新人教版——九年級物理(全一冊)課件 第十八章 第四節(jié) 焦耳定律

1、焦耳定律焦耳定律 第十八章第十八章 第節(jié)第節(jié)義務(wù)教育教科書義務(wù)教育教科書 物理物理 九年級（全一冊）九年級（全一冊）生活中，許多用電器通電后，都伴有生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象熱現(xiàn)象產(chǎn)產(chǎn)生。請舉例說明！生。請舉例說明！電流通過導(dǎo)體時電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫，這個現(xiàn)象叫做做電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)。 還有還有電流的光效應(yīng)、電流的磁效應(yīng)、電流的化電流的光效應(yīng)、電流的磁效應(yīng)、電流的化學(xué)效應(yīng)等。學(xué)效應(yīng)等。一、電流的熱效應(yīng)一、電流的熱效應(yīng)電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱電爐絲和導(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)熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不

2、發(fā)熱? ?電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)? ?想想議議想想議議電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)? ?演示實驗演示實驗實驗裝置實驗裝置實驗實驗1：研究電熱與電阻關(guān)系：研究電熱與電阻關(guān)系r1 = 5 r2 = 10 a在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。實驗實驗2：研究電熱與電流關(guān)系：研究電熱與電流關(guān)系i = 2i1iar = 5 r = 5 r = 5 i1在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一在電

3、阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。焦耳（焦耳（james prescott joule，18181889），英國物理學(xué)家。），英國物理學(xué)家。用用近近 40 年的時間做了年的時間做了 400 多次實驗多次實驗，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實驗，于驗，于 1840 年最先精確地確定了電年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。時間的關(guān)系。焦焦 耳耳1內(nèi)容：內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，

4、跟導(dǎo)體的電阻成正二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。比，跟通電時間成正比。2公式：公式：q = i2rt 3單位：焦耳（單位：焦耳（j）二、焦耳定律二、焦耳定律t2ruq 1當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，如果當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量流產(chǎn)生的熱量q 就等于消耗的電能就等于消耗的電能w，即，即q = w = uit = i2rt如：如：電暖器，電飯鍋，電爐子電暖器，電飯鍋，電爐子等。（等。（純電阻，純電阻，即只把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能即只把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）2當(dāng)電扇工作時，消耗的

5、電能主要轉(zhuǎn)化為電當(dāng)電扇工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機的機械能：機的機械能：wq熱熱三、電能和電熱關(guān)系三、電能和電熱關(guān)系電能電能 內(nèi)能內(nèi)能+機械能機械能q = i2rt =(0.6 a)260 w w300 s = 6 480 j 例題例題 一根一根 60 的電阻絲接在的電阻絲接在 36 v的電源兩端，的電源兩端，在在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?答答: 在在 5 min 內(nèi)共產(chǎn)生內(nèi)共產(chǎn)生 6 480 j 熱量。熱量。解解: :由題意可得由題意可得i = = 0.6 aur36 v60 額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作

6、時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒切?，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量按照焦耳定律，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事? ?想想議議想想議議答：前者說電阻越小，答：前者說電阻越小，正常工作時正常工作時單位時間內(nèi)單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同電壓相同；而后者說，；而后者說，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是是電流相同電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式，兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該特別注意條件。時應(yīng)該特別注意條件。1電熱的利用電熱的利用利用電熱孵化器孵小雞利用電熱孵化器孵小雞用來加熱用來加熱電熱器的電熱器的優(yōu)點優(yōu)點: 清潔衛(wèi)清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。節(jié)溫度。四、電熱的利用和防止四、電熱的利用和防止很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。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，為了如：電視機的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱通風(fēng)散