北師大九年級(jí)物理下冊(cè) （電流的熱效應(yīng)）電功和電功率課件

第十三章電功和電功率電流的熱效應(yīng)北師大版物理九年級(jí)全一冊(cè)

1.知道什么是電流的熱效應(yīng)。知道電流的熱效應(yīng)與導(dǎo)體電阻、通過(guò)導(dǎo)體的電流、通電時(shí)間的定量關(guān)系。2.通過(guò)實(shí)驗(yàn)探究電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)。3.知道電流的熱效應(yīng)的應(yīng)用實(shí)例和危害。學(xué)習(xí)目標(biāo)臺(tái)燈工作一段時(shí)間后燈泡會(huì)發(fā)燙；給電熱水壺通電可以給水加熱；給電烤箱通電可以把食物烤熟，這些熱量是從哪里來(lái)的？電流的熱效應(yīng)1電流的熱效應(yīng)什么是電流的熱效應(yīng)？電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫作電流的熱效應(yīng)。電爐絲和導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)熱?剛剛發(fā)光的燈泡并不熱，過(guò)一會(huì)兒就會(huì)燙手，這是為什么？問(wèn)題與思考問(wèn)題：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?猜想：與電阻、電流、時(shí)間有關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)一個(gè)物理量被猜測(cè)與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)用什么方法去研究？用什么方法去觀(guān)察那些不可見(jiàn)的物理量？電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)控制變量法轉(zhuǎn)換法實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系R1=5ΩR2=10ΩA條件：容器相同，I相同，t相同結(jié)論：I和t相同時(shí)，R越大，Q越多。現(xiàn)象：B中液面上升多5Ω5Ω5ΩAB實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系I=2I1AIR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1結(jié)論：R和t相同時(shí)，I越大，Q越多。現(xiàn)象：D中液面上升多條件：容器相同，R相同，t相同5Ω5Ω5ΩCD實(shí)驗(yàn)視頻實(shí)驗(yàn)表明：導(dǎo)體的電阻越大，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流的熱效應(yīng)就越顯著。焦耳定律2焦耳定律Q=

I2Rt

內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。公式：補(bǔ)充說(shuō)明：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即：Q=I2Rt電熱W=UIt電能什么情況電熱會(huì)小于電能呢？焦耳定律焦耳(JamesPrescottJoule，1818-1889)，英國(guó)物理學(xué)家。用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。電爐絲和導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)熱?電線(xiàn)和電爐串聯(lián)，通過(guò)它們的電流是一樣的，而電爐的電阻比電線(xiàn)的電阻大的多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電爐產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電線(xiàn)產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱而電線(xiàn)卻不熱。思考與討論練一練一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?I=UR解：=36V60Ω=0.6AQ=

I2Rt

=(0.6A)2×60Ω×300s

=6480J答：在5min內(nèi)共產(chǎn)生熱量6480J。額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?前者說(shuō)電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說(shuō)，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)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?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。思考與討論電流熱效應(yīng)的應(yīng)用及危害防止1.電流熱效應(yīng)的應(yīng)用利用電熱孵化器孵小雞電熱器都是利用電流的熱效應(yīng)工作的。用于加熱用電器工作時(shí)，都不可避免地發(fā)熱。這是電流熱效應(yīng)的表現(xiàn)，它既會(huì)浪費(fèi)能源，又會(huì)由于升溫使用電器有被燒毀的危險(xiǎn)，因此很多用電器采用設(shè)置散熱孔、散熱片或在發(fā)熱部位安裝風(fēng)扇等方法散熱。2.電流熱效應(yīng)危害的防止電腦的微型風(fēng)扇電視機(jī)的后蓋拓展：電能和電熱的關(guān)系純電阻電路：消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能純電阻電路電熱計(jì)算式Q=I2RtW=UIt=U2R純電阻電路電能計(jì)算式W=I2Rt100%轉(zhuǎn)化電能W=UIt非純電阻電路：消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電熱Q=I2Rt其他形式的能量某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V，2A”它的線(xiàn)圈電阻為5?，當(dāng)它正常工作1分鐘后，消耗的電能為多少？線(xiàn)圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒(méi)有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？解：消耗的電能：W總=UIt=220V×2A×60s=26400J線(xiàn)圈中產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(2A)2×5?×60s=1200J得到的機(jī)械能：W機(jī)=W總-Q=26400J-1200J=25200J練一練1．將一臺(tái)“220V100W”的電風(fēng)扇，一個(gè)”220V100W“

的充電器，一把“220V100W”的電烙鐵分別接在220V的電源上，在相同時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)他們時(shí)產(chǎn)生熱量最多的是（）A．電烙鐵B．充電器C．電風(fēng)扇D．一樣多A2．現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)電爐子，已知電爐電阻R1＞R2，分別接入電源電壓220V的電路中，相同時(shí)間內(nèi)，它們發(fā)熱情況是（）A．甲放熱多B．乙放熱多C．同樣多D．無(wú)法判斷B3．一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時(shí)的電阻是121Ω，它的額定功率有多大？在額定電壓下通電10min產(chǎn)生多少熱量？因?yàn)殡娎予F消耗的電能全部用來(lái)發(fā)熱，所以Q=W=Pt=400W×10×60s=240000J解：

