教科版九年級(jí)上冊(cè)物理課件 第六章 電功率第3節(jié) 焦耳定律

1、第六章 電功率第3節(jié) 焦耳定律l 1. .電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)。l 2. .焦耳定律焦耳定律( (公式法：公式法：QI2Rt) )l 3. .電熱的利用和防止。電熱的利用和防止。 點(diǎn)亮的燈泡點(diǎn)亮的燈泡過一會(huì)兒會(huì)燙手，過一會(huì)兒會(huì)燙手，說明什么？說明什么？導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不很熱？說明什么？并不很熱？說明什么？電烤箱電烤箱這些常見家用電器的共同特點(diǎn)？這些常見家用電器的共同特點(diǎn)？電取暖器電取暖器電熱水器電熱水器一、電流的熱效應(yīng)定義：電流通過導(dǎo)體時(shí)，定義：電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能電能要要轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化為為熱能熱能，這個(gè)現(xiàn)象叫，這個(gè)現(xiàn)象叫電流的

2、熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)。1. .利用電流的熱效應(yīng)工作的電器叫作電熱器。利用電流的熱效應(yīng)工作的電器叫作電熱器。2. .電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成的。熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制成的。電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？猜想：猜想： 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 討論討論1：當(dāng)一個(gè)物理量被猜測(cè)與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)該用什么方法去：當(dāng)一個(gè)物理量被猜測(cè)與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)該用什么方法去研究？研究？ （控制變量法）（控制變量法） 討論討論2：實(shí)驗(yàn)中通過觀察什么現(xiàn)象來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少？：實(shí)驗(yàn)中

3、通過觀察什么現(xiàn)象來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少？這種研究方法叫什么法？這種研究方法叫什么法？（轉(zhuǎn)換法）（轉(zhuǎn)換法）當(dāng)電流通過電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的空氣溫度升當(dāng)電流通過電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹，導(dǎo)管里面原來一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升。電流產(chǎn)高、體積膨脹，導(dǎo)管里面原來一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會(huì)上升得越高。生的熱量越多，液面就會(huì)上升得越高。實(shí)驗(yàn)中，通過觀察實(shí)驗(yàn)中，通過觀察_ _ _ _ _來比較電流產(chǎn)生的熱來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。量的多少。 實(shí)實(shí)驗(yàn)驗(yàn)裝裝置置管中液面上升的高度管中液面上升的高度例典例分析實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系

4、：研究電熱與電阻關(guān)系R1 = 5 R2 = 10 A控制不變的量是：控制不變的量是：電流通電時(shí)間電流通電時(shí)間現(xiàn)象：現(xiàn)象：電阻較大的這邊的液柱上升較高。電阻較大的這邊的液柱上升較高。結(jié)論：結(jié)論：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)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。生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系：研究電熱與電流關(guān)系I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1控制不變的量是：控制不變的量是：電阻通電時(shí)間電阻通電時(shí)間現(xiàn)象：現(xiàn)象：電流較大的這邊的液柱上升較高。電流較大的這邊的液柱上升較高。結(jié)論：結(jié)論：在電阻相同、通電時(shí)間相同

5、的情況下，通過一個(gè)電阻的電流越在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。點(diǎn)擊畫面點(diǎn)擊畫面播放動(dòng)畫播放動(dòng)畫用如圖所示的裝置做用如圖所示的裝置做“探究電流相同時(shí)，探究電流相同時(shí)， 通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系量與電阻大小的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)。（甲、乙是完全相同的密閉容器，的實(shí)驗(yàn)。（甲、乙是完全相同的密閉容器，閉合開關(guān)前，閉合開關(guān)前，A、B 兩兩U 形管內(nèi)液面相平）形管內(nèi)液面相平） （1）由于電流產(chǎn)生的熱量不易直接測(cè)量，因此在實(shí)驗(yàn)中是通）由于電流產(chǎn)生的熱量不易直接測(cè)量，因此在實(shí)驗(yàn)中是通過觀察過觀察 U形管中液面的形管

