人教版九年級物理全冊第十八章 第四節(jié) 焦耳定律導(dǎo)學(xué)案

人教版九年級物理全冊第十八章第四節(jié)焦耳定律導(dǎo)學(xué)案一、學(xué)習(xí)目標(biāo)了解焦耳定律的定義和公式掌握利用焦耳定律計(jì)算各種情況下的熱量問題能夠應(yīng)用焦耳定律解決問題二、學(xué)習(xí)內(nèi)容1.焦耳定律的定義焦耳定律是指單位時(shí)間內(nèi)通過導(dǎo)體的熱量與電流強(qiáng)度和電阻之間的關(guān)系。其中，焦耳定律的定義公式如下：Q=I^2*R*t其中，Q表示通過導(dǎo)體的熱量（單位：焦耳），I表示電流強(qiáng)度（單位：安培），R表示電阻（單位：歐姆），t表示時(shí)間（單位：秒）。2.焦耳定律的應(yīng)用焦耳定律主要應(yīng)用于計(jì)算導(dǎo)體在通有電流時(shí)所產(chǎn)生的熱量。當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，電流中的電子會與導(dǎo)體中的離子相碰撞，產(chǎn)生能量轉(zhuǎn)化成熱量。利用焦耳定律，我們可以計(jì)算導(dǎo)體所吸收或放出的熱量。在實(shí)際應(yīng)用中，我們經(jīng)常會遇到以下幾種情況：情況一：計(jì)算電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量當(dāng)我們需要計(jì)算電流通過導(dǎo)體時(shí)所產(chǎn)生的熱量，可以根據(jù)焦耳定律的定義公式進(jìn)行計(jì)算。首先，我們需要知道電流強(qiáng)度I、導(dǎo)體電阻R和時(shí)間t，代入公式即可求得熱量Q。情況二：計(jì)算電阻發(fā)熱所消耗的電能有時(shí)候，我們需要計(jì)算電阻發(fā)熱所消耗的電能。根據(jù)焦耳定律，電能是電阻發(fā)熱所產(chǎn)生的熱量Q，那么我們可以通過將焦耳定律的公式改寫為Q=U^2*t/R其中，U表示電壓（單位：伏特）。通過這個(gè)公式，我們可以根據(jù)電壓、電阻和時(shí)間來計(jì)算電阻所消耗的電能。情況三：計(jì)算電熱器運(yùn)行的時(shí)間我們有時(shí)候需要計(jì)算電熱器運(yùn)行的時(shí)間。根據(jù)焦耳定律，我們可以得到t=Q/(U^2/R)其中，t表示時(shí)間。通過這個(gè)公式，我們可以根據(jù)電能、電壓和電阻來計(jì)算電熱器運(yùn)行的時(shí)間。三、學(xué)習(xí)方法學(xué)習(xí)理解焦耳定律的定義和公式，注意理解其中的物理概念。多做例題，加深對焦耳定律的應(yīng)用理解。制作思維導(dǎo)圖，整理焦耳定律的相關(guān)概念和公式。四、學(xué)習(xí)示例示例一：如果一個(gè)電流為3A的電熱器通電5分鐘，其電阻為10歐姆，計(jì)算通過電熱器的熱量。解答：已知：I=3A，t=5分鐘=300秒，R=10歐姆。根據(jù)焦耳定律的定義公式：Q=I^2*R*t

=3^2*10*300

=27000焦耳所以，通過電熱器的熱量為27000焦耳。示例二：一個(gè)電流為5A的電熱器在電壓為20V的條件下發(fā)熱15秒，計(jì)算電熱器所消耗的電能。解答：已知：I=5A，t=15秒，U=20V。根據(jù)焦耳定律改寫公式：Q=U^2*t/R

=20^2*15/R由于題目中未給出電阻R的數(shù)值，所以無法計(jì)算所消耗的電能。示例三：一臺功率為500W的電熱器通過電壓為220V的電源，計(jì)算它運(yùn)行的時(shí)間。解答：已知：P=500W，U=220V，R=?由于P=U^2/R，所以可以計(jì)算電阻R的值：R=U^2/P

=220^2/500假設(shè)算得R=96.8歐姆。根據(jù)焦耳定律的公式：t=Q/(U^2/R)

=P*t/U^2

=500*t/220^2由于題目中未給出運(yùn)行時(shí)間t的數(shù)值，所以無法計(jì)算運(yùn)行的時(shí)間。五、小結(jié)通過本節(jié)課的學(xué)習(xí)，我們了解了焦耳定律的定義和公式，掌握利用焦耳定律解決各種情況下的熱量問題。同時(shí)，我們也學(xué)習(xí)了焦耳定律的應(yīng)用，包括計(jì)算電流