教科版九年級物理 6.3焦耳定律（學(xué)習(xí)、上課課件）

第3節(jié)焦耳定律第6章歐姆定律逐點(diǎn)導(dǎo)講練課堂小結(jié)作業(yè)提升課時講解1課時流程2電流的熱效應(yīng)焦耳定律電流熱效應(yīng)的利用與危害知識點(diǎn)電流的熱效應(yīng)知1－講11.電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象。2.探究電流熱效應(yīng)的影響因素(1)實(shí)驗(yàn)方法：轉(zhuǎn)換法、控制變量法。知1－講實(shí)驗(yàn)詳解1.轉(zhuǎn)換法：(1)通過U形管兩邊液面高度的變化來反映密閉空氣溫度的變化，從而反映電阻絲產(chǎn)生熱量的多少；(2)通過觀察玻璃管中液面高度的變化來反映產(chǎn)生熱量的多少；(3)用溫度計測量液體溫度的升高情況來觀察產(chǎn)生熱量的多少；(4)通過氣球的膨脹程度來反映產(chǎn)生熱量的多少等。2.控制變量法：實(shí)驗(yàn)一是通過串聯(lián)保證通過導(dǎo)體的電流相同；實(shí)驗(yàn)二中，控制導(dǎo)體電阻和通電時間相同，調(diào)節(jié)滑動變阻器的滑片，從而改變通過導(dǎo)體的電流，探究電熱與電流的關(guān)系?！?－講(2)實(shí)驗(yàn)方案設(shè)計實(shí)驗(yàn)一：如圖1甲所示，R1≠R2，可探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少與導(dǎo)體的電阻的關(guān)系。知1－講實(shí)驗(yàn)二：如圖1乙所示，探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少與電流的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)三：如圖1乙所示，探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量的多少與通電時間的關(guān)系。知1－講(3)實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)一結(jié)論——在通過導(dǎo)體的電流和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越大，電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)二結(jié)論——在導(dǎo)體的電阻和通電時間相同的情況下，通過導(dǎo)體的電流越大產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)三結(jié)論——在通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體的電阻相同的情況下，通電時間越長產(chǎn)生的熱量越多。知1－練例1[中考·綏化]如圖2所示為“探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”實(shí)驗(yàn)的部分裝置，兩個相同的透明容器中封閉著等量的空氣。知1－練(1)實(shí)驗(yàn)中通過觀察________________的變化來反映電阻產(chǎn)生熱量的多少，下列實(shí)驗(yàn)中，也運(yùn)用了這種實(shí)驗(yàn)方法的是____(填序號)。①探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)②探究杠桿的平衡條件液面的高度差①知1－練解析：實(shí)驗(yàn)中通過觀察液面的高度差的變化來反映電阻產(chǎn)生熱量的多少，這是轉(zhuǎn)換法；探究物體的動能跟哪些因素有關(guān)的實(shí)驗(yàn)中，用木塊在水平面上被推開的距離的長短來反映物體的動能的大小，也是轉(zhuǎn)換法，故選①。知1－練(2)連接好電路后閉合開關(guān)，通電一段時間，觀察到右側(cè)液面高于左側(cè)液面，如圖2甲所示，表明在電流和通電時間相同的情況下，_______越大，產(chǎn)生的熱量越多。電阻解析：在電流和通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。知1－練(3)圖中U形管_____(填“是”或“不是”)連通器，乙圖裝置中R3

與R2

并聯(lián)，目的是使通過R1

與R2的____不同。不是解析：圖中U形管只有一側(cè)上端開口，不是連通器；乙圖裝置中，R1=R2=R3，其中R3

與R2

并聯(lián)，根據(jù)并聯(lián)電路的電流關(guān)系可知，目的是使通過R1與R2

的電流不同。電流知1－練(4)某小組在利用圖2乙裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)U形管液面上升高度相同，與其他小組的實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象都不同，經(jīng)檢查氣密性良好。請你分析實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原因：___________。電阻R3

斷路知1－練解析：在利用乙圖裝置進(jìn)行實(shí)驗(yàn)時，發(fā)現(xiàn)左右兩側(cè)U形管液面上升高度相同，說明兩側(cè)產(chǎn)生的熱量相等，即R左=R右。故實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象不同的原因是電阻R3

斷路。知1－練特別提醒實(shí)驗(yàn)中用電阻絲對空氣加熱可以縮短實(shí)驗(yàn)時間，并會使實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象更加明顯。實(shí)驗(yàn)中應(yīng)使兩容器密閉且封閉等量的空氣，不能漏氣。思想方法在填充實(shí)驗(yàn)結(jié)論時，也可以依據(jù)教材已有的結(jié)論來填充，這里采用的是逆向思維法?！?－講知識點(diǎn)焦耳定律21.內(nèi)容電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。知2－講2.焦耳定律公式及各物理量的單位公式Q=I2Rt物理量及單位電流IA電阻RΩ通電時間ts熱量QJ知2－講(1)公式的意義：公式反映的是電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱效應(yīng)的規(guī)律，定量地揭示了電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的規(guī)律。(2)適用范圍：公式是由實(shí)驗(yàn)總結(jié)出來的，只要是電流所產(chǎn)生的熱量，都可以用這一公式進(jìn)行計算。知2－講

