魯教版九年級(jí)物理上冊(cè) （焦耳定律）電功率新教學(xué)教育課件

焦耳定律

第十四章電功率生活中，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。你覺(jué)得小明的爸爸是怎么知道小明開(kāi)了電視機(jī)的呢?生活中的物理

爸爸出門前囑咐小明在家好好做作業(yè)，不要看電視，小明擋不住精彩電視的誘惑，還是偷偷地開(kāi)了電視機(jī)，看完后小明立刻關(guān)了電視機(jī)。剛關(guān)了一會(huì)兒爸爸就回來(lái)了，看到小明在認(rèn)真做作業(yè)，心里很高興，可是后來(lái)爸爸發(fā)現(xiàn)小明說(shuō)了謊。（用手摸電視機(jī)后蓋，會(huì)感覺(jué)比較熱）

電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？生活中的物理電爐絲導(dǎo)線問(wèn)題：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)？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?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)?想想議議由于電流具有熱效應(yīng)，所以通電后，鎳鉻合金的電阻絲會(huì)產(chǎn)生熱量，從而使溫度計(jì)的示數(shù)上升，電阻絲產(chǎn)生的熱量越多，溫度計(jì)示數(shù)變化的越大，因此本實(shí)驗(yàn)中我們就是通過(guò)___________來(lái)判斷電流產(chǎn)生的熱量多少，這種研究問(wèn)題的方法叫做_______1、電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和時(shí)間有什么關(guān)系？我們可以想象到：隨著時(shí)間的推移，在其他條件一定時(shí)，時(shí)間越長(zhǎng)，溫度計(jì)示數(shù)變化的越大，我們就說(shuō)電流產(chǎn)生的熱量就越多在其他條件一定時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。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)?演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系R1=5

ΩR2=10

ΩA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。實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系I=2I1IAR=5

ΩR=5

ΩR=5

ΩI1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

多。觀察實(shí)驗(yàn)焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國(guó)物理學(xué)家。用

近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，

研究熱和功的關(guān)系。通過(guò)大量的實(shí)

驗(yàn)，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(shí)間的關(guān)系。焦耳

1．內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。

2．公式：Q=I2Rt

3．單位：焦耳（J）二、焦耳定律

1．當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即

Q=W=UIt=I2Rt如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。

2．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：

W＞Q熱三、電能和電熱關(guān)系電能內(nèi)能+機(jī)械能4、例題分析

例1、為什么電爐熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？

答：因?yàn)閷?dǎo)線和電爐絲是串聯(lián)的，Ｉ線=Ｉ電爐絲R電爐絲＞R導(dǎo)線，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電爐絲產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱得發(fā)紅而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。電爐絲導(dǎo)線Q=I2Rt

=(0.6A)2×60W×300s=6480J一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?答:在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480J熱量。解:例題I

=

=

=

0.6AUR36V60Ω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。可是按照焦耳定律，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?想想議議焦耳定律的理論推導(dǎo)

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即:Q=W考考你：電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？原因：導(dǎo)線電阻遠(yuǎn)小于電爐絲電阻，產(chǎn)生的熱量少。=Pt=UIt=IRIt=I2Rt答：前者說(shuō)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，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。1．電熱的利用利用電熱孵化器孵小雞用來(lái)加熱電熱器的優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生，沒(méi)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。四、電熱的利用和防止５、電熱的利用和防止①、利用電熱器：

使用方便、應(yīng)用廣泛、無(wú)污染。

消耗了電能、縮短了電器的使用壽命，燒壞電器甚至引起火災(zāi)。②、由于電熱的存在：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；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。2．電熱的危害4、將一臺(tái)“220V，100W”的電風(fēng)扇、一個(gè)“220V，100W”的充電器、一把“220V，100W”的電烙鐵分別接到220V的電源上．在相同的時(shí)間內(nèi)，電流通過(guò)它們產(chǎn)生的熱量最多的是（

）消耗的電能（）A．電烙鐵

B．充電器

C．電風(fēng)扇

D．一樣多3．在實(shí)驗(yàn)中，為了比較電流通過(guò)兩段不同的金屬絲產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)同時(shí)保持相同的物理量是（

）。A．通過(guò)它們的電流和加在它們兩端的電壓B．通過(guò)它們的電流和它們的電阻C．通過(guò)它們的電流和通電時(shí)間D．通過(guò)它們的電流、加在它們兩端的電壓和通電時(shí)間焦耳定律

