粵滬版九年級(jí)物理上冊(cè) （探究焦耳定律）電能與電功率 教學(xué)課件

第十五章電能與電功率探究焦耳定律

知識(shí)儲(chǔ)備

電流做功的實(shí)質(zhì):電能轉(zhuǎn)化為_(kāi)___

的過(guò)程。

電功的計(jì)算公式:W=Pt=

,推導(dǎo)式:W=I2Rt=_____。

純電阻用電器工作時(shí),將電能全部轉(zhuǎn)化為

。

其他形式能內(nèi)能UIt

新課學(xué)習(xí)知識(shí)點(diǎn)1通電導(dǎo)體放出熱量的影響因素當(dāng)電流一定時(shí),導(dǎo)體的

越大,產(chǎn)生的熱量就越多;當(dāng)電阻一定時(shí),通過(guò)的

越大,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量就越多;通電

越長(zhǎng),產(chǎn)生的熱量就越多。

電阻時(shí)間電流1(例1)如圖所示是“探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。實(shí)驗(yàn)中選擇的電阻絲為R1=R2=R3。

(1)兩個(gè)透明容器中密閉著

相同的空氣。(2)圖中所示的實(shí)驗(yàn)是探究電流通過(guò)電阻時(shí)產(chǎn)生的熱量與

大小的關(guān)系。(3)通電一段時(shí)間后,右邊U形管內(nèi)液面的高度差

(選填“大于”“等于”或“小于”)左邊U形管內(nèi)液面的高度差。小于電流質(zhì)量(4)該實(shí)驗(yàn)裝置是利用_______________來(lái)反映電阻放出熱量的多與少，這種方法叫做________。(5)進(jìn)行步驟(2)時(shí)，控制了R1、R2的阻值相同，這種研究問(wèn)題的方法叫做____________。U形管內(nèi)液面高度差轉(zhuǎn)換法控制變量法2(對(duì)點(diǎn)練習(xí)1)某實(shí)驗(yàn)小組在“探究影響電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量多少的因素”時(shí),設(shè)計(jì)了如圖所示的電路,燒瓶中盛有質(zhì)量、初溫均相等的煤油,R甲>R乙。

(1)實(shí)驗(yàn)中煤油吸熱的多少是通過(guò)_________

來(lái)反映的;(2)將該電路設(shè)計(jì)成串聯(lián)的目的是

;(3)通電一段時(shí)間后,比較兩燒瓶中溫度計(jì)的示數(shù),若甲瓶中的溫度計(jì)示數(shù)升高的快,由此得出的實(shí)驗(yàn)結(jié)論是:在

和通電時(shí)間相同時(shí),

越大,導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。

溫度計(jì)示數(shù)變化控制通過(guò)兩電阻電流和通電時(shí)間相等電流電阻知識(shí)點(diǎn)2焦耳定律及其計(jì)算電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟

___成正比,跟

成正比,跟

成正比。這就是焦耳定律,用公式表示為

。

電流的平方Q=I2Rt通電時(shí)間電阻3(例2)某電熱水壺接在220V電壓下工作,其電阻為100Ω,則通電10s產(chǎn)生的熱量為多少?Q=I2Rt=(2.2A)2×100Ω×10s=4840J答:略

4.(對(duì)點(diǎn)練習(xí)2)家用洗衣機(jī)的主要部件就是電動(dòng)機(jī),若一個(gè)洗衣機(jī)在220V電路中正常工作時(shí)通過(guò)的電流為2A,電動(dòng)機(jī)線圈電阻為4Ω,求每分鐘電流通過(guò)線圈產(chǎn)生的熱量?解:t=1min=60sQ=I2Rt=(2A)2×4Ω×60s=960J答:略

知識(shí)點(diǎn)3

電流的熱效應(yīng)

