九年級(jí)物理全冊(cè)18.4焦耳定律

第十八章

第4節(jié)焦耳定律

第1頁(yè)你知道嗎星期天,小東媽媽出門(mén)前囑咐小東別看電視,得先完成作業(yè),可是小東等媽媽一走,就看起了電視,直到媽媽回來(lái)前才開(kāi)始做作業(yè),媽媽問(wèn)小東為何沒(méi)有做完作業(yè),小東說(shuō)作業(yè)太難,可是小東媽媽只用了一招就知道小東說(shuō)了謊,請(qǐng)問(wèn),他媽媽是怎樣做她摸了摸電視機(jī)散熱窗，發(fā)覺(jué)那兒還熱著呢你有類(lèi)似經(jīng)歷嗎，這個(gè)故事對(duì)你有什么啟示？生活中的物理第2頁(yè)電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能（熱能）這些用電器工作時(shí)共同點(diǎn)是什么熱水器電烤箱

生活中，還有哪些用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生？請(qǐng)舉些例子。第3頁(yè)電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng)。一、電流熱效應(yīng)利用電流熱效應(yīng)來(lái)加熱設(shè)備：______電熱器第4頁(yè)思索：電爐絲和導(dǎo)線(xiàn)串聯(lián)接入電路，為何電爐絲熱發(fā)紅，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)燒？提出問(wèn)題:電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱多少跟什么原因相關(guān)？電爐第5頁(yè)你猜測(cè)是；電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與___________相關(guān)。

3、相同導(dǎo)線(xiàn)，假如將燈泡換成大功率電爐，導(dǎo)線(xiàn)將顯著發(fā)燒，甚至燒壞導(dǎo)線(xiàn)。2、電熨斗，它通電時(shí)間過(guò)長(zhǎng)，一不小心，就會(huì)燙壞衣料。你猜測(cè)是；電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與________相關(guān)。

你猜測(cè)是；電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量與__________相關(guān)。通電時(shí)間電流大小猜測(cè)：導(dǎo)體電阻

導(dǎo)體電阻通電時(shí)間電流大小1、電爐絲和導(dǎo)線(xiàn)是串聯(lián)，通電時(shí)電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不熱。第6頁(yè)【設(shè)計(jì)試驗(yàn)】討論1：當(dāng)大家猜測(cè)電熱與多個(gè)原因相關(guān)，試驗(yàn)研究時(shí)應(yīng)用什么方法去研究？

控制變量法討論2：（觀察試驗(yàn)裝置）（1）用什么方法去觀察不可見(jiàn)物理量（電熱）？電熱——經(jīng)過(guò)空氣受熱膨脹程度，觀察產(chǎn)生熱量多少。

像這種利用物理量產(chǎn)生效應(yīng)來(lái)觀察不可見(jiàn)物理量方法叫轉(zhuǎn)換法。

試驗(yàn)中，經(jīng)過(guò)觀察兩個(gè)U形管中染色水柱液面高度改變來(lái)判斷產(chǎn)生熱量多少。

試驗(yàn)裝置（2）怎樣比較電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少？第7頁(yè)[試驗(yàn)一]研究電熱與電阻關(guān)系應(yīng)控制不變物理量：應(yīng)改變物理量：怎樣才能使不一樣電阻有相等電流和通電時(shí)間？將不一樣電阻設(shè)計(jì)試驗(yàn)：電流和通電時(shí)間相同電阻R1=5ΩR2=10ΩA串聯(lián)試驗(yàn)表明：

在電流相同、通電時(shí)間相同情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生熱量越多。第8頁(yè)[試驗(yàn)二]研究電熱與電流關(guān)系應(yīng)控制不變物理量：應(yīng)改變物理量：設(shè)計(jì)試驗(yàn)試驗(yàn)表明：I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1

