九年级物理全册 第18章 第四节 焦耳定律课件 （新版）新人教版

4焦耳定律导入新课我们看到取暖器电阻丝逐渐发红变亮，产生热量而导线却不怎么热！为什么呢？（一）实验准备像电暖气等生活中很多用电器，通电以后会产生热量。这是电流的那种效应？电流通过导体时，导体要发热，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关？请同学们作出合理猜想。电流的大小；电阻的大小；通电时间的长短【实验指导】：电流产生热量有多有少，你能从提供的器材中，比较出热量的多少吗？电阻丝、密封容器（带有小孔）、U形管（装有颜色的液体）、橡胶管、烧瓶、煤油、温度计1．电阻丝加热密封容器中的空气，推动U形管中液体，形成液面差2．电阻丝加热煤油，用温度计测量煤油的温度方案一：电阻丝加热密封容器中的空气，U形管中液面形成；液面差越大，产生的热量越。方案二：烧瓶内装有煤油，电阻丝产生热量会使温度升高，用测量温度；温度越高，产生热量的越。液面差多温度计多以上两种方案中，加热空气快？还是加热煤油速度快？方案一快（二）探究实验实验一：探究产生热量Q与电阻R的关系1.通过我们的猜想电流产生的热量可能与多个因素有关，应该采用什么探究方法？控制变量法2.当探究产生热量Q与电阻R的关系时，如何控制变量呢？一个10欧、两个5欧的电阻丝，我们怎么选？应让电流、通电时间一样，改变电阻的大小；选一个5欧和一个10欧的电阻3.如何才能更好地让通过两个电阻的电流、通电时间一样？将两个电阻串联【进行实验】哪个电阻的液面差明显？说明了哪个电阻产生的热量多？可以得到什么结论？1.10欧的液面差大2.电阻大的产生热量多3.当通过导体的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多。【结论】实验二：探究产生热量Q与电流I的关系1.当探究产生热量Q与电流I的关系时，如何控制变量呢？让电阻、通电时间一样、改变通过电流的大小2.一个10欧、两个5欧的电阻丝，我们怎么选？选两个5欧的电阻丝【说明】两个容器中密封同样的电阻，在另一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中的电阻的电流就不同。【进行实验】1.左边液面差明显2.电流大的产生热量多【实验现象】【结论】当导体的电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多。实验三：探究产生热量Q与通电时间t的关系哪次通电形成的液面差明显？可见产生的热量多少与通电时间有什么关系？第二次液面差大第一次通电5s，第二次通电10s.结论：当通过导体的电流和导体的电阻大小相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。当电流通过导体时，电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。【实验总结】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（三）焦耳定律1．内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。2．公式：Q=I2Rt3．单位：焦耳（J）安培（A）欧姆（Ω）秒（S)Q=I2Rt=(0.6A)2×60W×300s=6480J一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量?答:在5min内共产生6480J热量。解:I===0.6AUR36V60Ω例题【反馈练习】1.某导体的阻值为4Ω，通过0.5A的电流时，则1min产生多少热量？解:Q=I2Rt=(0.5A)2×4W×60s=60J2．我们学习了焦耳定律，你能回答当电炉丝A和导线B通过的电流相同，为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？导线的电阻很小，而电炉丝的电阻很大，由焦耳定律Q=I²Rt可知，在相同时间内电流越大、热量越多，因此电炉热得发红，而导线却不热。3．你知道“直流融冰”新技术，即在输电线路中输入3000A左右的大电流，对冰熔化的物理原理吗？当电阻、通电时间一定时，电流越大产生的热量越多1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即Q=W=UIt=I2Rt如：电暖器，电饭锅，电炉子等。2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：W＞Q热电能和电热关系电能内能+机械能思考：电视机、电动机、电暖气都标有“220V，200W”，把它们并联在220V的电压下，则相同时间内产生热量Q最多是。为什么？由W=Pt可知，消耗的电能一样多；电视机：W=Q+光能电动机：W=Q+机械能电暖气：W=Q所以，电暖气产生的热量多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。四、电热的利用和防止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【课堂小结】课堂检测2.一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是W，通电1min时产生的热量是_______J。3.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_____。Q1:Q2=______。400240002:32:31.电流的热效应是电流通过导体时_____转化成____的现象。电热器是利用电流的_______制成的加热设备。电能热热效应4.某导体的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？解：Q=I2Rt=(1A)2×2Ω×60S=120J答：1分钟产生的热量是120焦。5.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，求：（1）消耗的电能W。（2）产生的热量Q。解：（1）W＝UIt＝380V×10A×1S＝3800J（2）Q＝I2Rt＝(10A)2×2Ω×1S＝200J答：消耗的电能是3800焦；产生的热量是200焦。