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí),

能轉(zhuǎn)化為

能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。

電內(nèi)5(例3)下列四種電器中,利用電流熱效應(yīng)工作的是

(

)A.吸塵器 B.電熱水器

C.電視機(jī) D.洗衣機(jī)B6(對(duì)點(diǎn)練習(xí)3)下列情況中是為了防止電熱危害的是

(

)A.電視機(jī)背后有散熱窗

B.家電長(zhǎng)時(shí)間不使用,隔一段時(shí)間要通電一次C.大型爆破工程用電熱引爆炸藥

D.家庭電路一般要安裝漏電保護(hù)器

A7(對(duì)點(diǎn)練習(xí)4)下列家用電器,利用電流熱效應(yīng)工作的是

。(電風(fēng)扇、電飯鍋、電磁起重機(jī)、電炒鍋、洗衣機(jī)、電鈴、電烙鐵、電磁繼電器、電水壺、電暖氣、剃須刀、電熨斗、排煙罩)

電飯鍋、電炒鍋、電烙鐵、電水壺、電暖氣、電熨斗基礎(chǔ)過(guò)關(guān)8.將規(guī)格都是“220V

100W”的一臺(tái)電風(fēng)扇、一臺(tái)電視機(jī)和一把電烙鐵分別接入同一家庭電路中,通電時(shí)間相同,下列說(shuō)法正確的是

(

)A.三個(gè)用電器產(chǎn)生的熱量相同

B.電風(fēng)扇產(chǎn)生的熱量最多C.電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多

D.電視機(jī)產(chǎn)生的熱量最多

C9.兩個(gè)電阻R1和R2,且R1<R2,把它們接到同一電源上,要使相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量最多,就應(yīng)該

(

)A.只用R1 B.只用R2

C.R1和R2串聯(lián) D.R1和R2并聯(lián)

D10.如圖是研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn),下列正確的是

(

)A.甲實(shí)驗(yàn)中兩個(gè)電阻串聯(lián)只是為了保證流過(guò)兩個(gè)電阻電流相等B.甲實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后,左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1∶2C.乙實(shí)驗(yàn)是為了研究電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系D.乙實(shí)驗(yàn)通電一段時(shí)間后,左右兩側(cè)容器內(nèi)空氣吸收的熱量之比為1∶4

答案是B11.如圖所示的電路中,電源電壓保持6V不變,電阻R1=10Ω,R2=20Ω。閉合開(kāi)關(guān)S,則R1消耗的電功率為

W;若通電30s,電阻R2產(chǎn)生的熱量為

J。

240.412.如圖所示電路中,電源電壓U=3V,R1=2Ω,閉合開(kāi)關(guān)后,電流表讀數(shù)為0.5A。求:(1)R1在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量;(2)R2的阻值。解:(1)I1=I=0.5At=1min=60s

電路串聯(lián)R=R1+R2R2=R-R1=6Ω-2Ω=4Ω答:略

13.有一電水壺的規(guī)格是“220V

1000W”,在額定電壓下把1kg水的溫度升高80℃需要多少s?[c水=4.2×103J/(kg·℃),不計(jì)熱量損失]解:水吸收的熱量Q吸=cmΔt=4.2×103J/(kg·℃)×1kg×80℃=3.36×105J電水壺為純電阻用電器,且不計(jì)熱量損失所以W=Q吸=3.36×105J答:略

14.如圖所示,為探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。三個(gè)密閉容器中的電阻如圖,三個(gè)容器串聯(lián),在其中一個(gè)容器的外部,將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián),通電后,觀察三個(gè)U形管中液面高度的變化。實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象表明

(

)能力提升A.甲、乙、丙三容器串聯(lián),所以容器中電阻流過(guò)的電流相同B.在通電相同時(shí)間下,三個(gè)容器中產(chǎn)熱量之比為1∶2∶1C.在乙、丙兩容器可用來(lái)研究電流產(chǎn)熱與電阻關(guān)系D.在通電相同時(shí)間下,三個(gè)容器中產(chǎn)熱量之比為4∶8∶1答案是D15．甲、乙兩個(gè)電熱器的電阻之比為5∶4，通過(guò)的電流之比為2∶1，通電時(shí)間之比為1∶2，則電流通過(guò)甲、乙兩個(gè)電熱器產(chǎn)生的熱量之比為(

