第十八章第四節(jié)《焦耳定律》

1、人教版物理九年級全冊第十八章第四節(jié)一、電流的熱效應(yīng)一、電流的熱效應(yīng)生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。電流通過導(dǎo)體時電流通過導(dǎo)體時電能電能轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能，這種現(xiàn)象，這種現(xiàn)象叫做叫做電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)。導(dǎo)線和電爐串聯(lián)，為什么電爐熱得發(fā)紅而導(dǎo)線并不很熱？說明什么？二、探究：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)？二、探究：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟什么因素有關(guān)？ 猜想與假設(shè)猜想與假設(shè) 1.1.可能與可能與電阻電阻有關(guān)。有關(guān)。2.2.可能與可能與電流電流有關(guān)。有關(guān)。3.3.可能與可能與通通電時間電時間有關(guān)。有關(guān)。導(dǎo)導(dǎo) 線線電爐絲電

2、爐絲討論討論1.1.當(dāng)一個物理量被猜測與多個因素有關(guān)，用什么當(dāng)一個物理量被猜測與多個因素有關(guān)，用什么方法去研究？方法去研究？ 設(shè)計實驗設(shè)計實驗 控制變量法控制變量法2.2.電熱是不易觀察和比較的物理量，應(yīng)采用什么方電熱是不易觀察和比較的物理量，應(yīng)采用什么方法去研究？法去研究？轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法電熱電熱固體、液體、氣體受熱膨脹，觀察現(xiàn)象比較產(chǎn)生熱固體、液體、氣體受熱膨脹，觀察現(xiàn)象比較產(chǎn)生熱量的多少。量的多少。【跟蹤思考跟蹤思考】 通電后蠟塊受熱會發(fā)生熔化，哪個蠟塊先熔通電后蠟塊受熱會發(fā)生熔化，哪個蠟塊先熔化，則哪個電流產(chǎn)生熱量多。化，則哪個電流產(chǎn)生熱量多?！靖櫵伎几櫵伎肌?通電后燒瓶里的煤油受熱溫

3、度升高，溫通電后燒瓶里的煤油受熱溫度升高，溫度計的示數(shù)上升，哪個溫度計示數(shù)高，則哪度計的示數(shù)上升，哪個溫度計示數(shù)高，則哪個電流產(chǎn)生熱量多。個電流產(chǎn)生熱量多?！靖櫵伎几櫵伎肌?通電后密閉容器的氣體受熱膨脹后，溫度升高，壓力變通電后密閉容器的氣體受熱膨脹后，溫度升高，壓力變大，連接的大，連接的U U型管里的液面高度差變大，哪個型管里的液面高度差變大，哪個U U型管里的液面型管里的液面高度差變得更大，則哪個電流產(chǎn)生熱量多。高度差變得更大，則哪個電流產(chǎn)生熱量多。 使電阻使電阻串聯(lián)串聯(lián)電流相同。電流相同。 觀察哪個觀察哪個U U型管里的型管里的液面高度差液面高度差 變得更大，則哪個電流產(chǎn)生熱量多。變

4、得更大，則哪個電流產(chǎn)生熱量多。電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系 思考：思考： 實驗設(shè)計中，怎樣保證電流相等？實驗設(shè)計中，怎樣保證電流相等？ 實驗中觀察什么比較實驗中觀察什么比較產(chǎn)生熱量的多少？產(chǎn)生熱量的多少？【演示實驗演示實驗1 1】R1 = 5 R2 =5R3= 5 現(xiàn)象現(xiàn)象：通電時間通電時間t t和電流和電流I I相同時，相同時，電阻電阻R R大大對應(yīng)對應(yīng)的的U U型管液面升得高，即型管液面升得高，即電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量熱量Q多多。結(jié)論結(jié)論1 1：在電流在電流I I和通電時間和通電時間t t相同時，電阻相同時，電阻R R越越大產(chǎn)生的熱

5、量大產(chǎn)生的熱量Q Q越多越多?！狙菔緦嶒炑菔緦嶒? 1】1、如何、如何設(shè)計電路設(shè)計電路？2、通過哪個電阻、通過哪個電阻電流小電流?。?為什么？為什么？電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電流的關(guān)系電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和電流的關(guān)系？【演示實驗演示實驗2】R1 = 5 R 2= 5 R3 = 5 看到了什么現(xiàn)象？看到了什么現(xiàn)象？說明了什么結(jié)論？說明了什么結(jié)論？在電阻在電阻R和通電時間和通電時間t相同相同時，時，電流電流 I 大大的對應(yīng)的對應(yīng)U型管液型管液面升的高，即產(chǎn)生的面升的高，即產(chǎn)生的熱量熱量Q 多多。結(jié)論結(jié)論2 2：在在電阻電阻R相同和相同和通電時間通電時間t相同相同時，通時，通過的過的電流電流I 越

