15.4 焦耳定律 课件(共20张PPT)2025-2026学年沪粤版九年级物理上册

(课件网) 第4节 焦耳定律 第十五章 电能与电功率 课程目标 1.了解焦耳定律，用焦耳定律说明生产、生活中的一些现象。 2.知道电流的热效应及其在实际中的应用与控制。 3.通过实验，探究通电导体放出的热量与哪些因素有关。在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法。 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。 请举例说明。 电烙铁 电流的热效应 一 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应 。 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 想想议议 猜想：产生的热量可能跟电流、电阻、通电时间有关。 转化法 控制变量法 通电导体产生的热量多少跟什么因素有关 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω 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1：研究电热与电阻关系 R1 =5Ω R2=10Ω 甲 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2：研究电热与电流关系 R1 = 5 Ω A R1 R’ S P R1 = 5 Ω t = 60 s R1 = 5 Ω t = 60 s 不足？ I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω I1 t = 60 s R1 = 5 Ω R1 = 5 Ω t = 120 s 实验3：研究电热与通电时间关系 在电流相同、电阻相同的情况下， 通电时间越长，电阻产生的热量越多。 通电导体产生的热量(电热)与导体的电阻、导体中的电流和通电时间的关系。 结论： 　　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(电热)与电流、电阻和通电时间的关系。 焦 耳 焦耳简介 　　1．内容： 电流通过导体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。 　　2．公式：Q = I2Rt 　　3．单位：焦耳（J） 焦耳定律 二 　　1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉等），当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 　　Q = W = UIt = I2Rt = Pt =　　 　　2．在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： W ＞Q 电能 内能+机械能 只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热 三、电能和电热关系 想一想 P= w t W=Pt P=UI } Q = W I= U R U=IR } P=I2R Q = I2Rt 怎样用电功率公式推导焦耳定律？ W = I2Rt } Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6480 J 　　例1：一根 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 6480 J 热量。 解: I =　 =　　　= 0.6 A U R 36 V 60 Ω 例2：有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？ 解：消耗的电能： W= UIt =220V×5A×600s=6.6×105J 电热Q = I2Rt =(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J 转化为的机械能： E机=W－Q=6.6×105J －7.5×104J =5.85×105J 答：电动机消耗的电能为6.6×105焦,产生的热量为7.5×104焦，有5.85×105焦电能转化为机械能。 （一）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。 四、电热的利用和防止 1.原理：利用电流的热效应来工作的。 2.核心部分：发热体，它是有电阻率大，熔点高的材料制成的 3.电热器的电热和电功的关系 因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以 电热Q=电功W 电热器 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 ... ...