2024年秋初中科學(xué)九年級(jí)上冊(cè)同步課件（浙教版）3.6.3焦耳定律

第3章能量的轉(zhuǎn)化與守恒6.3焦耳定律1學(xué)習(xí)目標(biāo)2課時(shí)導(dǎo)入3感悟新知4隨堂檢測(cè)5課堂小結(jié)電流的熱效應(yīng)電功率1.電功率：電器的電功率，等于這個(gè)用電器兩端的電壓與通過(guò)這個(gè)用電器的電流的乘積。計(jì)算公式:P=UI變形式U=P/II=P/U對(duì)于純電阻電器(只有電阻在做功)歐姆定律I＝U/R=U2/R推導(dǎo)公式=U·U/RP=UI

P=UI=IR·I=I2RP=U2/R(已知U和R求P)P=I2R(已知I和R求P)對(duì)于純電阻電路，W＝Pt＝UItW=U2t/R=I2RtP＝Wt知識(shí)點(diǎn)電流的熱效應(yīng)1電流通過(guò)各種導(dǎo)體時(shí)，都會(huì)使導(dǎo)體的溫度升高的現(xiàn)象。電熱器：利用電流的熱效應(yīng)工作的.電熱器的主要元件是發(fā)熱體其特點(diǎn)是電阻率大,熔點(diǎn)高.結(jié)構(gòu):實(shí)質(zhì)(能量轉(zhuǎn)化):電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的過(guò)程.判斷：下列電器哪些是電熱器？哪些不是？電風(fēng)扇、電烙鐵、電視機(jī)、電飯鍋、電爐、電腦、電熨斗。電烙鐵電飯鍋電爐電熨斗電流的熱效應(yīng)在生產(chǎn)和生活中廣泛的應(yīng)用。例如：電爐、電熨斗、電熱水器、電暖氣等。這些電熱器具有清潔、無(wú)污染、熱效率高，便于控制和調(diào)節(jié)等優(yōu)點(diǎn)，給生產(chǎn)和生活提供了極大的便利。但電流的熱效應(yīng)也有不利的地方，比如電動(dòng)機(jī)，電視機(jī)等工作時(shí)也會(huì)有熱量產(chǎn)生，這既浪費(fèi)了電能，又可能在長(zhǎng)時(shí)間機(jī)器散熱較差時(shí)被燒毀。在遠(yuǎn)距離輸電時(shí)，由于輸電線有電阻，不可避免地使一部分電能在輸電線上轉(zhuǎn)化為內(nèi)能而損失。電流的熱效應(yīng)有何利弊？

優(yōu)點(diǎn)：無(wú)污染、熱效率高、方便控制和調(diào)節(jié)溫度。

缺點(diǎn)：①在家庭電路中，由于長(zhǎng)期的電流熱效應(yīng)，導(dǎo)線外的絕緣層會(huì)加速老化甚至?xí)龤Ы^緣層而引發(fā)火災(zāi)；②同時(shí)，由于電流熱效應(yīng)，會(huì)影響家電的使用性能和壽命。防止措施：加裝散熱系統(tǒng)（如散熱電扇）或?yàn)榱烁蒙岫貏e設(shè)計(jì)的結(jié)構(gòu)。思考：同樣通電的導(dǎo)線為什么沒(méi)有電熱器那么熱?探究：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)？建立猜想：可能跟電流大小有關(guān)可能跟導(dǎo)體的電阻有關(guān)可能跟通電時(shí)間有關(guān)方案設(shè)計(jì)：怎樣體現(xiàn)導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少？利用控制變量法；比較不同條件下導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1、當(dāng)通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。2、當(dāng)電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。3、顯然通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量也越多。1840年，英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，精確地總結(jié)出了著名的焦耳定律。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。1、公式：Q=I2Rt

2、單位：Q—焦，I—安，R—?dú)W，t—秒思考：電吹風(fēng)機(jī)和電熨斗通電時(shí)都會(huì)發(fā)熱，哪種電器可以認(rèn)為將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)（熱）能？電吹風(fēng)機(jī)：Q＜W電熨斗：

