精品課件九年級物理焦耳定律第十八章電功率人教版

《焦耳定律》初三物理

第十八章電功率人教版教學(xué)目標(biāo)能通過生活實例，認識電流的熱效應(yīng)；能在實驗的基礎(chǔ)上引出焦耳定律，會用焦耳定律進行計算；通過學(xué)習(xí)電熱的利用和防止，學(xué)會辯證地看待問題。教學(xué)重點焦耳定律的理解及應(yīng)用。教學(xué)難點焦耳定律的理解及應(yīng)用。上周六，小剛同學(xué)的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。當(dāng)爸爸回來時看到他在認真寫作業(yè)，電視機也沒打開，很高興。

誰知道他爸爸是根據(jù)什么道理判定的嗎？用手摸一下電視機后蓋你有類似的經(jīng)歷嗎，這個故事對你有什么啟示？生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生?！墒?，后來發(fā)現(xiàn)小剛說了謊。生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。請舉例說明。電熱水器電水壺電熨斗電飯鍋什么是電流的熱效應(yīng)？電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體就要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。焦耳定律現(xiàn)象：電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?問題：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?

猜想：與電阻、電流、時間有關(guān)

焦耳定律設(shè)計實驗：討論1.當(dāng)一個物理量被猜測與多個因素有關(guān)，應(yīng)用什么方法去研究？答：控制變量法討論2.用什么方法和器材去觀察那些不可見的物理量？答：轉(zhuǎn)換法電熱——液體吸熱，觀察升高的溫度；

氣體（或液體）受熱膨脹，觀察膨脹的多少實驗1.煤油升溫實驗1A：研究電熱與電阻關(guān)系條件：等量煤油，電流相同，時間相同電路圖：AB

實驗1.煤油升溫實驗1B：研究電熱與電流關(guān)系條件：電路圖：等量煤油，電阻相同，時間相同AB

電流產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)？探究實驗用到了什么實驗方法？探究電熱的影響因素條件：等量煤油，電流相同，時間相同實驗1A：研究電熱與電阻關(guān)系結(jié)論：現(xiàn)象：電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。B瓶中溫度上升多實驗1B：研究電熱與電阻關(guān)系條件：等量煤油，電阻相同，時間相同結(jié)論：現(xiàn)象：電流和通電時間相同時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。A瓶中溫度上升多實驗2.氣體膨脹實驗2A：研究電熱與電阻關(guān)系條件：容器相同，I相同，t相同電路圖實驗2.氣體膨脹實驗2B：研究電熱與電流關(guān)系條件：容器相同，R相同，t相同電路圖電流產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)？探究實驗用到了什么實驗方法？探究影響導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素實驗2A：研究電熱與電阻關(guān)系條件：結(jié)論：容器相同，I相同，t相同I和t相同時，R越大，Q越多?，F(xiàn)象：B中液面上升多實驗2A：研究電熱與電阻關(guān)系條件：結(jié)論：容器相同，I相同，t相同I和t相同時，R越大，Q越多?，F(xiàn)象：B中液面上升多焦耳定律焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），英國物理學(xué)家。用近40年的時間做了400多次實驗，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實驗，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。焦耳定律內(nèi)容：電流通過導(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，跟通電時間成正比。公式：意義：單位：焦耳定律理論推導(dǎo)電流通過導(dǎo)體時，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，而沒有同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即:Q=W=Pt=UIt=IR·It=

電流產(chǎn)生的熱量多少跟什么因素有關(guān)？探究實驗用到了什么實驗方法？探究影響導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素例題電流通過電風(fēng)扇做功時，

能轉(zhuǎn)化為

能和

能，如果電流做功3.6×10?J,電風(fēng)扇獲得的機械能一定______3.6×10?J電機械內(nèi)當(dāng)電扇工作時：電能（W）

內(nèi)能（Q熱）+機械能（E）W＞Q熱小于什么是純電阻電路？電能及電熱公式的使用范圍是什么？焦耳定律的公式推廣及其簡單計算例題某導(dǎo)體的電阻是2歐，當(dāng)1安的電流通過時，1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？解：Q=I2Rt=(1安)2

×2歐×60秒=120焦答：1分鐘產(chǎn)生的熱量是120焦。一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?例題解:Q=I2Rt=(0.6A)2×60W×300s=6480J答:在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480J熱量。例題現(xiàn)象：電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?因為電線和電爐串聯(lián)，通過它們的電流是一樣的，而電爐的電阻比電線的電阻大的多，所以根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時間內(nèi)電流通過電爐產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱而電線卻不熱。例題額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?答：前者說電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該特別注意條件。練習(xí)電流的熱效應(yīng)是電流通過導(dǎo)體時_____轉(zhuǎn)化成____的現(xiàn)象。電熱器是利用電流的_______制成的加熱設(shè)備。電能熱熱效應(yīng)練習(xí)在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系”的實驗中，應(yīng)保持_____、_____一定，用___________改變電阻絲的電流。電阻時間滑動變阻器練習(xí)一根100Ω的電阻絲通過的電流是2A，它的電功率是_____W，通電1min時產(chǎn)生的熱量是_______J。40024000練習(xí)電阻R1、R2串聯(lián)在電路中，R1=4，R2=6，則P1:P2=_____。Q1:Q2=______。2:32:3下列用電器正常工作時，在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生熱量最多的是

