九年级物理全册第十八章第4节焦耳定律课件（新人教版）

第4节 焦耳定律 1.知道电流的热效应 4.知道利用和防止电热的方法 2.通过实验探究了解影响电热的因素 3.能利用焦耳定律解决简单问题 电油炸锅电饭煲 电熨斗 电取暖器电烤箱 电热水器 电烙铁电热水壶 电热毯 这些常见家用电器的共同特点： 1.电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流 的热效应。 2.利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。 3.电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电 阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。 优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等 优点。 缺点：浪费电能，造成电线老化,影响用电器使用寿命。 电流的热效应有什么利和弊？ 电流的热效 应与哪些因 素有关？ 点亮的灯泡过一会 儿会烫手，说明什 么？ 导线和电熨斗串联，为什么 电熨斗很热而导线并不是很 热？说明什么？ B、同一电热器，通电时间越长，发热越多。 C、电热丝热的发红，而导线却几乎不发热。 A、电热器通电发热，不通电不发热。 结合生活经验，猜想电热的影响因素。 〖可能与电流有关，I 越大，Q越大〗 〖可能与时间有关，t 越大，Q越大〗 〖可能与电阻有关，R越大，Q越大〗 电流通过导体时产生热的 多少跟什么因素有关？ 控制电流I、时间t相同:研究电阻R变 化→ 对电热Q的影响 控制电阻R、时间t相同:研究电流I 变化→对电热Q的影响 控制电阻R、电流I相同:研究时间t 变化→对电热Q的影响 控 制 变 量 法 探究实验用什么物理方法？ 电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见 也摸不着，如何测量呢？ 既看不见 也摸不着 的科学量 既看得见 也能测量 的科学量 转化 转化 让电流产生的热 量被气体吸收， 通过观察气体的 热膨胀（观察玻 璃导管内的水柱 升降）来测量。 【结论1】在电阻和通过电流Ｉ相同时，电流产生热 量多少与通电时间t长短有关，并且通电时间t越长 电流产生热量越多。 每隔一分钟记录一 下温度计的示数 保持R、I一定，探究Q与t的关系 时间的长短和液柱上升的高度【对比】 保持I、t一定，探究Q与R的关系 电阻的大小和液柱上升的高度【对比】 通过电热丝的 相同时，电 热丝的电组越   ，电热就越   。 【结论2】 多大 电流和通电时间 保持R、t一定，探究Q与I的关系 电流表的示数和液柱上升的高度【对比】 【结论3】 电热丝的 相同时，通过电 热丝的电流越   ，电热就越   。多大 电阻和通电时间 电流通过导体所产生的热量与导体的电阻 大小成正比，与电流的平方成正比，与通 电时间成正比。 焦耳定律(Ｑ＝Ｉ２Ｒt) 总结论 焦耳（1818～1889）， 英国物理学家。1818年 12月24日生于曼彻斯特 附近的索尔福德，1889 年10月11日卒于塞尔。 焦耳定律的发现者 ①在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，W=UIt 求得的是总消耗的电 能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中部分转化为 内能的能量。 电功与电热的关系（W 与Q的关系） 用电器电能 机械能 内能 其他能 W=UIt Q=I2Rt ②②在纯电阻电路(电热器电路)中： 即：W > Q W=UIt=U 2t/R=I2Rt Q=I2Rt=U2t/R=UIt W = Q 问题1. 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的 电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发 烫，电线的发热却觉察不出来。这是为什么? 灯泡的电阻比电线的 大得多，产生的热量 更多。 问题2. 假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线 将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火 灾。这又是为什么？ 大功率用电器的电 流过大，引起导线 发热过多。 问题3.电路中负荷过大有什么危险？为什么？ 电路中负荷过大时，使电路中电流增大，按Q=I2Rt 计算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。 显然，我们希望热量更多地集中在电炉的发热体上， 而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳 定律Q=I2Rt ，你对发热体和导线的材料有何建议 ？ 发热体：电阻率大、熔点高 导线：电阻率小、熔点高 请你当设计师： 电流热效应的利用 制电热器（要求电热丝材料电阻率大、熔点高） 制白炽灯 制保险丝（要求保险丝材料电阻率大、熔点低） 导线上的热损耗应尽量减少。 家用导线一般用电阻率很小的铜导线。 高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法 来减少热损耗。 预计未来导线可用超导体从而避免电流在导线 上的热损耗。 无用的电流热效应应尽量减少 1.电流的热效应：电流通过导体时电能转化为热能的 现象。 2.电热器：利用电流的热效应工作的用电器。 3.焦耳定律： 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比， 跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 公式：Q=I2Rt。 1.电流的热效应是电流通过导体时_____转化成____的 现象。电热器是利用电流的_______制成的加热设备。 2.在研究“电流产生的热量跟电流的关系”的实验 中，应保持_____、_____一定，用___________改变电 阻丝的电流。 电能 内能 热效应 电阻 时间 滑动变阻器 3.一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生 多少热量？ 解：通过电阻丝的电流为： 电流产生的热量为： Q=I2Rt=[(0.6)2×60×5×60]J=6480J 4.小明仔细观察家中的电视机、电风扇、白炽灯和节能灯， 发现它们上面都标有“220V 40W”的字样，若它们 都在额定电压下工作相同的时间，则产生热量最多的是 （ ） A.白炽灯 B.节能灯 C.电风扇 D.电视机 A 人生在勤，不索何获。 ——张衡