系。 3.知道电流热效应的利用与危害。 导入新课 电流的热效应一 讲授新课 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做 电流的热效应。 电烤箱 电烙铁电热水壶 生活中利用电流热效应的用电器 讲授新课 　　电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发 红，而导线却几乎不发热? 　　电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 观察与思考 讲授新课 ①可能与电阻有关。电阻越大，电流热效应越大。 电流的热效应与那些因素有关？ ②可能与电流有关。电流越大，电流热效应越大。 ③可能与通电时间有关。通电时间越长，电流热效应 越大。 讲授新课 思考 猜想与假设 实验装置实物图演示实验 讲授新课 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因 素有关 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量 就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀， 导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上 升。电流产生的热量越多，液面就会上 升得越高。我们可以通过管中液面上升 的高度比较电流产生的热量。 控制变量法 实验目的 实验方法 实验原理 讲授新课 实验1：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 　　在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大， 这个电阻产生的热量越多。 讲授新课 实验2：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5Ω R =5Ω I1 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个 电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 讲授新课 结论1：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越 大，电流产生的热量越多。 结论2：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电 流产生的热量越多。 结论3：在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越 长，电流产生的热量越多。 实验结论 讲授新课 1.内容： 电流通过导体产生的热量跟电 流的平方成正比，跟导体的电阻成 正比，跟通电时间成正比。 2.公式： Q = I2Rt 3.单位：焦耳（J） 焦耳定律二 电流 I 的单位：A 电阻 R 的单位：Ω 时间 t 的单位：s 热量 Q 的单位是：J 焦耳（1818-1889） 讲授新课 例1：一根60Ω 的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内 共产生多少热量？ 分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利 用焦耳定律公式计算电流产生的热量。 讲授新课 解：I = U R = 36V 60Ω =0.6A Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J 4.根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律 非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q) ∴Q = W = UIt = I2Rt 根据欧姆定律U = IR又∵W = UIt 若电流做的功全部用来产生热量即Q = W 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存 在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = 来计算热量。 U2 R t 讲授新课 纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt= =I2RtU2 R t 分析论证：电流热效应与电阻关系 1.在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出P= 。 这个式子表明：电流相等时，在一定时间内，导体产生 的热量跟电阻成 。 2.在并联电路中，由P=UI， ， 可以得出P= 。 R UI  这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生 的热量跟电阻成 。 I²R 正比 反比 U2 R 讲授新课 例2：某电动机上标有“220V，2A”它的线圈电阻为5 Ω， 当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产 生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少 的机械能？ 解：消耗的电能为: W总=UIt=220V×2A×60s=26400J 线圈中产生的热量为： Q=I2Rt=(2A)2×5 Ω×60s=120J 得到的机械能为： W机=W总－Q=26400J－120J=25200J 讲授新课 1.电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 　 电热器的优点：清洁卫生， 没有环境污染，热效率高，还可 以方便地控制和调节温度。 电流热效应的利用和危害三 讲授新课 　　很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如： 电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要 用微型风扇及时散热等等。 2.电热的危害 讲授新课 电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时 对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发 出的热散发掉。 （1）列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例 电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等 （2）列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害 而采取的措施 电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机 外壳有许多散热片 讲授新课 课堂小结 焦耳 定律 电流的 热效应 焦耳定律 特征：电流通过导体会发热 探究电流热效应跟哪些因素有关 表述：电流通过导体产生的热量跟电 流的平方成正比，跟导体的电阻成正 比，跟通电时间成正比。 公式： Q = I2Rt Q = I2Rt 的推导公式的应用 1.现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接 入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情 况是 （ ） A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断 2.将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W” 的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V 的电源上，在相同时间内，电流通过他们时发热功率最 大的是 （ ） A.电烙铁 B.充电器 C.电风扇 D.一样多 B A 随堂训练 3.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时 的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下 通电10min产生多少热量？ W401210 V220 22  ）（额 额 R UP解： 因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以 Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J 随堂训练 4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过 5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台 电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。 W101.160s J106.6 3 4  t Q t WP 44Ω(5A) J101.1 2 3 2  I PR 解： ∵ P=I2R ∴ 随堂训练