九年级物理上册(教科版)同步教学课件6.3焦耳定律(共20张)..ppt

1.电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫电流的热效应。 焦耳定律 用手摸一下电视机后盖 上周六，小刚同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。当爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。 可是 ，后来发现小刚说了谎。 生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。 你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？ 电流的热效应： 电流通过导体时，导体会发热，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 电流通过导体产 生热的多少跟什么因素有关？ 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很热？说明什么？ 烫手 不烫手 家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾。 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光，电线的发热却觉察不出来。 要解释上述两个现象，我们必须研究 电流产生的热量与哪些因素有关. [猜想与假设] 1.可能与电阻有关。电阻越大，电流热效应越大 电流的热效应与那些因素有关？ 2.可能与电流有关。电流越大，电流热效应越大 3.可能与通电时间有关。通电时间越长，电流热效应越大 [设计实验] 讨论1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用 什么 方法去研究？ 答:控制变量法 讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？ 答：转换法 电热—— 气体（或液体）受热膨胀，观察产生热量的多少 实验中，通过观察U形管中液面高度的变化 来判断产生热量的多少， 实验过程与实验现象： （1）在电流和时间相同的情况下， 研究热量和电阻的关系； （2）在电阻和时间相同的情况下，研究热量和电流的关系； （3）在电流和电阻相同的情况下，研究热量和时间的关系； 两个相同的烧瓶中装满煤油 分别放入电阻不同的电阻丝 通电后导管中的煤油上升 back 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多. 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多. 1 2 3 实验分析 1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. ? 2.公式： Q = I2Rt 3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦. 注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到 倍 9 英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律. 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律. ? 纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt 非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q) 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量. ∴Q = W = UIt = I2Rt 根据欧姆定律U = IR 又∵W = UIt? 若电流做的功全部用来产生热量即Q = W?? 注意： 例1：一根60? 的电阻丝接在36v的电源上，在5分钟内共产生多少热量？ 分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。 解： 例题 例2：某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5 ?，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？ 解：消耗的电能为:W总=UIt=220V×2A×60S=26400J 线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)2×5 ?×60S=120J 得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－120J=25200J 例题 焦耳定律是反映电流的 效应的规律，即 能转化为 的规律。 一电炉的电阻是100 ? ，通电时间10秒钟产生的热量为4×105J,通过这个电炉的电流是 A 电流通过电风扇做功时， 能转化 为能和 能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的机械能一定 3.6×106J 练习 如图所示，电源电压为220V,且保持不变，R为“220V,25W”的电烙铁，L为“220V,40W”的灯泡，求（1）当S闭合时，电烙铁在1min 内产生的热量；（2）当S断开时，电烙铁在1min 内产生的热量。 × 220V 练习 电热的利用 电热的防止 电脑中的CPU在工作时要产