初中九年級(jí)物理課件焦耳定律 市賽一等獎(jiǎng)

第十八章電功率

第4節(jié)焦耳定律哈密市五中

邢震世1.理解焦耳定律，并能用焦耳定律進(jìn)行有關(guān)計(jì)算，會(huì)解釋有關(guān)電熱現(xiàn)象；了解電熱的利用和防止。2.在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，體驗(yàn)控制變量法和轉(zhuǎn)換法的應(yīng)用，進(jìn)一步提高實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)能力，養(yǎng)成實(shí)事求是和嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目茖W(xué)態(tài)度。教學(xué)目標(biāo)1、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電熱水器電熱水壺電爐電烤箱電飯鍋電熱取暖器

這些用電器工作時(shí)有什么共同特點(diǎn)？一、電流的熱效應(yīng)一、電流的熱效應(yīng)1、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2、電流產(chǎn)生的熱量用Q來(lái)表示；熱量的單位和能量的單位一樣，都是焦耳，焦，J燈泡通電一會(huì)兒會(huì)燙手，不通電不燙手，說(shuō)明什么？導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不很熱？說(shuō)明什么？猜想：電熱Q與電阻、電流、時(shí)間有關(guān)。觀察與猜想討論1：當(dāng)一個(gè)物理量被猜測(cè)與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)該用什么方法去研究？

（控制變量法）討論2：實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察什么現(xiàn)象來(lái)比較電流產(chǎn)生的熱量的多少？（轉(zhuǎn)換法）實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察_________________來(lái)比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。

管中液面上升的高度這種研究方法叫二、電流產(chǎn)生熱量Q的多少跟什么因素有關(guān)？請(qǐng)同學(xué)們以4人為一小組，結(jié)合書(shū)P99頁(yè)內(nèi)容討論R1=5ΩR2=10ΩA在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。現(xiàn)象：電阻較大的這邊的液柱上升較高。結(jié)論1：控制不變的量是：__________、____________。電流通電時(shí)間實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系點(diǎn)擊圖片播放實(shí)驗(yàn)視頻I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。現(xiàn)象：電流較大的這邊的液柱上升較高。結(jié)論2：控制不變的量是：____________、______________。電阻通電時(shí)間實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系點(diǎn)擊圖片播放實(shí)驗(yàn)視頻生活經(jīng)驗(yàn)可知：在電阻、電流相同時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng),產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論3：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)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。焦耳物理學(xué)史Q=I2R

t

熱量電流電阻時(shí)間JAΩS公式：物理量：?jiǎn)挝唬弘娏魍ㄟ^(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。三、焦耳定律當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即：Q=W=UIt=I2Rt(如：電暖器、電飯鍋、電爐子等)此時(shí)：Q=W=Pt=UIt=U2Rt適用于純電阻電路（只發(fā)熱）=I2Rt【問(wèn)題回顧】電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？原因：導(dǎo)線與電熱絲串聯(lián)，電流、時(shí)間都相同，導(dǎo)線電阻遠(yuǎn)小于電爐絲電阻，由Q=I2Rt可知，導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量少。電能和電熱關(guān)系例題一根60?的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？解：通過(guò)電阻絲的電流為：電流產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=(0.6A)2×60?×5×60s=6480J還有其他方法嗎？U2Q=W=R

t1．電熱的利用電熱器的優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。電飯鍋電烙鐵熱得快電熱毯電熨斗電熱孵化器3四、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(guò)高。如電視機(jī)的后蓋有很多孔，是為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等。2．防止電熱的危害散熱窗散熱風(fēng)扇1.電流的熱效應(yīng)2.電流產(chǎn)生熱量Q的多少跟什么因素有關(guān)？3.焦耳定律：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。公式：Q=I2Rt

