九年級(jí)物理全冊(cè)15.4探究焦耳定律課件（新版）粵教滬版

1、檢測(cè)預(yù)習(xí)一 1.知道用電器產(chǎn)熱與電阻、電流的關(guān)系。 2、能夠設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)對(duì)電阻的產(chǎn)熱與電流、電壓、電阻三者的關(guān)系進(jìn)行驗(yàn)證，并會(huì)分析實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)得出結(jié)論。生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。請(qǐng)舉例說(shuō)明。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象叫做能，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)。電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)電流相同，為什么電爐絲熱電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)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)熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱? ?電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)? ?電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少

2、與什么因素有關(guān)? ?演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置R1 = 5 R2 = 10 A在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。多。觀察實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)焦耳（焦耳（James Prescott Joule，18181889），英國(guó)物理學(xué)家。用），英國(guó)物理學(xué)家。用近近 40 年的時(shí)間做了年的時(shí)間

3、做了 400 多次實(shí)驗(yàn)，多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過(guò)大量的實(shí)研究熱和功的關(guān)系。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，于驗(yàn)，于 1840 年最先精確地確定了電年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。時(shí)間的關(guān)系。1 1內(nèi)容：內(nèi)容： 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量熱量跟跟電流的電流的二次方二次方成正比，跟成正比，跟導(dǎo)體的電阻導(dǎo)體的電阻成正比，成正比，跟跟通電時(shí)間通電時(shí)間成正比。成正比。2 2公式：公式：3 3單位：?jiǎn)挝唬航苟ń苟↗ J）1在純電阻電路中（在純電阻電路中（如：電暖器，電飯鍋，如：電暖器，電飯鍋，電爐子等電爐子等），當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能全

4、部轉(zhuǎn)化為當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，這樣電內(nèi)能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，這樣電流產(chǎn)生的熱量流產(chǎn)生的熱量Q 就等于消耗的電能就等于消耗的電能W，即，即Q = W = UIt = I2Rt=Pt=2在非純電阻電路中在非純電阻電路中，如，如當(dāng)電扇工作時(shí)，消當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能： W WQ Q熱熱電能電能 內(nèi)能內(nèi)能+機(jī)械能機(jī)械能tRU2此時(shí)，只能用此時(shí)，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）（焦耳定律）來(lái)計(jì)算電熱來(lái)計(jì)算電熱Q = I2Rt =(0.6 A)260 W W300 s = 6 480 J 一

5、根一根 60 的電阻絲接在的電阻絲接在 36 V的電源兩的電源兩端，在端，在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?jī)?nèi)共產(chǎn)生多少熱量?答答: 在在 5 min 內(nèi)共產(chǎn)生內(nèi)共產(chǎn)生 6 480 J 熱量。熱量。解解: :I = = 0.6 AUR36 V60 有一電動(dòng)機(jī)，它正常工作時(shí)的電阻為5，電流為5A，正常工作的電壓為220V，通電10min，電動(dòng)機(jī)消耗的電能為多少？產(chǎn)生的熱量為多少？有多少電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能？解：消耗的電能：解：消耗的電能：W= UIt =220V5A600s=6.6105J 電熱電熱Q = I2Rt =(5A)25600s=7.5104J轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能：轉(zhuǎn)化為的機(jī)械能：E機(jī)機(jī)=WQ=6.

6、6105J 7.5104J=5.85105J答：電動(dòng)機(jī)消耗的電能為答：電動(dòng)機(jī)消耗的電能為6.66.6105105焦焦, ,產(chǎn)生的熱量為產(chǎn)生的熱量為7.57.5104104焦，有焦，有5.855.85105105焦電電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能焦電電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒切。９ぷ鲿r(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟桑娮柙酱?，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量按照焦耳定律，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事? ?答：前者說(shuō)電阻越小，

7、答：前者說(shuō)電阻越小，正常工作時(shí)正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說(shuō)，產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說(shuō)，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們?cè)趹?yīng)用公式是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。時(shí)應(yīng)該特別注意條件。檢測(cè)預(yù)習(xí)二 知道焦耳定律及公式，學(xué)會(huì)應(yīng)用公式進(jìn)行簡(jiǎn)單計(jì)算。知道多種用電器散熱方式。1.電熱的利用電熱的利用利用電熱孵化器孵小雞利用電熱孵化器孵小雞用來(lái)加熱用來(lái)加熱電熱器的優(yōu)點(diǎn)電熱器的優(yōu)點(diǎn): 清潔衛(wèi)清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率生，沒(méi)

