《184焦耳定律》贾.ppt

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1、人教版物理九年级第人教版物理九年级第18章第四节章第四节 上周六，我们学校小伟同学的妈妈出门前嘱咐他好好写作上周六，我们学校小伟同学的妈妈出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。妈妈回来时看到他在认真写作业，电视机也业，不要看电视。妈妈回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。没打开，很高兴。 可是可是 就发现，小伟就发现，小伟刚看过电视。刚看过电视。生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。用手一摸电视机后盖用手一摸电视机后盖烧水用管状电热器烧水用管状电热器热水器热水器饮水机饮水机电熨斗电熨斗电热器电热器电烤箱电烤箱加热器加热器电炉电

2、炉电流通过用电器电流通过用电器,伴随有热现象产生伴随有热现象产生一、电流的热效应一、电流的热效应 电电流流通过导体时通过导体时电能电能转化为转化为内能内能，这个现这个现象叫做象叫做电流的热效应电流的热效应。思考一下：上图中的用电器都有发热现思考一下：上图中的用电器都有发热现象，它们的热是从哪里来的呢？象，它们的热是从哪里来的呢？ 给电炉通电，电驴发热；断电，电炉停止发热。可见给电炉通电，电驴发热；断电，电炉停止发热。可见使用电炉时，使用电炉时，热量热量是由是由电能电能转化而来的。转化而来的。 电炉是我们生活中常见的用电器。刚刚通电的电炉丝电炉是我们生活中常见的用电器。刚刚通电的电炉丝并不热，而

3、过一会就烫手，但是与它相连的导线几乎不发并不热，而过一会就烫手，但是与它相连的导线几乎不发热热（电炉丝和电线中流过相同的电流）电炉丝和电线中流过相同的电流）。 问题1：提出问题： 电流通过导体时产生热的多少跟什么电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？因素有关？二、探究影响电流热效应的因素：n现象一：电炉丝通电能产生热。n猜想二：电阻丝产生的热量同通电时间有关。n猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关。n现象二：电阻丝通电的时间越长产生的热量越多。n事实：电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。n猜想一：电阻丝产生的热量同电流有关 猜想与假设猜想与假设 由于电流通过用电器所产生

4、热量的大小不易直接由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较，实验中怎样将它变为便于直接观察比进行观察比较，实验中怎样将它变为便于直接观察比较的现象呢？较的现象呢？转化法转化法想一想 议一议1、如何研究通电导体的电阻大小对产生热量的影响2、如何研究通电导体中电流大小对产生热量的影响3、如何研究导体的通电时间对产生热量的影响（1）、实验目的：）、实验目的：研究电流产生的热研究电流产生的热量与哪些因素有关量与哪些因素有关（2）实验原理：）实验原理：观察温度计示数（或观观察温度计示数（或观察煤油柱由于热膨胀在玻璃管里上升的察煤油柱由于热膨胀在玻璃管里上升的情况），比较电流通过导体产生的热

5、量。情况），比较电流通过导体产生的热量。（3）、观察对象：）、观察对象：温度计示数（或煤油柱温度计示数（或煤油柱上升的高度）上升的高度）（4）：探究方法：）：探究方法：控制变量法控制变量法设计实验、验证假设设计实验、验证假设(1)研究通电导体的电阻大小对产生热量的影响要研究电阻对产生热量多少的影响，应该要研究电阻对产生热量多少的影响，应该控制控制和和 不变，则可以让不变，则可以让两个阻值不同的电阻两个阻值不同的电阻 （串联并联）（串联并联）后接入电路。后接入电路。设计实验、验证假设设计实验、验证假设电流通电时间串联串联请同学们阅读课本请同学们阅读课本9999页页“演示演示”并看图并看图8.4-

