18.4 焦耳定律 课件 (共21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4节 焦耳定律 1.知道什么是电流的热效应； 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 认识下面的用电器吗？给它们通电后它们有什么共同特点？ 新知导入 什么是电流的热效应 定义：电流通过导体时，电能转化成内能的现象，叫做电流的热效应。产生的热量叫做电热。 新知学习 知识点一：电流的热效应 电流通过导体时产生的热量跟哪些因素有关？ 思考一下 电流 通电时间 电阻 猜想：电热可能跟电流、电阻、通电时间有关。 实验原理：当电流通过电阻丝时，电流产生的热量会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。 实验探究：影响电流热效应的因素 实验方法：控制变量法 实验装置： 实验一 在通电电流和时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电阻的关系 实验结论：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。 实验现象：电阻较大的这边的液柱上升较高； 控制不变的量：I 相同，t 相同； 现象：右边的液面差大 5 Ω 5 Ω 5 Ω 实验二 在电阻和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电流的关系 控制不变的量：R 相同，t 相同； 实验现象：电流较大的这边的液柱上升较高； 实验结论：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 现象：右边的液面差大 5 Ω 5 Ω 5 Ω 实验三 在电流和电阻相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟时间的关系 控制不变的量：R 相同，I 相同； 实验现象：通电时间较长的这边的液柱上升较高； 实验结论：在电流、电阻相同时，通电时间长的电阻产生的热量多。 5 Ω 现象：液面差越来越大 在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 在通电时间、电阻相同的情况下，电流越大，产生的热量越多。 在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 实验总结 Q的单位：J I的单位：A R的单位：Ω t的单位：s 公式：Q =I2Rt 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 。 新知学习 知识点二：焦耳定律 1、当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 Q =W =UIt =I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2、当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 　W＞Q热 电能 内能+机械能 想一想：电功（W）和电热（Q）的关系 电炉通过导线接到电路中，流过导线的电流全部流过电炉丝，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等。但导线的电阻远小于电炉丝的电阻。 思考一下 为什么电炉丝热得发红而导线几乎不发热？ 根据焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同时间内，电炉丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。 Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J 【典例】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 答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。 解: I =　 =　　　= 0.6 A U R 36 V 60 Ω 电热的利用 电饭锅 电热毯 电熨斗 电热孵化器 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。 利用电流热效应工作的电器叫作电热器。电热器的主要组成部分是发热体-电阻丝。 新知学习 知识点三：电热的利用与防止 电热的防止 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运 ... ...