8、有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。節(jié)溫度。1.原理：利用原理：利用來(lái)工作的。來(lái)工作的。2.核心部分：核心部分：它是有它是有的材料制成的的材料制成的3.電熱器的電熱和電功的關(guān)系電熱器的電熱和電功的關(guān)系因?yàn)殡姛崞髦邢牡碾娔苤挥脕?lái)發(fā)熱，所以因?yàn)殡姛崞髦邢牡碾娔苤挥脕?lái)發(fā)熱，所以很多情況下我們并不希望用電器的溫度過(guò)高。很多情況下我們并不希望用電器的溫度過(guò)高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。 電流的熱效應(yīng)有時(shí)對(duì)我們有益，我們利用它；有時(shí)對(duì)我們有

9、害，需要減少電流導(dǎo)致的發(fā)熱，或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。(1)列舉兩個(gè)生活或者生產(chǎn)中利用電流熱效應(yīng)的實(shí)例列舉兩個(gè)生活或者生產(chǎn)中利用電流熱效應(yīng)的實(shí)例電熱毯、電烙鐵、電飯鍋、電熱孵化器等電熱毯、電烙鐵、電飯鍋、電熱孵化器等(2)列舉兩個(gè)生活和生產(chǎn)中為防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生列舉兩個(gè)生活和生產(chǎn)中為防止電流熱效應(yīng)產(chǎn)生危害而采取的措施危害而采取的措施電腦主機(jī)有風(fēng)扇散熱電腦主機(jī)有風(fēng)扇散熱;電視機(jī)上的散熱窗、電動(dòng)機(jī)電視機(jī)上的散熱窗、電動(dòng)機(jī)外殼有許多散熱片外殼有許多散熱片焦耳定律焦耳定律的實(shí)驗(yàn)和的實(shí)驗(yàn)和內(nèi)容內(nèi)容電熱的利電熱的利用和危害用和危害1.某導(dǎo)體的電阻是2,通過(guò)2A的電流時(shí)，1min產(chǎn)生多少焦耳的熱量？若電流變

10、為原來(lái)的若電流變?yōu)樵瓉?lái)的2倍，其它條件不變，倍，其它條件不變，則電熱是原來(lái)的則電熱是原來(lái)的_倍倍42.一只額定功率是450w的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生多少熱量？解：電飯鍋是純電阻電路解：電飯鍋是純電阻電路所以，所以，Q=W=Pt=450W60s=27000J3.一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時(shí)的電阻是1210，它的額定功率有多大？在額定電壓下通電10min產(chǎn)生多少熱量？解：解：WVRU401210220P22W）（額額因?yàn)殡娎予F消耗的電能全部用來(lái)發(fā)熱，所以因?yàn)殡娎予F消耗的電能全部用來(lái)發(fā)熱，所以Q=W=Pt=40W1060s=24000J4.某校師生自制了一臺(tái)電烘箱

11、。電烘箱的電阻絲通過(guò)5A的電流時(shí)，每分鐘可產(chǎn)生6.6104J的熱量。求這臺(tái)電烘箱的電功率和電阻絲工作時(shí)的電阻。W101 . 1s60J106 . 6tQtWP34解：解： P=I2RW44)A5(J101 . 1IPR2326.在家庭電路中，有時(shí)導(dǎo)線長(zhǎng)度不夠，需要把兩根連接起來(lái)，而連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災(zāi)。這是為什么？ 根據(jù)公式根據(jù)公式P=I2R可知，在電流相等時(shí)，電阻可知，在電流相等時(shí)，電阻越大，電功率越大。導(dǎo)線相互連接的位置接觸電越大，電功率越大。導(dǎo)線相互連接的位置接觸電阻比較大，因而電能轉(zhuǎn)化為熱的功率也較大，造阻比較大，因而電能轉(zhuǎn)化為熱的功率也較大，造成此處比別處更容