Q=W若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量，即Q=W時(shí)，我們能否利用電功公式和歐姆定律來(lái)推導(dǎo)焦耳定律呢？∵Q=W又∵W＝UIt根據(jù)歐姆定律U=IR∴Q=W=UIt=I2Rt3、電能全部轉(zhuǎn)化為熱能時(shí)，若電能沒(méi)有全部轉(zhuǎn)化為熱能時(shí)，則只可用焦耳定律來(lái)計(jì)算Q=I2Rt=W=Pt=UItQ=I2Rt＜W=Pt=UIt電壓力鍋CYKB50－2A額定電壓：220V額定容量：5.0L額定頻率：50Hz額定功率：900W

XX集團(tuán)有限公司制造產(chǎn)地：湖北武漢地址：武漢市新華下路211號(hào)電話：027－85876363例：有一種新型的炊具叫電壓力鍋，它用電加熱，又具有壓力鍋的優(yōu)點(diǎn)。如右圖所示，問(wèn)：該電壓力鍋正常工作15分鐘能夠產(chǎn)生多少熱量？電壓力鍋CYKB50－2A額定電壓：220V額定容量：5.0L額定頻率：50Hz額定功率：900W

XX集團(tuán)有限公司制造產(chǎn)地：湖北武漢地址：武漢市新華下路211號(hào)電話：027－85876363

解題思路：根據(jù)焦耳定律，要想求出熱量，必須知道電流、電阻、時(shí)間。你能找出以上三個(gè)量么？根據(jù)P=UI,得出I=P/U=900瓦/220伏＝4.09A根據(jù)R=U/I,得出R=U/I=220伏/4.09A＝53.8歐時(shí)間為15分鐘，也就是900秒根據(jù)Q＝I2Rt就可以求出產(chǎn)生的熱量因?yàn)楫?dāng)電流通過(guò)電壓力鍋時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，所以我們還可以利用“W=P×t”來(lái)求出熱量。

燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么?思考：分析：因?yàn)殡娋€和燈串聯(lián)，通過(guò)它們的電流是一樣大，又因?yàn)闊舻碾娮璞入娋€的大得多，所以根據(jù)焦耳定律Q＝I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱的發(fā)光，而電線卻感覺(jué)不到熱。思考：如圖，我們希望熱量更多的集中在電爐的發(fā)熱體上，而不是與電爐相連的導(dǎo)線上。根據(jù)今天所學(xué)的焦耳定律Q=I2Rt，你對(duì)發(fā)熱體和導(dǎo)線的材料有何建議？發(fā)熱體：電阻率大，熔點(diǎn)高導(dǎo)線：電阻率小，熔點(diǎn)高1.[2023·寧波月考]甲、乙兩個(gè)電熱器的電阻之比為5:4，通電相同時(shí)間甲、乙產(chǎn)生的熱量之比為5:1，則通過(guò)甲、乙的電流之比為(

)A.4:1 B.1:4C.2:1

D.1:2C2.[2022·杭州一模]超導(dǎo)現(xiàn)象是指材料在溫度降低到某一值時(shí)電阻變?yōu)榱愕默F(xiàn)象，發(fā)生了超導(dǎo)現(xiàn)象的材料叫超導(dǎo)體。超導(dǎo)體有廣泛的應(yīng)用價(jià)值，但不適用于制作(

)A.電飯煲的電熱板

B.電動(dòng)機(jī)的線圈C.遠(yuǎn)距離輸電的導(dǎo)線

D.發(fā)電機(jī)的線圈A3.[2023·寧波鄞州實(shí)驗(yàn)中學(xué)階段練習(xí)]下列電路中，閉合開關(guān)后，在相同時(shí)間內(nèi)虛線框里的電阻絲產(chǎn)生的總熱量最多的是(

)D焦耳定律1、電熱器：利用電流的熱效應(yīng)工作的.2、焦耳定律：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的