（

）

A．“220v，60w”的電風(fēng)扇

B．“220v，60w”日光燈

C．“220v，60w”的電熱器

D．一樣多練習(xí)C練習(xí)某電熱器電阻絲的電阻為55歐,接入220V的電路中,在20分鐘內(nèi)產(chǎn)生多少熱量?105600J練習(xí)一電爐的電阻是100?，通電時間10秒鐘產(chǎn)生的熱量為4×105J,通過這個電爐的電流是

A20電熱在生活中有很多應(yīng)用，那是不是所有電流產(chǎn)生的熱都是有用的呢？電熱的利用和防范電熱的利用和防止1．電熱的利用電熱器的優(yōu)點:清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。利用電熱孵化器孵小雞用來加熱電熱的利用和防止1．電熱的利用例如：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電孵化器等等。電熱器就是利用電流的熱效應(yīng)工作的電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點高的電阻絲纏繞在絕緣材料上制成的。電熱的利用和防止2．電熱的危害很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運行時要用微型風(fēng)扇及時散熱等等。電熱的利用和防止2．電熱的危害電熱的危害防止電熱的危害的措施電熱會將導(dǎo)體燒壞電熱會使絕緣體老化減少產(chǎn)生的熱量設(shè)法散熱例題下列情況中屬于防止電熱危害的是(

)A．電視機背后有散熱窗B．家用電器長時間停用，隔一段時間應(yīng)通電一次C．大型爆破工程，用電熱裝置引發(fā)炸藥A小資料焦耳焦耳（1818～1889），英國物理學(xué)家。他極力想從實驗上去證明能量的不滅。對發(fā)現(xiàn)和確立能量守定律作出了主要貢獻。1840年，焦耳經(jīng)過了多次通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的實驗發(fā)現(xiàn)電能可以轉(zhuǎn)化為熱能，并且得出了一條定律，導(dǎo)體在一定時間內(nèi)放出的熱量同電路的電阻以及電流強度二次方的乘積成正比，即焦耳定律。焦耳并不滿足，在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，仍繼續(xù)探討各種運動形式之間的能量守恒和轉(zhuǎn)化的關(guān)系。1843年，發(fā)現(xiàn)了熱功當(dāng)量，并測出其數(shù)值。1850年，他又寫了《論熱功當(dāng)量》的論文，總結(jié)和分析了以往工作的結(jié)果。以后，焦耳繼續(xù)改進實驗方法，不斷提高實驗的精確度，最后得到熱功當(dāng)量的值比現(xiàn)在的公認的值只小0.7%，從當(dāng)時的條件來看，這樣的精確度是驚人的。焦耳在科學(xué)道路中勇于攀登，不怕困難，精益求精的精神，很值得大家學(xué)習(xí)。電能和電熱的關(guān)系電能：W=UIt熱量：Q=I2Rt純電阻電路：U=IRW=UIt=IR·It=I2Rt=Q消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能

電飯鍋電爐子燈泡電能和電熱的關(guān)系電能：W=UIt熱量：Q=I2Rt非純電阻電路電風(fēng)扇：電能W

內(nèi)能Q機械能E

電流扇葉轉(zhuǎn)動電能和電熱的關(guān)系電能：W=UIt熱量：Q=I2Rt電風(fēng)扇：電能W

內(nèi)能Q機械能E

電流扇葉轉(zhuǎn)動W=Q+EUIt=I2Rt+E電能轉(zhuǎn)化的機械能：E=UIt-I2Rt

電能和電熱的關(guān)系純電阻電路非純電阻電路適用不適用歐姆定律電流表達式原因消耗電能電流生熱只有電阻阻礙電流還有其他阻礙因素（高中）UIt=I2Rt=U2/RUIt=I2Rt=U2/RUItI2Rt例題一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380伏，線圈的電阻為2歐,線圈中的電流為10安,若這臺電動機正常工作1秒鐘，求：(1)消耗的電能W。(2)產(chǎn)生的熱量Q。(3)如沒有其他能量的損失，則得到多少的機械能？已知：電動機

U=380V

I=10A

R=2Ω

t=1s求：

1）W

2）Q

3)W機

解：1）W＝UIt＝380V×10A×1S＝3800J2）Q＝I2Rt＝(10A)2×2Ω×1S＝200J3）W機＝W-Q＝3800J-200J＝3600J課本練習(xí)1.某導(dǎo)體的電阻是2Ω，通過2A的電流時，1min產(chǎn)生多少焦耳的熱量？課本練習(xí)2.一只額定功率是450W的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生多少熱量？課本練習(xí)3.一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時的電阻是1210Ω，它的額定功率有多大？在額定電壓下通電10min產(chǎn)生多少熱量？課本練習(xí)4.某校師生自制了一臺電烘箱．電烘箱的電阻絲通過5A的電流時，每分鐘可產(chǎn)生6.6×102J的熱量．求這臺電烘箱的電功率和電阻絲工作時的電阻．課本練習(xí)5.電流的熱效應(yīng)有時對我們有益，我們利用它；有時對我們有害，需要減少電流導(dǎo)致的發(fā)熱，或者盡快把發(fā)出的熱散發(fā)掉．