18.4 焦耳定律课件（共23页PPT） 2023-2024学年人教版物理九年级全一册

(课件网) 第十八章 第４节 焦耳定律 2 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。 开动脑筋 电流的热效应 电流的热效应的定义 电流通过导体时，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 你知道有哪些利用电流的热效应工作的用电器？ 电熨斗 电炉 电饭煲 吹风机 取暖器 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量的多少跟什么因素有关？ 探究电热的影响因素 提出问题 猜想与假设 电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。 与导体电阻大小有关 电炉丝通电的时间越长产生的热量越多。 与通电时间有关 在电路中大功率的电炉产生的热量更多，通过大功率电炉电流大。 与通过导体的电流有关 猜想：与电阻、电流、时间有关 电流的热效应与哪些因素有关 猜想：电流的热效应可能与导体的电阻和电流的大小有关。 实验1：探究电流的热效应与电阻的大小有关。 设计实验 1、当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用 什么方法去研究？ 2、在这个实验中，如何控制通过两段电阻的电流相同？ 3、如何比较两段电阻丝产生的热量的多少？ 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。 实验中，通过观察U行管中液面上升高度来比较电流产生的热量的多少。 实验结论 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 结论：在通电时间和电流大小相同的情况下，电阻的阻值越大产生的热量越多。 实验2：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 10 Ω R = 10 Ω R = 10 Ω 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。 10 Ω 10 Ω 10 Ω (3)研究通电时间对产生热量的影响 要研究通电时间对产生热量的影响,应该控 制　　　　和 不变,改变 　。 　 　　　　　　　 通电时间 电阻 电流 由生活经验知道，同一个电热器（电阻 一定），电流不变时，通电时间越长，产生 的热量越多。 　　 　　 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。 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。 在电流和电阻都相同的情况下，通电 时间越长，这个电阻产生的热量越多。 结论：电流通过导体产生的热量跟 、 、 有关。 电流 电阻 通电时间 焦耳定律 焦耳（James Prescott Joule， 1818—1889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。 12 焦耳定律 13 1．内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2．公式： Q = I2Rt Q———电热———焦 I ——— 电流 ———安 R ——— 电阻 ———欧 t ——— 时间 ———秒 3．单位： 焦耳（J） 一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V 的电源两端，在 5 min内共产生多少热量 I = U R 解： = 36V 60Ω = 0.6A Q = I2Rt = (0.6A)2×60W×300s = 6480J 已知电阻R、电压U、时间t，求产生的热量Q；求热量则利用公式Q = I2Rt ，而I未知，则先利用I = 求I U R 例题 想想议议: 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎矛盾，这是怎么回事 前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以 ... ...