18.4 焦耳定律 课件 (共22张PPT) 2024-2025学年物理人教版九年级全一册

(课件网) 第十八章 电功率 第3节 焦耳定律 1.知道电流的热效应。 2.通过实验探究，知道电流的热效应与什么因素有关，并知道焦耳定律。 3.通过生活中利用电热的实例，知道电热的利用与危害。 学习目标 你知道发光小灯泡灯丝发热的原因吗？ 新课导入 电烤箱 电取暖器 电热水器 电流通过灯泡的灯丝时，灯丝变得灼热而发光，这种电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。 利用电流的热效应工作的电器叫作电热器。 新知学习 知识点一：电流的热效应 1、导线和电熨斗串联，一段时间后电熨斗很热而导线不热 2、在照明电路中接入大功率电炉，电线将显著发热，可能烧坏绝缘皮，甚至引起火灾 3、风扇使用较长时间后内部被烧毁 电流的热效应与哪些因素有关？ 电阻 R 电流 I 时间t 实验探究：影响电流热效应的因素 【猜想】 研究电流的热效应跟哪些因素有关 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使密封容器中的空气温度升高、体积膨胀，U型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。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。 控制变量法、转换法 【实验目的】 【实验方法】 【实验原理】 要点提示： （1）转换法的应用：通过U形管液面高度的变化反映产生电热的多少。 （2）控制变量法的应用： ①探究电流与通电电流大小的关系，控制电热丝阻值和通电时间相同，改变通过两电热丝的电流大小； ②探究电热与电阻的关系，控制通过电热丝的电流和通电时间相同，选择两个电阻不同的电热丝； ③探究电热与通电时间的关系，控制电热丝的阻值和通过的电流相同，改变通电时间的长短。 实验1：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 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。 实验2：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 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。 实验结论： 电流通过导体时产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 实验3：电热与通电时间的关系 在电阻阻值和电流大小相同的条件下，通电时间越长，电阻产生的热量越 。 多 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，这个规律叫做焦耳定律。 2、公式：Q = I2Rt 3、单位： I—A R—Ω t—s Q—J 知识点二：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。 焦 耳 电能和电热的联系 ①当电流通过某些用电器时，电能全部转化为了内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即Q＝W。 电能全部转化为了内能 Q＝W Q＝I2Rt W＝UIt U＝IR ②当电流通过某些用电器时，电能主要转化为其他形式得能量， 只有少部分转化为内能，即Q＜W。 W总＝UIt =W机械能+Q热量 (1)焦耳定律适用于一切电路。 (2)只有在纯电阻电路中，消耗的电能完全转化为内能，即Q＝W，如电烙铁、电热毯等。 (3)在非纯电阻电路中，电流做的功分为两部分，即电能转化为内能和其他形式的能，此时Q＜W，如电动机电路、电池充电等。 【小结】 1.电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 知识点三：电热的利用和防止 电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用了电流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要部分是发热体。 很多情况下我们并不希望用电器的温度 ... ...