6、28.4-2，了解实验装，了解实验装置及装置中用的器材，看一看你对该装置有什么质疑可以提置及装置中用的器材，看一看你对该装置有什么质疑可以提出来。出来。1、为什么实验中要用煤油？用水不行吗？、为什么实验中要用煤油？用水不行吗？用水也行，只不过加热时间要长些用水也行，只不过加热时间要长些,温度变化才温度变化才比较明显，才能从温度计上读出温度变化来。比较明显，才能从温度计上读出温度变化来。2、为什么是等量的煤油，不等量行吗？、为什么是等量的煤油，不等量行吗？只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度来讨论电流产生的热量。来讨论电流产生的热量。3、为什么要把铜丝

7、和镍铬合金丝串联，并联不行吗？、为什么要把铜丝和镍铬合金丝串联，并联不行吗？串联是为了使通过它们的电流相等，研究产生串联是为了使通过它们的电流相等，研究产生的热量跟电阻的关系，这也是的热量跟电阻的关系，这也是控制变量法控制变量法。 在烧瓶在烧瓶A中盛等量的煤油，温中盛等量的煤油，温度计显示煤油的温度烧瓶中是铜度计显示煤油的温度烧瓶中是铜丝，电阻较小，烧瓶中是镍铬合金丝，电阻较小，烧瓶中是镍铬合金丝，电阻较大两瓶中金属丝串联起丝，电阻较大两瓶中金属丝串联起来接到电源上通电一定时间后，比来接到电源上通电一定时间后，比较两瓶中煤油的温度变化较两瓶中煤油的温度变化条件：条件：等量煤油，等量煤油，电流相

8、同电流相同,时间相同时间相同等效电路等效电路: R: RA ARRB BRA RB连接实物图，并画出电路图连接实物图，并画出电路图AR1R2现象：现象：结论：结论：B瓶中电阻温度上升的多瓶中电阻温度上升的多电流电流和和通电时间通电时间相同时，相同时，电阻电阻越大，产生的热越大，产生的热量越多。量越多。条件：条件：通电时间相同，电阻相同，通电时间相同，电阻相同，分别通过大小不同的电流分别通过大小不同的电流现象：现象：电流大时，温度上升多电流大时，温度上升多在在电阻电阻相同，相同，通电时间通电时间相同，通电相同，通电电流电流越大，越大，产生热越多。产生热越多。结论：结论：人教版人教版18.4焦耳定

9、律焦耳定律全课全课flash.swf条件：条件：通相同电流，电阻相同，通相同电流，电阻相同，观察不同通电时间的现象观察不同通电时间的现象现象：现象：通电时间长的温度上升的多通电时间长的温度上升的多结论：结论：在在电阻电阻相同，通过相同，通过电流电流相同，相同，通电时间通电时间越长，产生热越多。越长，产生热越多。结论结论1. 在通电电流和通电时间相同的条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。件下，电阻越大，电流产生的热量越多。结论结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下，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。电流越大，电流产生的热量越多。 结论结论3

10、. 在通电电流和电阻相同的条件下，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。通电时间越长，电流产生的热量越多。实验结论（I与与t相同，相同，R越大，越大，Q越多越多）（ R与与t相同，相同，I越大，越大，Q越多）越多）（ R与与I相同，相同，t越大，越大，Q越多）越多）焦耳定律焦耳定律Q = I R t 热量热量 电流电流 电阻电阻 时间时间J A S公式：公式：意义：意义：单位：单位： 电流通过导体产生的热量跟电流通过导体产生的热量跟电电流的二次方成正比流的二次方成正比，跟导体的，跟导体的电电阻成正比阻成正比，跟，跟通电时间成正比通电时间成正比。 焦耳焦耳 (18181

11、889)三、焦耳定律：三、焦耳定律： 英国物理学家焦耳通过大量的实验，于英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。1.某导体的电阻是某导体的电阻是2，通过，通过2A的电流的电流时，时，10s产生多少热量产生多少热量？解：解：电流产生的热量为：电流产生的热量为： Q=I2Rt已知：已知：答：电流产生的热量为答：电流产生的热量为80J 。考考你：考考你：求：求：=80JI=2A R= 2 t=10sQ=(2A)2 2 10s2、一根、一根60的电阻丝接在的电阻

12、丝接在36V的电源的电源上上, 在在5min内共产生多少热量？内共产生多少热量？解：解：通过电阻丝的电流为：通过电阻丝的电流为：UI=_R=36V60=0.6A电流产生的热量为：电流产生的热量为： Q=I2Rt=6480J=(0.6)260560J焦耳定律的理论推导焦耳定律的理论推导 电流通过导体时，如果电流通过导体时，如果消耗电能消耗电能全部全部转化为转化为内能内能，而没，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就就等等于于消耗的电能消耗的电能W。即即: Q = W = Pt = UIt = IR It = I2Rt考考你：考考你

13、：电炉丝和导线通过的电炉丝和导线通过的电流相同电流相同。为什么电炉丝热的为什么电炉丝热的发红发红，而导线却几乎，而导线却几乎不发热不发热？原因原因：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。 思考思考: 电流通过电炉时的发热状况与通过电流通过电炉时的发热状况与通过电风扇时的一样吗电风扇时的一样吗?电流产生热量的其他表达式电流产生热量的其他表达式 2UURR电功和电热的关系电功和电热的关系（ W W 和和 Q Q 的关系）的关系） 在电热器电路在电热器电路 ( (只有电阻的电路只有电阻的电路) )中：（电能几乎中：（电能几乎全部转化为内能）全部转化为内能）

14、 在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）电能转化为机械能） 三、电热的利用和防止三、电热的利用和防止1、电热的利用：电热水器、电饭锅、电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。电熨斗、电孵化器等等。2、电热的防止：电视机后盖的散热窗、电热的防止：电视机后盖的散热窗、电脑主机里面的小电风扇等等。电脑主机里面的小电风扇等等。如：电熨斗、电烙铁、电炉等如：电熨斗、电烙铁、电炉等 电热器电热器:主要部分主要部分发热体发热体工作原理：工作原理：电流热效应电流热效应 用电来加热的设备用电来加热的设备电视机加电视机加散热窗散热

15、窗计算机、电动机等还要加计算机、电动机等还要加风扇风扇利用：利用：防止：防止：1.电流的热效应是电流通过导体时电流的热效应是电流通过导体时_转化成转化成_的现象。的现象。 电热器是利用电流的电热器是利用电流的_制成的加热设备。制成的加热设备。电能电能内能内能2.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持的实验中，应保持 _、_一定，用一定，用_改变电阻丝的电流。改变电阻丝的电流。3.一根一根100的电阻丝通过的电流是的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是，它的电功率是_W 通电通电1min时产生的热量是时产生的热量是_J。4.电阻电阻R1、R2串联在

16、电路中，串联在电路中，R1=4，R2=6，则，则P1:P2=_。 Q1:Q2=_。热效应热效应电阻电阻时间时间滑动变阻器滑动变阻器400240002:32:32、标有、标有“220V 800W”的电炉，接的电炉，接在在220V的电源上后，通过电炉的电的电源上后，通过电炉的电流为多少？通电流为多少？通电1小时，电炉上有小时，电炉上有多少多少J的电能转化为热？的电能转化为热？解：由解：由P=UI得得 I=PU=800W 220V=3.6AQ=Pt=800W3600s=2.88106J1h=3600s答：通过电炉的电流为答：通过电炉的电流为3.6A,通电通电1小时，小时，电炉上有电炉上有2.88106J的电能转化为热的电能转化为热3、有、有A、B两根电阻丝，电阻分别为两根电阻丝，电阻分别为RA=3，RB=2 ， 并联后接入电压并联后接入电压为为6V的电源上，这两根电阻丝上产生的电源上，这两根电阻丝上产生热时的总功率为多少？热时的总功率为多少？解法一：R总总=RARB RA+RB =323+2=1.2 P=U2R=(6V)2 1.2=30J 答：这两根电阻丝上产生热时的总功答：这两根电阻丝上产生热时的总功率为率为30J。