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(共22張PPT)
物理 滬粵版
九年級上冊
第十五章 電能與電功率
15.4 探究焦耳定律
新課引入
新課講授
隨堂練習(xí)
課堂小結(jié)
新課引入
周日，萌小牛同學(xué)的爸媽出門前叮囑他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸媽回來時，看到萌小牛在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機也沒打開，感覺很欣慰。但是，懂物理的媽媽用手摸了摸電視機后蓋后，就揭穿了萌小牛看了很久電視的謎底！
你知道這是為什么嗎？
學(xué)好物理很重要
（1）探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系：如圖甲所示，控制電流與通電時間相同，改變電路中的電阻。
新課講授
通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有關(guān)
知識點1
1.實驗猜想：通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻和導(dǎo)體中的電流大小有關(guān)。
2.實驗方法：控制變量法。
3.轉(zhuǎn)換法：電流通過用電器產(chǎn)生熱量的多少不易直接進行觀察比較，怎樣將它變成便于直接觀察比較的現(xiàn)象呢？用溫度計的示數(shù)變化表示熱量的多少。
（2）探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系：如圖乙所示，控制電阻與通電時間相同，改變電路中的電流。
（1）控制不變的量：電流、通電時間。
（2）實驗過程：選兩根阻值不同的電阻絲，兩個裝有初始溫度相同、等質(zhì)量煤油的玻璃瓶，連接好電路后，閉合開關(guān)，通電一段時間后，記錄兩個玻璃瓶內(nèi)煤油的溫度。
（3）實驗結(jié)論：當(dāng)電流、通電時間一定時，導(dǎo)體的電阻越大，煤油的溫度越高，表明導(dǎo)體的電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。
實驗裝置
實驗1：探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系
（1）控制不變的量：電阻、通電時間。
（2）實驗過程：取質(zhì)量、初始溫度與上述實驗相同的煤油，閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器，增大通過電阻絲的電流，通電時間與前次相同，記錄玻璃瓶內(nèi)煤油的溫度。
（3）實驗結(jié)論：當(dāng)電阻、通電時間一定時，通過導(dǎo)體的電流越大，煤油的溫度越高，表明導(dǎo)體的電流越大，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。
實驗2：探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系
實驗裝置
焦耳定律
知識點2
1.內(nèi)容：電流流過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時間成正比。
2.公式：Q=I 2Rt，適用于所有電路。
Q—熱量—單位為J
I—電流—單位為A
R—電阻—單位為Ω
t—通電時間—單位為s
考考你：電爐接入電路中時，電爐絲和導(dǎo)線中流過相同的電流，為什么電爐絲發(fā)熱可以燒水，而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱？
原因：導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電爐絲的電阻，產(chǎn)生的熱量少。
3.電功與電熱的關(guān)系
（1）純電阻電路 (只有電阻的電路)：電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以W = Q ，即UIt =I2Rt。
（2）非純電阻電路（如含電動機的電路）：電能只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如電流通過電動機做功時，大部分電能轉(zhuǎn)化為機械能。所以W > Q ，即UIt>I2Rt。
4.家用電器的多擋問題
家用電熱器正常工作時的電壓都是U=220 V ，由P=可知：
(1)當(dāng)電熱器接入電路的電阻R較小時，功率P較大，電熱器處于高擋位；
(2)當(dāng)電熱器接入電路的電阻R中等時，功率P中等，電熱器處于中擋位；
(3)當(dāng)電熱器接入電路的電阻R較大時，功率P較小，電熱器處于低擋位。
“雙擋”的控制開關(guān)
1.短路式：如圖所示，兩個電阻串聯(lián)，把開關(guān)與其中一個電阻并聯(lián)。U一定，
由P=可知，開關(guān)閉合時，電阻R短路，R總較小，P較大，為高溫?fù)酰婚_關(guān)斷開時，兩電阻串聯(lián)，R總較大，P較小，為低溫?fù)酢?br/>2.單刀雙擲式：如圖乙所示，主要工作電阻R0在干路上，一條支路用導(dǎo)線，一條支路連接附加電阻R。當(dāng)開關(guān)擲向附加電阻R的支路時，兩電阻串聯(lián)，此時為低溫?fù)酰划?dāng)開關(guān)擲向?qū)Ь€支路時，只有電阻R0工作，此時為高溫?fù)酢?br/>電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制
知識點3
1. 電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體會發(fā)熱的現(xiàn)象。
2. 電流熱效應(yīng)的應(yīng)用：電熨斗、電熱水壺、電吹風(fēng)、電飯煲、電爐、“小太陽”等。
通 電
電爐
小太陽
3. 電流熱效應(yīng)的控制：很多情況下，我們并不希望用電器的溫度過高，過多的電熱如果不能及時散失，會產(chǎn)生許多安全隱患。例如，電視機的后蓋有很多孔，就是為了通風(fēng)散熱；電腦運行時主板溫度會升高，需要用微型風(fēng)扇及時散熱，等等。
很多用電器在工作時，雖然也會將一部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但其目的并不是利用電熱，而主要是將電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能（如機械能等），這樣的用電器不是電熱器。例如，洗衣機和電風(fēng)扇工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為機械能；電視機工作時，主要將電能轉(zhuǎn)化為聲能和光能，它們都不是電熱器。
點撥
不是所有的用電器都是電熱器
課堂小結(jié)
隨堂練習(xí)1
A
隨堂練習(xí)2
已知一臺直流電動機線圈兩端的電壓為6 V，線圈的電阻為0.5 Ω，通過電動機線圈的電流為2 A，則該電動機正常工作5 min消耗的電能為________J；電動機此時的功率為________W；電流通過線圈產(chǎn)生的熱量為________J。
3 600
12
600
隨堂練習(xí)3
（湖北潛江中考）某款電熱杯有高、中、低三擋，簡化電路如圖所示，S1、S2不能同時閉合，R1的阻值為2.5 Ω。只閉合S3 時，電路中的電流為2 A。下列說法正確的是（ ）
A.電源電壓為10 V
B.只閉合S1、S3時，電熱杯處于低溫?fù)?br/>C.只閉合S3時，電熱杯工作1 min產(chǎn)生的熱量為600 J
D.加熱100 g 水，水溫由25 ℃升高到35 ℃，水吸收的熱量為420 J
C
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