4.電熱的利用和防止。本課小結(jié)√×××圖是課本“探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻間關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置，兩個(gè)透明容器中封閉著等量的空氣，電路正確連接后，通電進(jìn)行實(shí)驗(yàn)過(guò)程中，下列說(shuō)法正確的是（）A．左邊容器電阻絲中的電流比右邊容器電阻絲中的電流大B．U形管中液面高度的變化反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少C．要保持兩個(gè)電阻絲兩端電壓相等D．通電時(shí)間相同，兩個(gè)容器中空氣吸收的熱量相同B兩電阻絲串聯(lián)電流相等熱量的多少不能直接觀察，可通過(guò)U型管液面高度差的變化來(lái)反映電路中兩電阻串聯(lián)，電流相等，各電阻分得電壓不等實(shí)地演練2.小明在一次野炊活動(dòng)中，將中間剪得較窄的口香糖錫箔紙（可看做導(dǎo)體）接在干電池正負(fù)兩極上，如圖所示，錫箔紙較窄處最先燃燒。這是因?yàn)榕c長(zhǎng)度相同的錫箔紙較寬處相比，較窄處（）A．電阻較大B．電流較大C．電壓較小D．電功率較小A材料和長(zhǎng)度相同時(shí)，導(dǎo)體越細(xì)，電阻越大串聯(lián)電路中各處的電流相等錫箔紙較窄處電阻大，電壓較大錫箔紙較窄處電壓大，電功率較大3.小明家電飯鍋的電源線壞了，他在網(wǎng)上新買了一根，使用時(shí)聞到橡膠的焦糊味，他立即拔下電源插頭，發(fā)現(xiàn)這根電源線很熱，其他用電器仍然正常工作。你認(rèn)為引起電源線過(guò)熱的原因可能是（）A．電路的電壓過(guò)高B．新買的電源線過(guò)細(xì)C．新買的電源線過(guò)粗D．新買的電源線過(guò)短B基礎(chǔ)鞏固題4.將規(guī)格都是“220V180W”的一臺(tái)電冰箱、一臺(tái)電腦和一床電熱毯，分別接入同一家庭電路中，若通電時(shí)間相同，則下列說(shuō)法正確的是（）A．電冰箱產(chǎn)生的熱量最多B．電腦產(chǎn)生的熱量最多C．電熱毯產(chǎn)生的熱量最多D．三者產(chǎn)生的熱量一樣多C基礎(chǔ)鞏固題5.甲、乙兩電熱絲電阻之比為3﹕4，通過(guò)的電流之比為3﹕1，則相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為（）A．27﹕4B．9﹕4C．4﹕9D．4﹕27A基礎(chǔ)鞏固題6.電熱水壺上標(biāo)有“220V1800W”，小明發(fā)現(xiàn)燒水過(guò)程中熱水壺的發(fā)熱體部分很快變熱，但連接的電線卻不怎么熱，是因?yàn)閷?dǎo)線的電阻比發(fā)熱體的電阻______。在額定電壓下，燒開(kāi)一壺水用時(shí)3min20s，這段時(shí)間內(nèi)電熱水壺發(fā)熱體產(chǎn)生的熱量為_(kāi)________J。小3.6×105基礎(chǔ)鞏固題用如圖所示的裝置探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，相同燒瓶?jī)?nèi)裝滿了煤油。（1）燒瓶中裝入的煤油是________（選填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）。（2）請(qǐng)根據(jù)實(shí)物電路，在虛線框圖內(nèi)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖。（3）為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康?，選用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng)______，通過(guò)R1的電流_________通過(guò)R2的電流。R2

R1絕緣體相等小于能力提升題（4）通電一段時(shí)間后，乙燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大，說(shuō)明__________________________________________________。（5）小紅用如左下圖示的裝置，進(jìn)一步探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流的關(guān)系圖象，根據(jù)焦耳定律可知，右下圖中能正確反映h–I關(guān)系的是_________。

電阻和通電時(shí)間不變，電流越大產(chǎn)生的熱量越多A【拓展】用Q=I2Rt可以算電流通過(guò)任何用電器產(chǎn)生的熱量，能用Q=UIt計(jì)算電流通過(guò)任何用電器產(chǎn)生的熱量嗎？請(qǐng)用實(shí)例說(shuō)明原因。________________________