6、大越大，產(chǎn)生的，產(chǎn)生的熱量熱量Q越多越多。 【演示實驗演示實驗2】 導(dǎo)體的導(dǎo)體的電阻電阻越越大大產(chǎn)生的熱量越產(chǎn)生的熱量越多多，通過，通過導(dǎo)體的導(dǎo)體的電流電流越越大大產(chǎn)生的熱量越產(chǎn)生的熱量越多多，通電時通電時間間越越長長產(chǎn)生的熱量越產(chǎn)生的熱量越多多。歸納后初步的結(jié)論：歸納后初步的結(jié)論：【演示實驗演示實驗3】電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和通電時間的關(guān)系電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量和通電時間的關(guān)系？結(jié)論結(jié)論3：在電阻在電阻R和電流和電流I相同時，相同時，通電時間通電時間t越長越長，產(chǎn)，產(chǎn)生的生的熱量熱量Q越多越多。 焦耳，英國物理學(xué)家，一生致力焦耳，英國物理學(xué)家，一生致力于實驗研究。他用近于實驗研究。他用近 4

7、0 年的時間做年的時間做了了 400 多次實驗，研究熱和功的關(guān)系，多次實驗，研究熱和功的關(guān)系，于于 1840 年最先精確地確定了電流產(chǎn)年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。關(guān)系。焦焦 耳耳焦耳焦耳Q = I R t 熱量 電流 電阻 時間J A S2、公式：3、意義：4、單位：三、焦耳定律：1、內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正電流的二次方成正比比，跟導(dǎo)體的，跟導(dǎo)體的電阻成正比，電阻成正比，跟跟通電時間成正比。通電時間成正比。電爐絲電爐絲導(dǎo)導(dǎo) 線線怎樣回答怎樣回答:導(dǎo)線和電爐串聯(lián)，為什么電爐熱得發(fā)

8、紅而導(dǎo)線并不很熱？求：求：Q答：答： 例題解析例題解析練習(xí)練習(xí)1：完成課本：完成課本P102動手動腦學(xué)物理第一題。動手動腦學(xué)物理第一題。焦耳定律的理論推導(dǎo)焦耳定律的理論推導(dǎo) 電流通過導(dǎo)體時，如果電流通過導(dǎo)體時，如果消耗電能消耗電能全部全部轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能，電流產(chǎn)生的熱量，電流產(chǎn)生的熱量Q Q就就等于等于消消耗的電能耗的電能W W。適用于純電阻電路適用于純電阻電路 Q = W Q = W = UIt = UIt = I= I2 2RtRt電能電能全部全部轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為內(nèi)能內(nèi)能 電流通過導(dǎo)體時，如果電能沒有全部轉(zhuǎn)化電流通過導(dǎo)體時，如果電能沒有全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而是同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。為內(nèi)能，

9、而是同時轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。如如電風(fēng)扇電風(fēng)扇拓展拓展求消耗的電能：W=UIt求電熱：Q=I 2 Rt練習(xí)練習(xí)2：趙強同學(xué)家中有一個電動機，已知該電動機趙強同學(xué)家中有一個電動機，已知該電動機的線圈電阻為的線圈電阻為100 ，當(dāng)他將這個電動機接在家庭，當(dāng)他將這個電動機接在家庭照明電路照明電路220v中，通過的電流是中，通過的電流是1A,通電通電10 s,電流電流所做的功是所做的功是 J,產(chǎn)生的熱量是產(chǎn)生的熱量是 J.10002200電功：電功： W=UIt=Q=I 2 Rt自主學(xué)習(xí)環(huán)保、熱效率高、可以方便調(diào)節(jié)溫度環(huán)保、熱效率高、可以方便調(diào)節(jié)溫度加熱、驅(qū)潮加熱、驅(qū)潮裝散熱窗、散熱扇、不要長時間使用、不要在高溫環(huán)境下使用裝散熱窗、散熱扇、不要長時間使用、不要在高溫環(huán)境下使用四、電熱的利用和防止：四、電熱的利用和防止：本節(jié)課你有什么收獲？一一. .電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)1.1.定義定義: :電流通過導(dǎo)體導(dǎo)體會電流通過導(dǎo)體導(dǎo)體會發(fā)熱發(fā)熱的現(xiàn)象的現(xiàn)象. .2.2.實質(zhì)實質(zhì): :電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. .二二. .焦耳定律焦耳定律( (控制變量法控制變量法 轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法) )1.1.內(nèi)容內(nèi)容: :電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量, ,與電流的平方成正比與電流的平方成正