P額===400WU額2R(220V)2121

Ω答：它的額定功率為400W，在額定電壓下10min產(chǎn)生熱量240000J。4．某校師生自制了一臺(tái)電烘箱。電烘箱的電阻絲通過(guò)5A的電流時(shí)，每分鐘可產(chǎn)生6.6×104J的熱量。求這臺(tái)電烘箱的電功率和電阻絲工作時(shí)的電阻。解：

P

====1.1×103W

WtQt6.6×104J60s

R===44ΩPI21.1×103W(5A)2答：這臺(tái)電烘箱的電功率為1100W，電阻絲工作時(shí)的電阻為44Ω。電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)電流通過(guò)導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱焦耳定律電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)表述：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。公式:

Q=I2Rt

Q=I2Rt

的推導(dǎo)公式的應(yīng)用與電流、電阻、時(shí)間有關(guān)再見(jiàn)北師大版初中物理九年級(jí)全冊(cè)課件電流的熱效應(yīng)

復(fù)習(xí)鞏固新課導(dǎo)入課堂檢測(cè)延伸拓展目錄CONTENS01復(fù)習(xí)鞏固新課導(dǎo)入小明的爸爸出門(mén)前囑咐他好好寫(xiě)作業(yè)，不要看電視。爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫(xiě)作業(yè)，電視機(jī)也沒(méi)打開(kāi)，很高興，可是用手一摸電視機(jī)的后蓋就發(fā)現(xiàn)，小明剛看過(guò)電視。你知道他爸爸是根據(jù)什么判斷的嗎？電油炸鍋電飯煲電熨斗這些用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象，這是為什么呢？電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫作電流的熱效應(yīng)。02新課導(dǎo)入一、電流的熱效應(yīng)電烤箱電烙鐵電熱水壺生活中利用電流熱效應(yīng)的用電器優(yōu)點(diǎn)：清潔、無(wú)污染、熱效率高，便于控制和調(diào)節(jié)等。缺點(diǎn)：浪費(fèi)電能，造成電線(xiàn)老化,影響用電器使用壽命。電流的熱效應(yīng)有什么利和弊？燈泡通電后，在剛開(kāi)始通電不是很熱，可過(guò)了一會(huì)就很熱，為什么？導(dǎo)線(xiàn)和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅而導(dǎo)線(xiàn)并不很熱？

電飯鍋通電后為什么必須按下加熱（煮飯）按鈕開(kāi)關(guān)才能煮熟飯？一、電流的熱效應(yīng)1.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量可能與哪些因素有關(guān)？（1）可能與通電時(shí)間有關(guān)，因?yàn)橥姇r(shí)間越長(zhǎng)，用電器產(chǎn)生的熱量越多；（2）可能與電阻有關(guān)，因?yàn)殡姞t絲發(fā)熱，而跟電爐絲相連的銅導(dǎo)線(xiàn)卻不太熱；（3）可能跟電流有關(guān)，因?yàn)槌Ｂ?tīng)說(shuō)，電流大容易引發(fā)火災(zāi)。（1）如圖所示，控制電阻R、電流I相同，閉合開(kāi)關(guān)，每隔一定時(shí)間記錄一次溫度計(jì)的示數(shù)，比較通電時(shí)間對(duì)電熱的影響。通電時(shí)間越長(zhǎng)溫度計(jì)示數(shù)越大（2）相同時(shí)間內(nèi)通過(guò)R的電流為I，移動(dòng)R0的滑片，使通過(guò)R的電流為2I。比較R兩次所產(chǎn)熱的多少。通過(guò)電流為2I時(shí)比通過(guò)電流為I時(shí)的溫度高（3）如圖所示，R2＞R1，控制通過(guò)導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間不變，比較溫度計(jì)的示數(shù)。電阻R2溫度計(jì)的示數(shù)比電阻R1溫度計(jì)的示數(shù)大對(duì)同一電阻絲，在電流大小不變的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。對(duì)同一電阻絲，在通電時(shí)間相同的情況下，通電電流越大越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。在通電電流大小不變，通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。2.為什么選用煤油而不用水？因?yàn)槊河偷谋葻崛菪?，在相同情況下，煤油的溫度變化大，便于觀(guān)察。二、焦耳定律導(dǎo)體的電阻越大，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，通電時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多，那么導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電阻、電流及通電時(shí)間之間有什么樣的定量關(guān)系？電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律叫作焦耳定律。電流I的單位是安（A）電阻R的單位是歐（Ω）時(shí)間t的單位是秒（s）熱量Q的單位是焦（J）03課堂檢測(cè)典型例題1.一個(gè)20Ω的電阻，通過(guò)0.5A的電流2min，電阻上消耗的電能是_____,釋放熱量為_(kāi)_____。2.一個(gè)電阻通過(guò)0.2A的電流5min，電阻上產(chǎn)生的熱量為600J，這個(gè)電阻的阻值是___Ω。3.一個(gè)200Ω的電阻通電2min，電阻上消耗的電能是9.6×104J,則通過(guò)電阻的電流是______。600J600J502A5.兩個(gè)電熱器的電阻之比為4︰3，通過(guò)相同的電流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)____；若兩個(gè)電熱器的電阻相同，通過(guò)的電流之比為1︰3，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)_____。4︰31︰94.一個(gè)40Ω的電阻，通過(guò)0.3A的電流，則通電______min釋放熱量為2160J。106.當(dāng)0.2A的電流通過(guò)一金屬線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過(guò)的電流增加到0.4A時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的(

)A.2倍 B.4倍C.0.25倍 D.0.5倍B04延伸拓展電