)A．5∶2 B．5∶4

C．2∶5 D．10∶1A16.實(shí)際生活中,用電器接通電源后,都伴有熱量的產(chǎn)生,小明在“探究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與什么因素有關(guān)”時(shí),采用了如圖所示的實(shí)驗(yàn)裝置,其中a、b、c、d四個(gè)相同的容器密閉著等量空氣并與U形管緊密相連,實(shí)驗(yàn)前U形管兩端液面相平,將1、2和3、4導(dǎo)線分別接到電源兩端。

(1)在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中,通過(guò)觀察U形管中_______

的變化來(lái)比較電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。(2)圖甲所示的裝置是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與

的關(guān)系。(3)圖乙所示的裝置是用來(lái)研究電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生的熱量與

的關(guān)系。液面高度電流電阻(4)綜合分析圖甲、乙兩裝置的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象,可以得出的結(jié)論是:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與通過(guò)導(dǎo)體的電流和電阻大小有關(guān),通過(guò)導(dǎo)體的電流越大,導(dǎo)體的電阻越大,產(chǎn)生的熱量

。

越多第十五章

電能與電功率探究焦耳定律

1課堂講解2課時(shí)流程電流的熱效應(yīng)焦耳定律(公式法：Q＝I2Rt)電熱的利用和防止課后作業(yè)逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)當(dāng)堂檢測(cè)點(diǎn)亮的燈泡過(guò)一會(huì)兒會(huì)燙手，說(shuō)明什么？導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不很熱？說(shuō)明什么？知1－導(dǎo)1知識(shí)點(diǎn)電流的熱效應(yīng)電烤箱這些常見(jiàn)家用電器的共同特點(diǎn)？電取暖器電熱水器知1－講電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能要轉(zhuǎn)化為熱能，這個(gè)現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。定義1.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、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上制

成的。知1－講電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？猜想：[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]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)

該用什么方法去研究？

（控制變量法）

討論2：實(shí)驗(yàn)中通過(guò)觀察什么現(xiàn)象來(lái)比較電流產(chǎn)生

的熱量的多少？這種研究方法叫什么法？（轉(zhuǎn)換法）知1－講當(dāng)電流通過(guò)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(lái)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。實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察_____________來(lái)比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。

實(shí)驗(yàn)裝置管中液面上升的高度實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系R1=5ΩR2=10ΩA控制不變的量是：電流

通電時(shí)間現(xiàn)象：電阻較大的這邊的液柱上升較高。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)生的熱量越多。知1－講知1－講實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1控制不變的量是：電阻

通電時(shí)間現(xiàn)象：電流較大的這邊的液柱上升較高。結(jié)論：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。（來(lái)自《點(diǎn)撥》）【例1】在如圖所示的家用電器中，沒(méi)有用到電流的熱效應(yīng)的是(

)B知1－講知1－講【解析】電熨斗、電暖器和電熱杯都是為了把電能轉(zhuǎn)化為

內(nèi)能，利用了電流的熱效應(yīng)，電扇是為了把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，沒(méi)有利用電流

的熱效應(yīng)。總

結(jié)知1－講電流通過(guò)導(dǎo)體會(huì)產(chǎn)生熱量，但是對(duì)于不同的電路，消耗相同的電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是不同的，如電爐等電熱器，可以認(rèn)為電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但是對(duì)于電冰箱、電風(fēng)扇等用電器，只有少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。知1－練(中考·金華)夏天來(lái)臨，為了避免蚊蟲(chóng)的侵?jǐn)_，許多家庭都會(huì)使用電熱滅蚊器，如圖所示的是某品牌電熱滅蚊器的簡(jiǎn)化電路，電熱滅蚊器是根據(jù)__________原理制成的。1知1－練(中考·淮安)下列四種用電器，其中主要是利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作的是(

)22知識(shí)點(diǎn)焦耳定律知2－講焦耳（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。知2－講焦耳定律電流通過(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。Q=I2Rt熱量電流電阻時(shí)間JAΩS公式：

意義：

單位：定義知2－講（來(lái)自《點(diǎn)撥》）[蘭州]關(guān)于電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，以下說(shuō)法正確的是(

)A．根據(jù)Q＝I2Rt可知，電阻越大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多B．根據(jù)Q＝

t可知，電阻越大，相同時(shí)間內(nèi)

