九年級物理全冊15.4探究焦耳定律課件（新版）粵教滬版

1、檢測預習一 1.知道用電器產熱與電阻、電流的關系。 2、能夠設計實驗對電阻的產熱與電流、電壓、電阻三者的關系進行驗證，并會分析實驗數據得出結論。生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現象產生。請舉例說明。電流通過導體時電能轉化成內電流通過導體時電能轉化成內能，這個現象叫做能，這個現象叫做電流的熱效應電流的熱效應。電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱? ?電流通過導體時產生熱的多少跟什么因素有關電流通過導體時產生熱的多少跟什么因素有關? ?電流通過導體時產生熱的多少與什么因素有關電流通過導體時產生熱的多少

2、與什么因素有關? ?演示實驗演示實驗實驗裝置實驗裝置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，這個電阻產生的熱量越多。越大，這個電阻產生的熱量越多。I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產生的熱量越一個電阻的電流越大，這個電阻產生的熱量越多。多。觀察實驗觀察實驗焦耳（焦耳（James Prescott Joule，18181889），英國物理學家。用），英國物理學家。用近近 40 年的時間做了年的時間

3、做了 400 多次實驗，多次實驗，研究熱和功的關系。通過大量的實研究熱和功的關系。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生的熱量與電流、電阻和通電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。時間的關系。1 1內容：內容： 電流通過導體產生的電流通過導體產生的熱量熱量跟跟電流的電流的二次方二次方成正比，跟成正比，跟導體的電阻導體的電阻成正比，成正比，跟跟通電時間通電時間成正比。成正比。2 2公式：公式：3 3單位：單位：焦耳（焦耳（J J）1在純電阻電路中（在純電阻電路中（如：電暖器，電飯鍋，如：電暖器，電飯鍋，電爐子等電爐子等），當電流通過導體時，電能全

4、部轉化為當電流通過導體時，電能全部轉化為內能，而沒有同時轉化成其他形式的能量，這樣電內能，而沒有同時轉化成其他形式的能量，這樣電流產生的熱量流產生的熱量Q 就等于消耗的電能就等于消耗的電能W，即，即Q = W = UIt = I2Rt=Pt=2在非純電阻電路中在非純電阻電路中，如，如當電扇工作時，消當電扇工作時，消耗的電能主要轉化為電機的機械能：耗的電能主要轉化為電機的機械能： W WQ Q熱熱電能電能 內能內能+機械能機械能tRU2此時，只能用此時，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）（焦耳定律）來計算電熱來計算電熱Q = I2Rt =(0.6 A)260 W W300 s = 6 480 J 一

5、根一根 60 的電阻絲接在的電阻絲接在 36 V的電源兩的電源兩端，在端，在 5 min內共產生多少熱量內共產生多少熱量?答答: 在在 5 min 內共產生內共產生 6 480 J 熱量。熱量。解解: :I = = 0.6 AUR36 V60 有一電動機，它正常工作時的電阻為5，電流為5A，正常工作的電壓為220V，通電10min，電動機消耗的電能為多少？產生的熱量為多少？有多少電能轉化為機械能？解：消耗的電能：解：消耗的電能：W= UIt =220V5A600s=6.6105J 電熱電熱Q = I2Rt =(5A)25600s=7.5104J轉化為的機械能：轉化為的機械能：E機機=WQ=6.

6、6105J 7.5104J=5.85105J答：電動機消耗的電能為答：電動機消耗的電能為6.66.6105105焦焦, ,產生的熱量為產生的熱量為7.57.5104104焦，有焦，有5.855.85105105焦電電能轉化為機械能焦電電能轉化為機械能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，正常工作時單位時間內產生的熱量越多?？墒切。９ぷ鲿r單位時間內產生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時間內產生的熱量按照焦耳定律，電阻越大，單位時間內產生的熱量越多。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? ?答：前者說電阻越小，

7、答：前者說電阻越小，正常工作時正常工作時單位時間內單位時間內產生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，產生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內產生的熱量越多，前提條件電阻越大，單位時間內產生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應用公式是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。時應該特別注意條件。檢測預習二 知道焦耳定律及公式，學會應用公式進行簡單計算。知道多種用電器散熱方式。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優(yōu)點電熱器的優(yōu)點: 清潔衛(wèi)清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率生，沒

8、有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調高，還可以方便地控制和調節(jié)溫度。節(jié)溫度。1.原理：利用原理：利用來工作的。來工作的。2.核心部分：核心部分：它是有它是有的材料制成的的材料制成的3.電熱器的電熱和電功的關系電熱器的電熱和電功的關系因為電熱器中消耗的電能只用來發(fā)熱，所以因為電熱器中消耗的電能只用來發(fā)熱，所以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，為了通風散熱；電腦如：電視機的后蓋有很多孔，為了通風散熱；電腦運行時要用微型風扇及時散熱等等。運行時要用微型風扇及時散熱等等。 電流的熱效應有時對我們有益，我們利用它；有時對我們有

9、害，需要減少電流導致的發(fā)熱，或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。(1)列舉兩個生活或者生產中利用電流熱效應的實例列舉兩個生活或者生產中利用電流熱效應的實例電熱毯、電烙鐵、電飯鍋、電熱孵化器等電熱毯、電烙鐵、電飯鍋、電熱孵化器等(2)列舉兩個生活和生產中為防止電流熱效應產生列舉兩個生活和生產中為防止電流熱效應產生危害而采取的措施危害而采取的措施電腦主機有風扇散熱電腦主機有風扇散熱;電視機上的散熱窗、電動機電視機上的散熱窗、電動機外殼有許多散熱片外殼有許多散熱片焦耳定律焦耳定律的實驗和的實驗和內容內容電熱的利電熱的利用和危害用和危害1.某導體的電阻是2,通過2A的電流時，1min產生多少焦耳的熱量？若電流變

10、為原來的若電流變?yōu)樵瓉淼?倍，其它條件不變，倍，其它條件不變，則電熱是原來的則電熱是原來的_倍倍42.一只額定功率是450w的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產生多少熱量？解：電飯鍋是純電阻電路解：電飯鍋是純電阻電路所以，所以，Q=W=Pt=450W60s=27000J3.一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時的電阻是1210，它的額定功率有多大？在額定電壓下通電10min產生多少熱量？解：解：WVRU401210220P22W）（額額因為電烙鐵消耗的電能全部用來發(fā)熱，所以因為電烙鐵消耗的電能全部用來發(fā)熱，所以Q=W=Pt=40W1060s=24000J4.某校師生自制了一臺電烘箱

11、。電烘箱的電阻絲通過5A的電流時，每分鐘可產生6.6104J的熱量。求這臺電烘箱的電功率和電阻絲工作時的電阻。W101 . 1s60J106 . 6tQtWP34解：解： P=I2RW44)A5(J101 . 1IPR2326.在家庭電路中，有時導線長度不夠，需要把兩根連接起來，而連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災。這是為什么？ 根據公式根據公式P=I2R可知，在電流相等時，電阻可知，在電流相等時，電阻越大，電功率越大。導線相互連接的位置接觸電越大，電功率越大。導線相互連接的位置接觸電阻比較大，因而電能轉化為熱的功率也較大，造阻比較大，因而電能轉化為熱的功率也較大，造成此處比別處更容