18.4第4節(jié) 焦耳定律-2024-2025學(xué)年初中物理九年級下冊（人教版）教學(xué)課件

焦耳定律第4節(jié)第十八章

電功率觀察與思考尤其不可以偷偷看電視哦！媽媽出門前交待小明要好好學(xué)習(xí)……媽媽回來后看到小明在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒有打開，但是很快媽媽就發(fā)現(xiàn)小明在說謊了，你知道媽媽是如何發(fā)現(xiàn)的嗎？一、電流的熱效應(yīng)思考：很多用電器接通電源后都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生，你知道哪些？電能→內(nèi)能電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。我熱得發(fā)紅!我怎么熱不起來呢？電流產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？討論與交流：1.電爐絲的材料是鎳鉻合金絲，導(dǎo)線材料是銅。不同的材料會影響產(chǎn)生的熱量嗎？2.電爐絲通電的時(shí)間越長，那么電爐的產(chǎn)生的熱量會如何？3.大功率的電熱水壺?zé)_水和小功率的電熱水壺?zé)_水誰會更快一點(diǎn)呢？電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量的多少與什么因素有關(guān)呢？提出問題：探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)猜想：1.可能與電阻有關(guān)。2.可能與通電時(shí)間有關(guān)。3.可能與電流有關(guān)。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：當(dāng)一個(gè)物理量被猜測與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)該用什么方法去研究？用什么辦法去體現(xiàn)熱量的多少？控制變量法轉(zhuǎn)換法如何保證研究電阻不同時(shí)，電流和時(shí)間相同？研究電流和時(shí)間呢？比較液面高低即可比較產(chǎn)生熱量多少進(jìn)行實(shí)驗(yàn)：實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻的關(guān)系，要保證電流和通電時(shí)間相同，采用如圖所示裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)注意觀察U形管液面變化。實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流的關(guān)系，要保證電阻和通電時(shí)間相同，采用如圖所示裝置。實(shí)驗(yàn)時(shí)注意觀察U形管液面變化。實(shí)驗(yàn)3：研究電熱與時(shí)間的關(guān)系，只連接一個(gè)電阻，觀察U形管液面隨時(shí)間的變化。實(shí)驗(yàn)記錄：實(shí)驗(yàn)序號

電阻R/Ω電流

I/A通電時(shí)間

t/minU形管高度差h/cm實(shí)驗(yàn)1R1=5ΩI1=I22R2=10ΩI2=I12實(shí)驗(yàn)2R1=5ΩI1=2I22R2=5ΩI2=0.5I12實(shí)驗(yàn)3R1=5ΩI12R1=5ΩI14實(shí)驗(yàn)結(jié)論：(1)I

和t

相同時(shí)，R越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。(2)R

和t

相同時(shí)，I越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。(3)R

和I

相同時(shí)，t越長，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。交流與評估：說一說實(shí)驗(yàn)過程中你遇見了什么問題？(1)本實(shí)驗(yàn)是根據(jù)______(填“氣體”或“液體”)的熱脹冷縮來反映電流產(chǎn)生的熱量多少。已知R1=10Ω，R3=6Ω，為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系，則R2=____Ω。(2)若將R3和R2并聯(lián)接入右邊密閉容器中，則可研究電流產(chǎn)生的熱量與______的關(guān)系。(中考·黃石)如圖所示，兩個(gè)密閉容器中接入電熱絲R1、R2，右邊容器上方接入電熱絲R3，在通電時(shí)間相同的情況下，觀察兩個(gè)U形管中液面高度的變化。氣體10電阻例題二、焦耳定律焦耳定律：電流通過導(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。電熱符號：Q公式：Q=I2Rt

AsJΩ在純電阻電路中，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即：Q=W=UIt=I2Rt焦耳（1818-1889）焦耳，英國物理學(xué)家。他的父親是一個(gè)釀酒廠主。焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規(guī)的教育。后來在別人的介紹下，焦耳認(rèn)識了著名的化學(xué)家道爾頓。道爾頓給予了焦耳熱情的教導(dǎo)。焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了各種知識，這為焦耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ)。焦耳一身致力于實(shí)驗(yàn)研究，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。思考：電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同。為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？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。小明在一次野炊活動中，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)檩^窄處（）A.電阻較大B.電流較大C.電壓較小D.電功率較小A例題一根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?例題I=UR解：=36V60Ω=0.6AQ=

I2Rt

=(0.6A)2×60W×300s

=6480J某電動機(jī)上標(biāo)有“220V2A”它的線圈電阻為5?，當(dāng)它正常工作一分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，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例題想想議議: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。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎矛盾，這是怎么回事?前者前提條件是電壓相同，雖說額定電功率大的燈泡電阻小，但此時(shí)該燈泡的電流較大；而后者說前提條件是電流相同，按照焦耳定律當(dāng)然是電阻大的產(chǎn)生熱量多。所以我們在應(yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。三、電熱的利用和防止電熱器：使導(dǎo)體只發(fā)熱的用電器。電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。思考：電流通過用電器產(chǎn)生的電熱都是有利的嗎？電熱的危害將用電器燒壞使絕緣材料老化思考：如何防止電熱帶來的不利影響呢？水冷機(jī)箱微型風(fēng)扇散熱孔焦耳定律電流的熱效應(yīng)電熱的影響因素：I、R、t焦耳定律電熱的利用和防止表述：電流通過導(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

定義2.現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)電爐子，已知電爐電阻R1＞R2，分別接入電壓為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.無法判斷1.計(jì)算電流通過電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量，下面公式選用正確的是（

）A.UIt

B.

C.I2Rt

D.前面三個(gè)都可以

CB3.用如圖所示的裝置探究“影響電流熱效應(yīng)的因素”。電阻絲R1和R2分別密封在兩只完全相同的燒瓶中，且R1<R2，瓶中裝有質(zhì)量相等的煤油。下列說法正確的是（）A.該裝置可以用來探究電流熱效應(yīng)與電流大小的關(guān)系B.閉合開關(guān)后，裝R1電阻絲的燒瓶中溫度計(jì)示數(shù)上升得較快C.實(shí)驗(yàn)中，通過溫度計(jì)示數(shù)的變化來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少D.將某一燒瓶中的煤油換成等質(zhì)量的水，可比較煤油和水的比熱容大小C5.用如圖所示的裝置探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，相同燒瓶內(nèi)裝滿了煤油。(1)燒瓶中裝入的煤油是________（填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）(2)請根據(jù)實(shí)物電路，在虛線框圖內(nèi)畫出對應(yīng)的電路圖。(3)為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng)______，通過R1的電流_______通過R2的電流。R2

R1絕緣體相等小于(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，說明_________