九年級物理上冊焦耳定律

1、 問題1： 電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐 絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱? ? 電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因 素有關(guān)? ? 第1頁/共36頁 問題2： 假如在照明電路中接入大功率的電假如在照明電路中接入大功率的電 爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞爐，電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞 它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。這又它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。這又 是為什么？是為什么？ 第2頁/共36頁 什么是電流的熱效應(yīng)？ 導(dǎo)體中有電流通過的時候，導(dǎo)體要 發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 你能列舉生活中利用電流的熱效應(yīng) 的例子嗎？ 第3頁/共36頁 電流熱效應(yīng)的應(yīng)用 第4頁/共36頁 電流產(chǎn)生的熱量跟那些因

2、素有 關(guān)呢？ 第5頁/共36頁 進行猜想、提出假設(shè) 第6頁/共36頁 電流產(chǎn)生的熱量跟那些因素有 關(guān)呢？ 電流產(chǎn)生的熱量可能與電流的大 小、導(dǎo)體電阻的大小以及通電時間的 長短有關(guān)。 這個猜想是否正確呢？ 第7頁/共36頁 設(shè)計實驗、驗證假設(shè) 第8頁/共36頁 請同學(xué)們思考一下研究的方法 在三個因素中先固定兩個因素， 改變第三個因素，觀察導(dǎo)體放出 的熱量與這個因素有什么關(guān)系， 這種方法叫做控制變量法。 第9頁/共36頁 焦耳定律演示實驗 第10頁/共36頁 實驗1：研究電熱與電阻關(guān)系 R1 = 5 R2 = 10 A 在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻 越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。 第11

3、頁/共36頁 實驗2：研究電熱與電流關(guān)系 I = 2I1 I A R = 5 R = 5 R = 5 I1 在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過 一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越 多。 第12頁/共36頁 歸納總結(jié)、得出結(jié)論 第13頁/共36頁 結(jié)論1. 在通電電流和通電時間相同的條 件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 結(jié)論2. 在電阻和通電時間相同的條件下， 電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 結(jié)論3. 在通電電流和電阻相同的條件下， 通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。 實驗結(jié)論 第14頁/共36頁 焦耳（James Prescott Joule， 18181889），英國物理學(xué)家。

4、用 近 40 年的時間做了 400 多次實驗， 研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實 驗，于 1840 年最先精確地確定了電 流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電 時間的關(guān)系。 第15頁/共36頁 焦耳定律 內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量 跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的 電阻成正比，跟通電時間成正比。 公式：Q=I2Rt 單位：I安，R歐，t秒， Q焦 第16頁/共36頁 根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo) 焦耳定律 若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量 即 Q=W 又 WUIt 根據(jù)歐姆定律 U=IR Q=W=UIt=I2Rt 第17頁/共36頁 范 例 分 析 第18頁/共36頁 【例題】一根60歐的電阻絲接 在36伏的

5、電源上，在5分鐘內(nèi)共 產(chǎn)生多少熱量？ 【解】 第19頁/共36頁 課 堂 討 論 第20頁/共36頁 問題1. 課文前面“？”中為什么 “覺察不出和燈相連的電線發(fā) 熱”？ 分析：因為電線和燈串聯(lián)，通過它們的 電流是一樣大，又因為燈的電阻比電線 的大得多，所以根據(jù)焦耳定律QI2Rt 可知，在相同時間內(nèi)電流通過燈產(chǎn)生的 熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大得多。因 此，燈泡熱量發(fā)光，而電線卻感覺不到 熱。 第21頁/共36頁 問題2. 課文前面“？”中的和電 爐相連的電線為什么顯著發(fā)熱？ 分析：照明電路的電壓是一定的，由P=UI可知， 電路中接入大功率電爐時，通過的電流大，在電線 的電阻相同的情況下，跟電爐

6、相連的電線中通過的 電流比跟燈泡相連的電線中通過的電流大得多。所 以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同的時間內(nèi)，電 流通過跟電爐相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過跟燈泡 相連的電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟電爐相連的 電線顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起 火災(zāi)。 第22頁/共36頁 反 饋 練 習(xí) 第23頁/共36頁 1.電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量 跟成正比， 跟成正比， 跟成正比。 電流的平方 導(dǎo)體的電阻 通電時間 第24頁/共36頁 2. 兩個電熱器的電阻之比為43， 通過相同的電流，在相等的時間里 產(chǎn)生的熱量之比為_；若兩個 電熱器的電阻相同，通過的電流強 度為13，在相等的時間里產(chǎn)生的 熱

7、量之比為_。 43 19 第25頁/共36頁 3當(dāng)0.2安的電流通過一金屬線時產(chǎn) 生的熱量為Q1，若使通過的電流增加 到0.4安時，在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱 量為Q2，那么Q2是Q1的（ ） A. 2倍B. 4倍C. 0.25倍D. 0.5倍 B 第26頁/共36頁 4.一只“220V45W”的電烙鐵， 在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn) 生的熱量是多少？你能用幾種 方法解此題？ 第27頁/共36頁 想 想 議 議 我們知道，額定電壓相同的燈泡， 額定功率越大，電阻越小，單位時 間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战?耳定律，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn) 生的熱量越多。二者似乎有矛盾， 這是怎么回事？ 第28頁/共3

8、6頁 再 見 第29頁/共36頁 電流熱效應(yīng)的應(yīng)用 第30頁/共36頁 進行猜想、提出假設(shè) 第31頁/共36頁 實驗2：研究電熱與電流關(guān)系 I = 2I1 I A R = 5 R = 5 R = 5 I1 在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過 一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越 多。 第32頁/共36頁 【例題】一根60歐的電阻絲接 在36伏的電源上，在5分鐘內(nèi)共 產(chǎn)生多少熱量？ 【解】 第33頁/共36頁 問題1. 課文前面“？”中為什么 “覺察不出和燈相連的電線發(fā) 熱”？ 分析：因為電線和燈串聯(lián)，通過它們的 電流是一樣大，又因為燈的電阻比電線 的大得多，所以根據(jù)焦耳定律QI2Rt 可知，在相同時間內(nèi)電流通過燈產(chǎn)生的 熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大得多。因 此，燈泡熱量發(fā)光，而電線卻感覺不到 熱。 第34頁/共36