初中物理-教科版-九年級上-第六章-第三節(jié)-焦耳定律課件

6.37/22/202317/22/20232感受生活……電流的熱效應(yīng)電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體就要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。思考？ 產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)呢?7/22/20233提出問題電流通過電熱器所產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān)？科學(xué)探究的過程猜想依據(jù)合理猜測實驗驗證制定計劃得出結(jié)論交流討論7/22/20234燙手不燙手why？合理猜測7/22/20235現(xiàn)象：電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？根據(jù)此現(xiàn)象，你能提出什么問題？why？6著火了！why？合理猜測7/22/20237燙手不燙手跟電流有關(guān)跟電阻有關(guān)跟時間有關(guān)返回合理猜測7/22/20238探究實驗：實驗方法：

實驗?zāi)康模貉芯侩娏魍ㄟ^導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q跟電流大小I，電阻R和通電時間t的關(guān)系。設(shè)計實驗：1、如何在實驗中展示出電流產(chǎn)生的熱量Q的多少？2、如何控制電流大小I相同？3、如何控制電阻R的大小不變？4、通電時間t比較好控制?？刂谱兞糠ㄌ骄侩娏鞯臒嵝?yīng)跟哪些因素有關(guān)

？制定計劃7/22/20239電流通過導(dǎo)體產(chǎn)熱,其中所產(chǎn)生的熱量既看不見也摸不著，如何測量呢？既看不見也摸不著的科學(xué)量既看得見也能測量的科學(xué)量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化讓電流產(chǎn)生的熱量被氣體吸收，通過觀察氣體的熱膨脹（觀察玻璃管內(nèi)的水柱升降或者溫度計示數(shù)大?。﹣頊y量。觀察電熱的方法：（轉(zhuǎn)化法）7/22/202310觀察電熱的方法：方法二電熱絲發(fā)熱，點燃火柴方法三電熱絲發(fā)熱使煤油升溫而膨脹（轉(zhuǎn)化法）7/22/202311控制I、R、t1、如何控制電流相同？讓電阻串聯(lián)2、如何控制電阻大小相同？用2個相同的電阻

返回7/22/202312演示電阻絲結(jié)論：

在電流、通電時間相同時，阻值

大

的電阻產(chǎn)生的熱量多。探究一：產(chǎn)熱多少與電阻大小的關(guān)系實驗驗證7/22/202313演示電阻絲結(jié)論：

在電流、電阻相同時，通電時間

長

的產(chǎn)生的熱量多。探究二：電熱多少與通電時間的關(guān)系實驗驗證7/22/202314演示電阻絲結(jié)論：

在通電時間、電阻相同時，電流越

大

的產(chǎn)生的熱量多。探究三：產(chǎn)熱多少與電流大小的關(guān)系返回實驗驗證7/22/202315利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．兩瓶煤油中溫度計可以顯示煤油的溫度．（1）根據(jù)控制變量法的研究思想，應(yīng)該使這兩個燒瓶中煤油的質(zhì)量

．（2）實驗中，發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計的示數(shù)升高的快．這表明：在

和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越

，電流產(chǎn)生的熱量越

。BA電熱的影響因素相等電流大多7/22/202316RR研究電熱與I的關(guān)系，那么就要控制和通電時間不變。所以就設(shè)計以上的電路，用了相同的電熱絲來保證電阻相同。那么怎樣使并聯(lián)的兩個電阻電流不同呢？。最后發(fā)現(xiàn)：電流大的那個支路，煤油的示數(shù)上升的快。所以表明在電阻和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電流越

，電流產(chǎn)生的熱量越

。RR電阻移動滑動變阻器的滑片大多7/22/2023171、為什么選用煤油，而沒有用水？（）實驗中，幾個重要的問題，你能回答出來嗎？3、通過什么樣的連接方式可以使阻值不同的電阻絲保持相同的電流？2、本實驗電流產(chǎn)生熱量的多少是通過什么方式來表明的？A．因為煤油有顏色便于觀察B．因為煤油有比較大的熱值C．因為煤油有比較小的密度D．因為煤油有比較小的比熱容D7/22/202318在通電電流和通電時間相同時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.

在電阻和通電時間相同時，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.

進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比.在通電電流和電阻相同時，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.123實驗分析7/22/2023191.內(nèi)容：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，跟通電時間成正比.

2.公式：

Q=I2Rt3.單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦.注意：熱量跟電流的平方成正比，若通過一個用電器的電流增加到3倍時，它產(chǎn)生的熱量增大到

倍9英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實驗，于1840年最先精確地確定電熱跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系，即焦耳定律.

得出結(jié)論7/22/202320根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律.

純電阻電路：W=Q=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt非純電阻電路：W＞Q(W＝UIt=W其他＋Q)焦耳定律適用于任何用電器的熱量計算，對只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用Q=W=UIt=Pt=U2t/R

來計算熱量.∴Q=W=UIt=I2Rt又∵W=UIt

若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即Q=W

注意：返回得出結(jié)論7/22/202321前面兩個現(xiàn)象的解釋1第一個為什么燈泡和導(dǎo)線是串聯(lián)，燈泡的電阻大比導(dǎo)線的電阻大第二個為什么干路的電流等于各個支路的電流之和2燙手不燙手交流討論7/22/202322電熱的應(yīng)用1.電熱器:

利用電流做功將

能轉(zhuǎn)換為

能的裝置.2.電熱器的原理:

利用電流的

制成的加熱設(shè)備。電熱器主要組成部分是

。它是由電阻率

。熔點

的合金絲制成的加熱設(shè)備。電內(nèi)熱效應(yīng)發(fā)熱體大高7/22/202323常見的電熱的應(yīng)用電爐電熱毯熱得快電熱水壺電暖氣電熨斗7/22/202324電流熱效應(yīng)的利用制電熱器（要求電熱絲材料電阻率大、熔點高）制白熾燈制保險絲（要求保險絲材料電阻率大、熔點低）7/22/202325電熱的預(yù)防計算機(jī)顯示器的散熱孔計算機(jī)CPU的散熱風(fēng)扇7/22/202326電熱的預(yù)防無用的電流熱效應(yīng)應(yīng)盡量減少導(dǎo)線上的熱損耗應(yīng)盡量減少。家用導(dǎo)線一般用電阻率很小的銅或者鋁導(dǎo)線電路板中，用銅箔或者銀箔做導(dǎo)線，減小電阻。高壓導(dǎo)線又都是采用升高電壓減少電流的方法來減少熱損耗。有些電器加裝風(fēng)扇或者散熱片、散熱孔。7/22/202327使用常識：防火災(zāi)----勿將空調(diào)靠近窗簾

7/22/202328【練習(xí)1】：某電熱器電阻絲的電阻是2歐，當(dāng)1安的電流通過時，1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？

解：Q=I2Rt=(1A)2×2Ω×60S=120J7/22/202329

【練習(xí)2】：為了研究溫度對種子發(fā)芽的影響,課外活動小組要做一只電烘箱,要求在10min內(nèi)產(chǎn)生6×104J的熱量,接用的是家庭電路,請計算一下這只電烘箱電熱絲的電阻是多少?

【練習(xí)3】：標(biāo)有“220V100W”的白熾燈正常工作時,在1min內(nèi)將產(chǎn)生多少熱量?將消耗多少電能?若接在55V的電路中呢?7/22/202330【練習(xí)4】：兩個電熱器的電阻之比為4︰3，通過相同的電流，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為_____；若兩個電熱器的電阻相同，通過的電流強(qiáng)度為1︰3，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為______。4︰31︰97/22/202331當(dāng)0.2安的電流通過一金屬線時產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過的電流增加到0.4安時，在相同的時間內(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B【練習(xí)5】：7/22/2023326、一電動機(jī)線圈的電阻為1Ω，線圈兩端所加電壓為2V時，電流為1A，電動機(jī)正常工作。（1）電動機(jī)正常工作時的能量轉(zhuǎn)化？（2）電動機(jī)正常工作1min所產(chǎn)生的電能為多少J？（3）電動機(jī)正常工作1min所產(chǎn)生的電熱為多少J？（4）電動機(jī)正常工作1min所提供的機(jī)械能為多少？（5）如果想讓電動機(jī)的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可以怎樣實施？Q=UIt【定義式】導(dǎo)出式：歐姆定律代換法U2RtW=對于非純電阻電路：計算電熱只有一個公式：Q=I2Rt

計算電能只有一個公式：W=UIt

計算機(jī)械能只有一個公式：W機(jī)械=W—Q×非純電阻電路的電熱（Q）計算：Q<W【電能少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能】××Q=Pt×7/22/2023337、如圖所示，電源電壓220伏，R是電烙鐵，標(biāo)有“220V，40W”字樣；L是電燈泡，標(biāo)有“PZ220—40”字樣.當(dāng)開關(guān)S閉合時，電烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是______焦，當(dāng)開關(guān)S斷開時，電烙鐵的實際功率是__瓦；開關(guān)S斷開后，整個電路工作__小時消耗1千瓦時電能.7/22/2023348、如圖是一個電熱毯的簡化電路圖，電源電壓為220V，R1是發(fā)熱電阻，R2是阻值為616Ω的分壓電阻，S是控制電熱毯工作狀態(tài)的開關(guān)。S轉(zhuǎn)到觸點1為斷開狀態(tài)；S轉(zhuǎn)到觸點2為低溫狀態(tài)；S轉(zhuǎn)到觸點3為高溫狀態(tài)，此時功率為100W。求：（l）當(dāng)開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點3時。電熱毯的發(fā)熱電阻R1是多少Ω？（2）當(dāng)開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點2時，通過電路的電流是多少安？發(fā)熱電阻R1消耗的功率是多少瓦特？7/22/2023359、CFXB型“220V1100W”電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫?zé)蠛蜖F飯、保溫兩擋，通過單刀雙擲開關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié)，R0為電熱絲．當(dāng)開關(guān)S接高溫?zé)髶鯐r，電路的功率為1100W，當(dāng)開關(guān)S接燜飯、保溫?fù)鯐r，電路的總功率為22W．（1）電飯煲在高溫?zé)髶鯐r，開關(guān)S應(yīng)與哪個觸點連接？（2）電熱絲R0的阻值多大？（3）當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時電路中的電流多大？燜飯、保溫10min，電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為多少？7/22/202336

焦耳在1818年12月24日生于英國曼徹斯特，他的父親是一個釀酒廠主.焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規(guī)的教育。青年時期，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)了數(shù)學(xué)、哲學(xué)和化學(xué)，這些知識為焦耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ).1840年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測量不同電流強(qiáng)度和電阻時的水溫.通過這一實驗，他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比.四年之后，俄國物理學(xué)家楞次公布了他的大量實驗結(jié)果，從而進(jìn)一步驗證了焦耳關(guān)于電流熱效應(yīng)之結(jié)論的正確性.因此，該定律稱為焦耳—楞次定律.焦耳活到了七十一歲.1889年10月11日，焦耳在索福特逝世.后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳.