資源簡介

(共35張PPT)
物理 人教版
九年級全一冊
第十八章 電功率
第四節　焦耳定律
新課導入
生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現象產生。還能舉出其他例子嗎？
學習目標
1.知道電流熱效應的現象及能量的轉化。
2.通過探究影響電流熱效應的因素，理解焦耳定律的內容，能夠利用焦耳定律公式進行簡單的計算。
3.會利用焦耳定律解釋一些生活中簡單現象。
4.舉例說出生活中利用電熱的實例，了解電熱的危害和防止方法。
學習目標
教學重點：
焦耳定律、電流熱效應的應用、電熱的計算。
教學難點：
電熱大小的影響因素的猜想和實驗設計。
知識全解
知識點一 電流的熱效應
電流通過導體時電能轉化成內能，這種現象叫做電流的熱效應。
電熱水壺
電烤箱
電熱扇
知識全解
知識點一 電流的熱效應
常見電熱器：
電飯鍋
電烙鐵
電熱毯
電熨斗
知識全解
知識點一 電流的熱效應
練一練：
如圖所示的常見電器中，不是利用電流熱效應工作的是（　　）
B
A.電爐
B.電動機
C.電飯煲
D.電熨斗
知識全解
知識點一 電流的熱效應
電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發紅，而導線卻幾乎不發熱 電流通過導體時產生熱的多少跟什么因素有關
知識全解
知識點一 電流的熱效應
實驗一：探究電流通過導體時產生的熱量與電阻的關系
電阻串聯時電流相同。
U形管連接的容器加熱后，溫度升高，氣體膨脹，壓力變大，液面升高。
知識全解
知識點一 電流的熱效應
實驗一：探究電流通過導體時產生的熱量與電阻的關系
請回答：①看到了什么現象？②說明了什么結論？
現象：電流相同時，電阻大的一邊液面升得高，即升溫快。
結論：在電流和通電時間相同時，電阻越大產生的熱量越多。
知識全解
知識點一 電流的熱效應
實驗二：探究電流通過導體時產生的熱量與電流的關系
思考：1.此時哪個電流小？為什么？
2.并聯分流的電阻為什么要放在盒子外面？
不讓它產生的熱量影響盒內的溫度。
右邊的發熱器電流少，因為并聯的電阻分去一半的電流。
知識全解
知識點一 電流的熱效應
實驗二：探究電流通過導體時產生的熱量與電流的關系
跟蹤思考：看到了什么現象？說明了什么結論？
現象：電流大的液面升高快，即產生的熱量多。
結論：在電阻相同和時間相同時，通過的電流越大，產生的熱量越多。
知識全解
知識點一 電流的熱效應
實驗三：電流通過導體產生的熱量與通電時間的關系
跟蹤思考：看到了什么現象？說明了什么結論？
結論：在電流和電阻相同的情況下，通電時間越長，電阻產生的熱量也會越多。
最終可以得出：
電流越大， 電阻越大，通電時間越長，電流通過導體產生的熱量越多。
知識全解
知識點一 電流的熱效應
焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英國物理學家。用近40年的時間做了400多次實驗，研究熱和功的關系。通過大量的實驗，于1840年最先精確地確定了電流產生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。
焦 耳
知識全解
知識點二 焦耳定律
焦耳定律：
內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。
　　
公式：Q = I2Rt
單位：焦耳（J）
知識全解
知識點二 焦耳定律
練一練：
一根 60 Ω 的電阻絲接在 36 V的電源兩端，在 5 min內共產生多少熱量
知識全解
知識點二 焦耳定律
思考：
用電爐燒水時，電爐絲熱得發紅，而跟電爐絲連接著銅導線卻不怎么熱，這是為什么
電爐的電阻絲和銅導線是串聯在同一電路中的，所以通過的電流是相同的，時間也是相同的，根據焦耳定律Q=I2Rt可知，當兩導體中電流和通電時間均相同時，電流產生的熱量與導體的電阻成正比。由于電爐的電阻絲的電阻比銅導線的電阻大得多，所以電爐絲產生的熱量比銅導線要大得多。
知識全解
知識點二 焦耳定律
Q=I2Rt與W=UIt的區別
①在純電阻電路中，這兩個公式是通用的。
電能只轉化為內能
②在非純電阻電路中，W=UIt公式求得的是消耗的電能；Q=I2Rt公式求得的是在電路中轉化為內能的部分。即W＞Q
知識全解
知識點二 焦耳定律
想一想：
額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內產生的熱量越多。可是按照焦耳定律，電阻越大，單位時間內產生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事
前者說電阻越小，正常工作時單位時間內產生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內產生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。
知識全解
知識點三 電熱的利用和防止
1．電熱的利用
利用電熱孵化器孵小雞
用來加熱
電熱器的優點:
清潔衛生，沒有環境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調節溫度。
知識全解
知識點三 電熱的利用和防止
2．電熱的危害
很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機的后蓋有很多孔，為了通風散熱；電腦運行時要用微型風扇及時散熱等。
當堂練習
1.下列家用電器中，利用電流熱效應工作的是（　　）
A．手機
B．電暖氣
C．電冰箱
D．電風扇
B
當堂練習
解析　
A．手機是將電能主要轉化為光能，故A不符合題意；
B．電暖氣將電能轉化為內能，利用電流的熱效應工作的，故B符合題意；
C．電冰箱是利用電能轉化為機械能，讓壓縮機工作，故C不符合題意；
D．電風扇將電能轉化為機械能，故D不符合題意。
故選B。
當堂練習
2.一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時的電阻是1210Ω，在額定電壓下通電10min產生的熱量為（　　）
A．4×102J
B．2.4×104J
C．2.2×103J
D．1.32×105J
B
當堂練習
解析　
在額定電壓下通電10min電烙鐵產生的熱量
故選B。
當堂練習
3.一把電爐內有兩根相同的電阻絲，第一次將它們并聯接入電路，第二次把它們串聯接入同一電路，經過相同時間，則兩次電爐消耗電能之比為（ ）
A．1：4
B．4：1
C．2：1
D．1：2
B
當堂練習
解析　
兩根相同的電阻絲，設電阻為R,第一次將它們并聯接入電路，總電阻為 ；第二次將它們串聯接入同一電路，總電阻為2R，兩次接入同一電路，所以電源電壓相等，通電時間相同，由公式W＝ t可知：消耗電能與電阻成反比，電阻變為原來的4倍，熱量則變為原來的四分之一。故B正確，A、C、D錯誤。故選B。
當堂練習
4.某電加熱器工作時，與之相連的導線溫度過高。下列解決辦法中切實可行的是（　　）
A．減小通過用電器的電流
B．縮短用電器工作時間
C．換用更粗的導線與之相連
D．換用更短的導線與之相連
C
當堂練習
解析　
A．減小通過用電器的電流，那么加熱器的實際電壓就達不到額定電壓，實際功率就小于額定功率，加熱器不能正常工作，故A不符合題意；
B．縮短用電器工作時間，雖然可以減小電流流過導線所產生的熱量，但是工作時間縮短，電流流過電熱器所做的功也會減少，故B不符合題意；
C．換用更粗的導線后，導線的電阻變小，在電流、時間相同時，根據 ， 電流流過導線產生的熱量就少，溫度就不會過高，故C符合題意；
D．在實際的生產生活中，換用更短的導線不切合實際，故D不符合題意。
故選C。
當堂練習
5.如圖所示實驗裝置，若把電路接在3V的電源上，工作3min，則電流通過電阻R1產生的熱量為______J。
36
當堂練習
解析　
通過電阻R1的電流
電流通過電阻R1產生的熱量為
本課小結
焦耳定律
電流的熱效應：
電流通過導體時，電能轉化為熱的現象，叫電流的熱效應。
焦耳定律：
電熱的利用和防止：
要從通風、散熱等角度來有效地防止電熱的危害。
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