6、中液面的 來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的來顯示甲、乙容器內(nèi)空氣溫度的變化，這里采用的探究方法是變化，這里采用的探究方法是 。（2）通過對(duì)比觀察，）通過對(duì)比觀察， （ 填填“甲甲” ” 或或“乙乙”）容器中）容器中導(dǎo)體的電阻產(chǎn)生的熱量較多。由此可知，在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻產(chǎn)生的熱量較多。由此可知，在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越電阻越 ，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。高度變化高度變化轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法乙乙大大例典例分析焦耳（焦耳（James Prescott Joule，18181889），英國物理學(xué)家。用近），英國物理學(xué)家。用近 40 年的時(shí)間年的時(shí)間做了做了 400 多次實(shí)驗(yàn)，

7、研究熱和功的關(guān)系。多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實(shí)驗(yàn)，于通過大量的實(shí)驗(yàn)，于 1840 年最先精確地確年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電定了電流產(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。二、焦耳定律焦耳定律焦耳定律定義：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟定義：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比電流的二次方成正比，跟，跟導(dǎo)體的導(dǎo)體的電阻成正比電阻成正比，跟，跟通電時(shí)間成正比通電時(shí)間成正比。Q = I R t 熱量熱量 電流電流 電阻電阻 時(shí)間時(shí)間J A S公式：公式：意義：意義：?jiǎn)挝唬簡(jiǎn)挝唬?如圖所示的是晨晨同學(xué)探究焦耳定律的部分實(shí)驗(yàn)裝置。已知如圖所示的是晨晨同學(xué)探

8、究焦耳定律的部分實(shí)驗(yàn)裝置。已知R 甲甲=5 ，R 乙乙=10 ，在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小，在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將兩電阻絲串聯(lián)在電路中。若電路中的電流為的關(guān)系時(shí)，應(yīng)將兩電阻絲串聯(lián)在電路中。若電路中的電流為0.3 A， 則甲電阻絲在則甲電阻絲在 1 min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量為內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 J。27例典例分析小小辯論會(huì)：小小辯論會(huì)：辯題：電熱是有利的還是有害的？辯題：電熱是有利的還是有害的？ ( (正方觀點(diǎn)：有利的。反方觀點(diǎn)：有害的。正方觀點(diǎn)：有利的。反方觀點(diǎn)：有害的。) )要求：請(qǐng)正反雙方舉例支持自己的觀點(diǎn)。要求：請(qǐng)正反雙方舉例支持自己的觀點(diǎn)。限時(shí)一分鐘。

9、限時(shí)一分鐘。三、電熱的利用和防止1. .電熱的利用電熱的利用電飯鍋電飯鍋電烙鐵電烙鐵熱得快熱得快電熱毯電熱毯電熨斗電熨斗電熱孵化器電熱孵化器電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。便地控制和調(diào)節(jié)溫度。2. .防止電熱的危害防止電熱的危害很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。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。型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。缺點(diǎn)：浪費(fèi)電能，電線老化，影響用電器使用

10、壽命。缺點(diǎn)：浪費(fèi)電能，電線老化，影響用電器使用壽命。下列情況中不屬于防止電熱危害的是（下列情況中不屬于防止電熱危害的是（ ）A. .電視機(jī)的后蓋有許多孔電視機(jī)的后蓋有許多孔B. .電腦機(jī)箱內(nèi)有小風(fēng)扇電腦機(jī)箱內(nèi)有小風(fēng)扇C. .電動(dòng)機(jī)外殼有許多散熱片電動(dòng)機(jī)外殼有許多散熱片D. .家電長(zhǎng)時(shí)間停用，隔一段時(shí)間應(yīng)通電一次家電長(zhǎng)時(shí)間停用，隔一段時(shí)間應(yīng)通電一次解析：電視機(jī)后蓋的散熱孔，電腦機(jī)箱內(nèi)的小風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)解析：電視機(jī)后蓋的散熱孔，電腦機(jī)箱內(nèi)的小風(fēng)扇，電動(dòng)機(jī)外殼的散熱片，外殼的散熱片， 都可以加速散熱，從而防止電熱的危害。家電長(zhǎng)都可以加速散熱，從而防止電熱的危害。家電長(zhǎng)時(shí)間停用，隔一段時(shí)間通電一次，是利