在電阻相同、通電時(shí)間相同情況下，經(jīng)過(guò)一個(gè)電阻電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生熱量越多。電阻和通電時(shí)間相同電流怎樣才能使相同電阻經(jīng)過(guò)電流不相等呢？第9頁(yè)在電阻和電流相同情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，這個(gè)電阻產(chǎn)生熱量越多。電熱與通電時(shí)間關(guān)系：剛才觀察：在電阻和電流不變情況下，通電時(shí)間加長(zhǎng)，U形管中液體液面是怎樣改變？你能得出什么結(jié)論？

請(qǐng)同學(xué)們對(duì)以上試驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)：電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與電流、電阻和通電時(shí)間關(guān)系。

第10頁(yè)焦耳定律（自主學(xué)習(xí)）Q=I2

Rt

熱量

電流

電阻

時(shí)間JAΩS公式：意義：?jiǎn)挝唬弘娏鹘?jīng)過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟電流二次方成正比，跟導(dǎo)體電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。

焦耳

(1818－1889)二、焦耳定律內(nèi)容：強(qiáng)調(diào):電熱跟電流二次方成正比。第11頁(yè)

焦耳致力于熱功當(dāng)量準(zhǔn)確測(cè)定達(dá)40年之久.他用試驗(yàn)證實(shí)“功”和“熱量”之間有確定關(guān)系，為熱力學(xué)第一定律建立確定了牢靠試驗(yàn)基礎(chǔ).

焦耳是英國(guó)物理學(xué)家.他一生大部分時(shí)間是在試驗(yàn)室里度過(guò).1840年，焦耳經(jīng)過(guò)大量試驗(yàn)終于確定了電流產(chǎn)生熱量跟電流平方成正比，跟導(dǎo)體電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比，這個(gè)規(guī)律就是焦耳定律。

第12頁(yè)我們學(xué)習(xí)了焦耳定律，怎樣回答前面問(wèn)題？導(dǎo)線(xiàn)和電爐絲串聯(lián)，經(jīng)過(guò)電流相同，為何電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)燒呢？

答：電爐經(jīng)過(guò)導(dǎo)線(xiàn)接到電路中，導(dǎo)線(xiàn)中電流跟電爐絲中電流相等，但電爐絲電阻比連接電爐絲導(dǎo)線(xiàn)電阻大得多，依據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，電流相等時(shí)，電阻大，相同時(shí)間里產(chǎn)生熱量較多，所以電爐絲很熱，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不熱。第13頁(yè)焦耳定律理論推導(dǎo)電流經(jīng)過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，消耗電能全部用來(lái)產(chǎn)生熱量（純電阻導(dǎo)體）電流對(duì)純電阻導(dǎo)體時(shí)所做電功全部轉(zhuǎn)化為電熱Q=W=UIt對(duì)于純電阻導(dǎo)體U=IRQ=W=UIt=IRIt=I2Rt第14頁(yè)

焦耳定律：Q=W=Pt=UIt=

(只適合用于純電阻電路)焦耳定律公式擴(kuò)展第15頁(yè)Q=I2Rt與W=IUt區(qū)分①在純電阻電路中，這兩個(gè)公式是通用。把電能只轉(zhuǎn)化為熱能②在非純電阻電路中，W=IUt公式求得是總消耗電能；Q=I2Rt公式求得是在總電能中部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能能量即：W>Q第16頁(yè)電熱與電功關(guān)系：請(qǐng)比較電爐與電風(fēng)扇工作特點(diǎn)純電阻電路：非純電阻電路：

在消耗電能全部用來(lái)產(chǎn)生熱量情況下，焦耳定律推導(dǎo):像電爐這種只把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）用電器。

Q=W像電風(fēng)扇（電動(dòng)機(jī)）這種把電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式能，少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能用電器。

Q<W第17頁(yè)例：一根60?電阻絲接在36V電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？

解：R=60Ω

U=36Vt=5min=5×60s=300s經(jīng)過(guò)電阻絲電流為：I==36V60?=0.6A產(chǎn)生熱量為：Q=I2