九年級物理第六章++第1節(jié)+焦耳定律教科版（38張PPT）

1、v6.36.3 焦耳定律感受生活 電流的熱效應電流流過導體時，導體就要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應。思考？產生的熱量與哪些因素有關呢?電流通過電熱器所產生的熱量多少與哪些因素有關？電流通過電熱器所產生的熱量多少與哪些因素有關？猜想依據猜想依據燙手燙手不燙手不燙手現(xiàn)象：電爐絲和導線通過的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱？根據此現(xiàn)象，你能提出什么問題？著火著火了！了！why why ？燙燙手手不燙不燙手手跟跟電流電流有關有關跟跟電阻電阻有關有關返回返回探究實驗：探究實驗：實驗方法：實驗方法：實驗目的：實驗目的：研究電流通過導體產生的熱量Q 跟電流大小I，電阻R和通電時間t的關系

2、。 設計實驗：設計實驗：1、如何在實驗中展示出電流產生的熱量Q的多少？2、如何控制電流大小I相同？3、如何控制電阻R的大小不變？4、通電時間t比較好控制。探究電流的熱效應跟哪些因素有關 ？電流通過導體產熱,其中所產生的熱量既看不見也摸不著，如何測量呢？既看不見也摸不著的科學量既看得見也能測量的科學量轉化轉化轉化轉化讓電流產生的熱量被氣體吸收，通過觀察氣體的熱膨脹（觀察玻璃管內的水柱升降或者溫度計示數大?。﹣頊y量。觀察電熱的方法：觀察電熱的方法：方法二方法二電熱絲發(fā)熱，電熱絲發(fā)熱，點燃火柴點燃火柴方法三方法三電熱絲發(fā)熱使電熱絲發(fā)熱使煤油升溫而膨脹煤油升溫而膨脹控制 I、R、t1、如何控制電流相同

3、？、如何控制電流相同？讓電阻串聯(lián)2、如何控制電阻大小相同？、如何控制電阻大小相同？用2個相同的電阻演示21RR 電阻絲電阻絲1R2R 在電流、通電時間相同時在電流、通電時間相同時，阻值，阻值 大大 的電阻產生的熱量多。的電阻產生的熱量多。探究一：產熱多少與電阻大小的關系探究一：產熱多少與電阻大小的關系演示電阻絲電阻絲RR 在電流、電阻相同時在電流、電阻相同時，通電時間，通電時間 長長 的產的產生的熱量多。生的熱量多。探究二：電熱多少與通電時間的關系探究二：電熱多少與通電時間的關系演示電阻絲電阻絲RRR ，電流越，電流越 大大 的產生的熱量多。的產生的熱量多。探究三：產熱多少與電流大小的關系探究

4、三：產熱多少與電流大小的關系返回返回 利用如圖所示的裝置探利用如圖所示的裝置探究究“導體產生的熱量與電阻大小的關系導體產生的熱量與電阻大小的關系”兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶瓶A中的金屬絲電阻比較小，中的金屬絲電阻比較小，燒瓶燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大兩瓶煤油中溫度計可以顯示比較大兩瓶煤油中溫度計可以顯示煤油的溫度煤油的溫度（1）根據控制變量法的研究思想，應該使這兩個燒瓶中煤油的質）根據控制變量法的研究思想，應該使這兩個燒瓶中煤油的質量量 （2）實驗中，發(fā)現(xiàn)燒瓶）實驗中，發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計的示數升高的快這表明：中溫

5、度計的示數升高的快這表明：在在 和通電時間相同的情況下，導體的電阻越和通電時間相同的情況下，導體的電阻越 ，電流產電流產生的熱量越生的熱量越 。BA電熱的影響因素電熱的影響因素相等相等電流電流大大多多RR研究電熱與研究電熱與I的關系，那么就要控制的關系，那么就要控制 和通電時間不變。所以就設計以上的電路，用了相同的和通電時間不變。所以就設計以上的電路，用了相同的電熱絲來保證電阻相同。那么怎樣使并聯(lián)的兩個電阻電流不同呢？電熱絲來保證電阻相同。那么怎樣使并聯(lián)的兩個電阻電流不同呢？ 。最后發(fā)現(xiàn)：電流大的那個支路，煤油的示數上升的快。所以表明最后發(fā)現(xiàn)：電流大的那個支路，煤油的示數上升的快。所以表明在電