第十四章電功率你覺(jué)得小明的爸爸是怎么知道小明開(kāi)了電視機(jī)的呢?生活中的物理

爸爸出門前囑咐小明在家好好做作業(yè)，不要看電視，小明擋不住精彩電視的誘惑，還是偷偷地開(kāi)了電視機(jī)，看完后小明立刻關(guān)了電視機(jī)。剛關(guān)了一會(huì)兒爸爸就回來(lái)了，看到小明在認(rèn)真做作業(yè)，心里很高興，可是后來(lái)爸爸發(fā)現(xiàn)小明說(shuō)了謊。（用手摸電視機(jī)后蓋，會(huì)感覺(jué)比較熱）電熱器飲水機(jī)電熨斗電吹風(fēng)電飯鍋生活中,許多用電器通電后,都會(huì)顯著的發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)：電烙鐵電褥子

電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？生活中的物理電爐絲導(dǎo)線問(wèn)題：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)？

同樣的導(dǎo)線為什么在有些情況下會(huì)顯著的發(fā)熱，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)呢？生活中的物理電流的通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)電流的大小通電時(shí)間的長(zhǎng)短電阻的大小？？？？由于電流具有熱效應(yīng)，所以通電后，鎳鉻合金的電阻絲會(huì)產(chǎn)生熱量，從而使燒瓶中的液體受熱膨脹，使玻璃管中的液體上升一段高度，電阻絲產(chǎn)生的熱量越多，玻璃管中的液注越高，因此本實(shí)驗(yàn)中我們就是通過(guò)___________來(lái)判斷電流產(chǎn)生的熱量多少1、電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和時(shí)間有什么關(guān)系？我們可以想象到：隨著時(shí)間的推移，在其他條件一定時(shí)，時(shí)間越長(zhǎng)，液注越高，我們就說(shuō)電流產(chǎn)生的熱量就越多在其他條件一定時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。分析探究實(shí)驗(yàn)：2、電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電阻有什么關(guān)系？(R甲)甲乙(R乙)R1>R2在時(shí)間、電流相同時(shí)，電阻越大產(chǎn)生的熱量越多。如圖：將阻值相同的兩個(gè)電阻絲放到兩個(gè)瓶中接入到兩個(gè)不同電壓的電路中,電流通過(guò)____的電流大，從實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：乙中的液注上升的高。你可以得到什么結(jié)論？3、電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電流有什么關(guān)系？在時(shí)間、電阻相同時(shí)，電流越大產(chǎn)生的熱量越多。

在電流和時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.

在電流和電阻相同時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多.

在電阻和時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.本實(shí)驗(yàn)采用的方法是控制變量法、轉(zhuǎn)換法電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體的電阻通過(guò)導(dǎo)體的電流通電時(shí)間有關(guān)。有關(guān)返回3、焦耳定律：（P49）

電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比。焦耳定律公式：Q=I2Rt（普遍適用)Q-熱量-焦(J)

I-電流-安(A)

R-電阻-歐(Ω)

t-時(shí)間-秒(S)

單位4、例題分析

例1、為什么電爐熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？

答：因?yàn)閷?dǎo)線和電爐絲是串聯(lián)的，Ｉ線=Ｉ電爐絲R電爐絲＞R導(dǎo)線，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電爐絲產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱得發(fā)紅而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。電爐絲導(dǎo)線同樣的導(dǎo)線為什么在有些情況下會(huì)顯著的發(fā)熱，甚至?xí)l(fā)火災(zāi)呢？例：一根60?的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？

已知：R=60ΩU=36Vt=5min求：Q解：通過(guò)電阻絲的電流為：UI=__R=36V60?=0.6A產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×5×60s=6480J答：5min內(nèi)共產(chǎn)生的熱量是6480J焦耳定律的理論推導(dǎo)

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即:Q=W考考你：電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？原因：導(dǎo)線電阻遠(yuǎn)小于電爐絲電阻，產(chǎn)生的熱量少。=Pt=UIt=IRIt=I2Rt５、電熱的利用和防止①、利用電熱器：

使用方便、應(yīng)用廣泛、無(wú)污染。

消耗了電能、縮短了電器的使用壽命，燒壞電器甚至引起火災(zāi)。②、由于電熱的存在：1.電流的熱效應(yīng)是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)_____轉(zhuǎn)化成____的現(xiàn)象。電熱器是利用電流的_______制成的加熱設(shè)備。電能熱量2.“在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持_____、_____一定，要改變_________。熱效應(yīng)電阻時(shí)間電流3．在實(shí)驗(yàn)中，為了比較電流通過(guò)兩段不同的金屬絲產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系，實(shí)驗(yàn)時(shí)應(yīng)同時(shí)保持相同的物理量是（

）。A．通過(guò)它們的電流和加在它們兩端的電壓B．通過(guò)它們的電流和它們的電阻C．通過(guò)它們的電流和通電時(shí)間D．通過(guò)它們的電流、加在它們兩端的電壓和通電時(shí)間4、將一臺(tái)“220V，100W”的電風(fēng)扇、一個(gè)“220V，100W”的充電器、一把“220V，1