知2－講4.在純電阻電路中，電熱與電阻的關(guān)系(1)在只有R1

和R2

的串聯(lián)電路中，通電時間相同時，電熱與電阻成正比，即Q1∶Q2=R1∶R2。(2)在只有R1

和R2

的并聯(lián)電路中，通電時間相同時，電熱與電阻成反比，即Q1∶Q2=R2∶R1。知2－講拓展延伸電功與電熱的關(guān)系：概括地說，電功和電熱是整體與局部、全體與部分的關(guān)系。1.當(dāng)電路中接入的是電爐、電烙鐵、電飯鍋、電水壺等“純電阻”用電器時，消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即W=Q。此時，電功和電熱計算沒有區(qū)別。2.當(dāng)電路中接入的是電動機(jī)等用電器時，其消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，只有較少一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即W

＞

Q。知2－練[中考·齊齊哈爾]在如圖3所示的電路中，接通電源，通電一段時間后，_______(填“左”或“右”)側(cè)U形管液面高度的變化較大，若通過甲容器中電阻絲的電流是2A，則乙容器中電阻絲在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量是_______J。例2左300知2－練解析：右邊兩個5Ω的電阻絲并聯(lián)后再與左邊5Ω的電阻絲串聯(lián)，根據(jù)串并聯(lián)電路的電流規(guī)律可知，通過甲容器中電阻絲的電流I甲比通過乙容器中的電阻絲的電流I乙大，且I

甲=2I

乙，甲、乙兩容器中的電阻絲阻值相等，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt

可知，通電一段時間后，甲容器中電阻絲產(chǎn)生的熱量多，故左側(cè)U形管液面的高度差較大；I甲=2A時，I乙=1A，乙容器中電阻絲在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量Q=I

乙2Rt=(1A)2×5Ω×60s=300J。知2－練特別提醒運(yùn)用公式計算電熱比較簡單，但需要注意以下兩個問題：1.代入各物理量的數(shù)據(jù)時，需將其單位換算成符合要求的單位。2.本例中有兩個電流值，代入電流數(shù)據(jù)計算時，不要用錯數(shù)據(jù)。知2－練[中考·樂山]電飯鍋工作時有兩種狀態(tài)：一種是鍋內(nèi)的水燒干以前的加熱狀態(tài)，另一種是鍋內(nèi)的水燒干后的保溫狀態(tài)。例3知2－練如圖4所示是電飯鍋的電路圖，R1

是一個電阻，R2是加熱用的電阻絲，則自動開關(guān)S閉合時，電飯鍋處于_______(填“加熱”或“保溫”)狀態(tài)。一個正常工作時電功率是450W的電飯鍋，在正常工作時，每分鐘產(chǎn)生的熱量為________

J。加熱2.7×104知2－練

知2－練技巧導(dǎo)引只有在純電阻電路中，電熱Q

和電功W

的數(shù)值才相等。在電熱的計算中，只要載體是電熱器，如果已知電功率，就可以利用推導(dǎo)式Q=W=Pt

進(jìn)行計算。知3－講知識點(diǎn)電流熱效應(yīng)的利用與危害31.電熱器的工作原理電流的熱效應(yīng)。2.電熱器的主要結(jié)構(gòu)發(fā)熱體。發(fā)熱體是由導(dǎo)電性差、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣體材料上做成的。其中，絕緣體材料可將電阻絲與電熱器的外殼隔開，防止觸電和漏電。3.常見家用電熱器電飯煲、電熨斗、電烤箱等。4.電熱器的優(yōu)點(diǎn)(1)清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染；(2)效率高；(3)可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。知3－講5.電熱的危害(1)由于電流的熱效應(yīng)會使用電器的溫度升高，加速絕緣材料的老化，甚至可能燒壞用電器；(2)造成電能輸送過程中的電能損失。知3－講6.防止電熱危害的方法(1)安裝散熱風(fēng)扇；(2)安裝散熱片；(3)安裝散熱窗。知3－講知3－講延伸拓展1.白熾燈的工作原理是電流通過燈絲時，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，從而使燈絲的溫度升高，達(dá)到發(fā)光的程度。LED燈是利用半導(dǎo)體材料的特性，讓電能直接轉(zhuǎn)化為光能，不用先轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。LED燈因?yàn)樵聿煌?，發(fā)光效率比白熾燈高很多。2.白熾燈工作時將電能轉(zhuǎn)化為光能的大致比例為10%，一般節(jié)能燈的發(fā)光效率為30%，所以使用節(jié)能燈可大大節(jié)約電能。知3－練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B.電腦機(jī)箱內(nèi)有小風(fēng)扇C.電動機(jī)外殼有許多散熱片D.家電長時間停用，隔一段時間應(yīng)通電一次例4知3－練解題秘方：緊扣電流熱效應(yīng)的利用與防止進(jìn)行分析。解析：電視機(jī)后蓋上的小孔，電腦機(jī)箱內(nèi)的小風(fēng)扇，電動機(jī)外殼的散熱片，都可以加速散熱，從而防止電熱的危害。家電長時間停用，隔一