產(chǎn)生的熱量越少C．根據(jù)Q＝UIt可知，相同時(shí)間內(nèi)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻無(wú)關(guān)D．根據(jù)Q＝I2Rt可知，在電流一定時(shí)，電阻越大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多【例2】D知2－講【解析】選項(xiàng)A沒(méi)有說(shuō)明控制電流一定，缺少條件，結(jié)論不正確；選項(xiàng)B沒(méi)有說(shuō)明控制電壓一定，缺少條件，結(jié)論不正確；選項(xiàng)C中公式是焦耳定律的導(dǎo)出式，只能說(shuō)明電熱在數(shù)

值上等于電流、電壓、通電時(shí)間的乘積，與電阻是否

有關(guān)要看定義式，故結(jié)論不正確；選項(xiàng)D電流、通電時(shí)間一定時(shí)，電熱與電阻成正比，故

結(jié)論正確。知2－講知識(shí)拓展：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)此時(shí)：Q=W=Pt=UIt=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：電能內(nèi)能+機(jī)械能

W＞Q熱總

結(jié)知2－講對(duì)于純電阻電路(電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，Q＝W＝Pt；對(duì)于非純電阻電路(電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如

電動(dòng)機(jī))，Q＜W。(中考·揚(yáng)州)電爐中的電阻絲通電一段時(shí)間后變得很燙，而連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，主要是(

)A．通過(guò)導(dǎo)線的電流小于通過(guò)電阻絲的電流B．導(dǎo)線的絕熱皮隔熱C．導(dǎo)線散熱比電阻絲快D．導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電阻絲的電阻知2－練1知2－練(中考·青島)通過(guò)一根電阻絲的電流為2A，通電1min產(chǎn)生了2.64×104J的熱量，它的電阻是(

)A．66Ω

B．6600ΩC．110ΩD．220Ω23知識(shí)點(diǎn)電熱的利用和防止知3－講小小辯論會(huì)：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。)要求：請(qǐng)正反雙方舉例支持自己的觀點(diǎn)。限時(shí)一分鐘。知3－講1.電熱的利用電飯鍋電烙鐵熱得快電熱毯電熨斗電熱孵化器電熱器的優(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。知3－講2．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(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。缺點(diǎn)：浪費(fèi)電能，電線老化，影響用電器使用壽命。知3－講（來(lái)自《點(diǎn)撥》）[牡丹江]電熱毯是冬季北方常用的取暖設(shè)備，它是利用________________來(lái)工作的。而計(jì)算機(jī)內(nèi)都裝有小風(fēng)扇，它工作時(shí)把熱空氣驅(qū)走，這是為了________?！纠?】(或防止電熱帶來(lái)的危害；或給計(jì)算機(jī)降溫)電流的熱效應(yīng)散熱總

結(jié)知3－講增大散熱面積、設(shè)置散熱窗、加裝風(fēng)扇都可加快散熱，防止電熱造成危害。有些家用電器在使用過(guò)程中，溫度過(guò)高會(huì)損壞電器。下列家用電器中要防止電熱產(chǎn)生危害的是(

)A．電飯煲B．電熱水器C．電熨斗D．電視機(jī)知3－練1(中考·曲靖)下列現(xiàn)象或裝置，利用了電流熱效應(yīng)的是(

)①電視機(jī)后罩有許多小孔；②電動(dòng)機(jī)外殼上裝散熱片；③長(zhǎng)期不用的電視機(jī)隔段時(shí)間通一次電；④白熾燈；⑤電腦機(jī)箱里裝有小風(fēng)扇；⑥電暖手寶A．①②⑥B．①②⑤C．③④⑥D(zhuǎn)．②③⑥2知3－練焦耳定律電流的熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)探究電熱的利用和防止公式：Q=I2Rt電功與電熱的關(guān)系1.實(shí)驗(yàn)探究：(1)方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法等。(2)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)，要保證電流相等，探究中采取串聯(lián)的方法來(lái)

保證電流相等。2.焦耳定律：(1)公式：Q＝I2Rt。(2)公式適用范