人教版九年级下册物理教学课件-1-第4节 焦耳定律

人教版九年级下册物理教学课件-1-第4节 焦耳定律

4.焦耳定律 第六章 电功率 导入新课 小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电 视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打 开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就发现，小 明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？ 学习目标 1.认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。 2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通 电时间的定性关系。 3.知道电流热效应的利用与危害。 导入新课 电流的热效应一 讲授新课 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做 电流的热效应。 电烤箱 电烙铁电热水壶 生活中利用电流热效应的用电器 讲授新课 　　电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发 红，而导线却几乎不发热? 　　电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 观察与思考 讲授新课 ①可能与电阻有关。电阻越大，电流热效应越大。 电流的热效应与那些因素有关？ ②可能与电流有关。电流越大，电流热效应越大。 ③可能与通电时间有关。通电时间越长，电流热效应 越大。 讲授新课 思考 猜想与假设 实验装置实物图演示实验 讲授新课 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因 素有关 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量 就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀， 导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上 升。电流产生的热量越多，液面就会上 升得越高。我们可以通过管中液面上升 的高度比较电流产生的热量。 控制变量法 实验目的 实验方法 实验原理 讲授新课 实验1：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 　　在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大， 这个电阻产生的热量越多。 讲授新课 实验2：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5Ω R =5Ω I1 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个 电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 讲授新课 结论1：在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越 大，电流产生的热量越多。 结论2：在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电 流产生的热量越多。 结论3：在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越 长，电流产生的热量越多。 实验结论 讲授新课 1.内容： 电流通过导体产生的热量跟电 流的平方成正比，跟导体的电阻成 正比，跟通电时间成正比。 2.公式： Q = I2Rt 3.单位：焦耳（J） 焦耳定律二 电流 I 的单位：A 电阻 R 的单位：Ω 时间 t 的单位：s 热量 Q 的单位是：J 焦耳（1818-1889） 讲授新课 例1：一根60Ω 的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内 共产生多少热量？ 分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利 用焦耳定律公式计算电流产生的热量。 讲授新课 解：I = U R = 36V 60Ω =0.6A Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J 4.根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律 非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q) ∴Q = W = UIt = I2Rt 根据欧姆定律U = IR又∵W = UIt 若电流做的功全部用来产生热量即Q = W 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存 在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = 来计算热量。 U2 R t 讲授新课 纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt= =I2RtU2 R t 分析论证：电流热效应与电阻关系 1.在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出P= 。 这个式子表明：电流相等时，在一定时间内，导体产生 的热量跟电阻成 。 2.在并联电路中，由P=UI， ， 可以得出P= 。 R UI  这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生 的热量跟电阻成 。 I²R 正比 反比 U2 R 讲授新课 例2：某电动机上标有“220V，2A”它的线圈电阻为5 Ω， 当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产 生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少 的机械能？ 解：消耗的电能为: W总=UIt=220V×2A×60s=26400J 线圈中产生的热量为： Q=I2Rt=(2A)2×5 Ω×60s=120J 得到的机械能为： W机=W总－Q=26400J－120J=25200J 讲授新课 1.电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 　 电热器的优点：清洁卫生， 没有环境污染，热效率高，还可 以方便地控制和调节温度。 电流热效应的利用和危害三 讲授新课 　　很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如： 电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要 用微型风扇及时散热等等。 2.电热的危害 讲授新课 电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时 对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发 出的热散发掉。 （1）列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例 电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等 （2）列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害 而采取的措施 电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机 外壳有许多散热片 讲授新课 课堂小结 焦耳 定律 电流的 热效应 焦耳定律 特征：电流通过导体会发热 探究电流热效应跟哪些因素有关 表述：电流通过导体产生的热量跟电 流的平方成正比，跟导体的电阻成正 比，跟通电时间成正比。 公式： Q = I2Rt Q = I2Rt 的推导公式的应用 1.现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接 入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情 况是 （ ） A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断 2.将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W” 的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V 的电源上，在相同时间内，电流通过他们时发热功率最 大的是 （ ） A.电烙铁 B.充电器 C.电风扇 D.一样多 B A 随堂训练 3.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时 的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下 通电10min产生多少热量？ W401210 V220 22  ）（额 额 R UP解： 因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以 Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J 随堂训练 4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过 5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台 电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。 W101.160s J106.6 3 4  t Q t WP 44Ω(5A) J101.1 2 3 2  I PR 解： ∵ P=I2R ∴ 随堂训练