九年级物理上册焦耳定律

创设情境、提出课题问题1：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?问题2：假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？什么是电流的热效应？导体中有电流通过的时候，导体要发热，这种现象叫做电流的热效应。你能列举生活中利用电流的热效应的例子吗？电流热效应的应用电流产生的热量跟那些因素有关呢？进行猜想、提出假设电流产生的热量跟那些因素有关呢？电流产生的热量可能与电流的大小、导体电阻的大小以及通电时间的长短有关。这个猜想是否正确呢？设计实验、验证假设请同学们思考一下研究的方法在三个因素中先固定两个因素，改变第三个因素，观察导体放出的热量与这个因素有什么关系，这种方法叫做控制变量法。焦耳定律演示实验实验1：研究电热与电阻关系R1=5ΩR2=10ΩA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。实验2：研究电热与电流关系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1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。归纳总结、得出结论结论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。实验结论焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），英国物理学家。用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。焦耳定律内容：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。公式：Q=I2Rt单位：I—安，R—欧，t—秒，Q—焦根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律若电流做的功全部用来产生热量即Q=W又∵W＝UIt根据欧姆定律U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt范例分析【例题】一根60欧的电阻丝接在36伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？【解】课堂讨论问题1.课文前面“？”中为什么“觉察不出和灯相连的电线发热”？分析：因为电线和灯串联，通过它们的电流是一样大，又因为灯的电阻比电线的大得多，所以根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内电流通过灯产生的热量比通过电线产生的热量大得多。因此，灯泡热量发光，而电线却感觉不到热。问题2.课文前面“？”中的和电炉相连的电线为什么显著发热？分析：照明电路的电压是一定的，由P=UI可知，电路中接入大功率电炉时，通过的电流大，在电线的电阻相同的情况下，跟电炉相连的电线中通过的电流比跟灯泡相连的电线中通过的电流大得多。所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的时间内，电流通过跟电炉相连的电线产生的热量比通过跟灯泡相连的电线产生的热量大得多。因此跟电炉相连的电线显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。反馈练习1.电流通过导体产生的热量跟—————成正比，跟—————成正比，跟————成正比。电流的平方导体的电阻通电时间2.两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_____；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1︰3，在相等的时间里产生的热量之比为______。4︰31︰93．当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使通过的电流增加到0.4安时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的（）A.2倍B.4倍C.0.25倍D.0.5倍B4.一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？想想议议我们知道，额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？再见