11、用電熱驅(qū)潮，避免家用電時(shí)間停用，隔一段時(shí)間通電一次，是利用電熱驅(qū)潮，避免家用電器因受潮而損壞。器因受潮而損壞。D例典例分析焦耳定律焦耳定律電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究電熱的利用電熱的利用和防止和防止公式：公式：Q=I2Rt電功與電熱的電功與電熱的關(guān)系關(guān)系1. .實(shí)驗(yàn)探究：實(shí)驗(yàn)探究：( (1) )方法方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法等。：控制變量法、轉(zhuǎn)換法等。( (2) )技巧技巧：在探究電流產(chǎn)生熱量的多少是否與導(dǎo)體的電阻有關(guān)時(shí)，：在探究電流產(chǎn)生熱量的多少是否與導(dǎo)體的電阻有關(guān)時(shí)，要保證電流相等，探究中采取串聯(lián)的方法來保證電流相等。要保證電流相等，探究中采取串聯(lián)的方法來保證電流相等。2. .焦

12、耳定律：焦耳定律：( (1) )公式公式：Q I2Rt。( (2) )公式適用范圍公式適用范圍：適用于電流通過所有導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的計(jì)算。：適用于電流通過所有導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量的計(jì)算。對(duì)于電動(dòng)機(jī)，消耗的電能只有很小的一部分轉(zhuǎn)化為熱量，這時(shí)電流通過對(duì)于電動(dòng)機(jī)，消耗的電能只有很小的一部分轉(zhuǎn)化為熱量，這時(shí)電流通過電動(dòng)機(jī)線圈發(fā)熱仍然可以用該公式計(jì)算。只是這時(shí)的發(fā)熱為電能的損耗。電動(dòng)機(jī)線圈發(fā)熱仍然可以用該公式計(jì)算。只是這時(shí)的發(fā)熱為電能的損耗。NoImage1. .在在“探究電流產(chǎn)生的熱里與哪些因素有關(guān)探究電流產(chǎn)生的熱里與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)中，的實(shí)驗(yàn)中，提供了實(shí)驗(yàn)器材，其中提供了實(shí)驗(yàn)器材，其中R1R2。實(shí)驗(yàn)一

13、：探究電流產(chǎn)生的熱量實(shí)驗(yàn)一：探究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系：與電阻的關(guān)系：（1）電路中電阻絲的連接方式是為了控制）電路中電阻絲的連接方式是為了控制；電阻絲放出熱量的多少，通過電阻絲放出熱量的多少，通過來進(jìn)行判斷；來進(jìn)行判斷；電流相等電流相等溫度升高的示數(shù)溫度升高的示數(shù)（2）閉合開關(guān)，經(jīng)過一定時(shí)間，用電阻絲）閉合開關(guān)，經(jīng)過一定時(shí)間，用電阻絲R1熱的煤油溫度升高熱的煤油溫度升高了了t1，用電阻絲，用電阻絲R2加熱的煤油溫度升高了加熱的煤油溫度升高了t2，那么，那么t1_t2（選填（選填“大于大于” “” “等于等于”或或“小于小于”）實(shí)驗(yàn)二：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系實(shí)驗(yàn)二：探究電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系（3）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，使電路中的電流變成實(shí)驗(yàn)一中）閉合開關(guān)，移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑動(dòng)觸頭，使電路中的電流變成實(shí)驗(yàn)一中電流的電流的2倍，且通電時(shí)間相同。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：用電阻絲倍，且通電時(shí)間相同。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)：用電阻絲R1（或（或R2）加熱的煤油，溫度）加熱的煤油，溫度升高升高t1（或（或t2_2t1（或（或2t2）（選填）（選填“大于大于“等于等于”或或“小小于于”），該實(shí)驗(yàn)說明電流產(chǎn)生的熱量與電流的），該實(shí)驗(yàn)說明電流產(chǎn)生的熱量與電流的_正比例關(guān)系。正比例關(guān)系。（4）你認(rèn)為做這個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因是）你認(rèn)為做這個(gè)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生誤差的主要原因