6、阻和通電時間相同的情況下，導體的電流越在電阻和通電時間相同的情況下，導體的電流越 ，電流產生的，電流產生的熱量越熱量越 。RR電阻電阻移動滑動變阻器的滑片移動滑動變阻器的滑片大大多多1 1、為什么選用煤油，而沒有用水？（、為什么選用煤油，而沒有用水？（ ）實驗中，幾個重要的問題，你能回答出來嗎？實驗中，幾個重要的問題，你能回答出來嗎？3、通過什么樣的連接方式可以使阻值不同的電阻絲、通過什么樣的連接方式可以使阻值不同的電阻絲保持相同的電流？保持相同的電流？2、本實驗電流產生熱量的多少是通過什么方式來、本實驗電流產生熱量的多少是通過什么方式來表明的？表明的？A因為煤油有顏色便于觀察因為煤油有顏色便

7、于觀察 B因為煤油有比較大的熱值因為煤油有比較大的熱值C因為煤油有比較小的密度因為煤油有比較小的密度 D因為煤油有比較小的比熱容因為煤油有比較小的比熱容D在通電電流和通電時間相在通電電流和通電時間相同時，同時，電阻電阻越大越大，電流產生的熱量電流產生的熱量越多越多. . 在電阻和通電時間相在電阻和通電時間相同時，同時，電流電流越大越大，電流產生的熱量電流產生的熱量越多越多. . 在通電電流和電阻相在通電電流和電阻相同時，同時，通電時間通電時間越長越長，電流產生的熱量電流產生的熱量越多越多. . 1231.內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比. 2

8、.公式： Q = IQ = I2 2RtRt3.單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦.注意：熱量跟電流的平方成正比，若通過一個用電器的電流增加到3倍時，它產生的熱量增大到 倍9英國物理學家焦耳做了大量的實驗，于1840年最先精確地確定電熱跟電流、電阻和通電時間的關系，即 根據電功公式和歐姆定律推導焦耳定律根據電功公式和歐姆定律推導焦耳定律. . 焦耳定律適用于任何用電器的熱量計算，焦耳定律適用于任何用電器的熱量計算，對只存在電流熱效對只存在電流熱效應的電路也可用應的電路也可用Q Q = =W W = = UIt UIt = = Pt Pt = = UU2 2 t/R t/R 來來計算熱量計算熱

9、量. .QQ = = W W = = UItUIt = = I I2 2RtRt又又WW = = UItUIt 若電流做的功全部用來產生熱量即若電流做的功全部用來產生熱量即Q = WQ = W 返回返回前面兩個現(xiàn)象的解釋前面兩個現(xiàn)象的解釋1 燈燈泡和導線是泡和導線是，燈泡的電阻大比導線的燈泡的電阻大比導線的電阻大電阻大 干路的電干路的電流等于流等于各個支路的電各個支路的電流之和流之和2燙燙手手不燙不燙手手電熱的應用電內熱效應發(fā)熱體大高常見的電熱的應用電爐電爐電熱毯電熱毯熱熱得得快快電熱水壺電熱水壺電暖氣電暖氣電熨斗電熨斗電流熱效應的利用v制電熱器（要求電熱絲材料電阻率大、熔點高）v制白熾燈v制

10、保險絲（要求保險絲材料電阻率大、熔點低）電熱的預防計算機顯示器的散熱孔計算機CPU的散熱風扇電熱的預防無用的電流熱效應應盡量減少v 導線上的熱損耗應盡量減少。v 家用導線一般用電阻率很小的銅或者鋁導線v 電路板中，用銅箔或者銀箔做導線，減小電阻。v 高壓導線又都是采用升高電壓減少電流的方法來減少熱損耗。v 有些電器加裝風扇或者散熱片、散熱孔。使用常識：防火災 -勿將空調靠近窗簾 為了研究溫度對種子發(fā)芽的為了研究溫度對種子發(fā)芽的影響影響, ,課外活動小組要做一只電烘箱課外活動小組要做一只電烘箱, ,要求要求在在10min10min內產生內產生6 610104 4J J的熱量的熱量, ,接用的是家

11、接用的是家庭電路庭電路, ,請計算一下這只電烘箱電熱絲的請計算一下這只電烘箱電熱絲的電阻是多少電阻是多少? ? 標有標有“220V 100W”220V 100W”的白熾的白熾燈正常工作時燈正常工作時, ,在在1min1min內將產生多少熱量內將產生多少熱量? ?將消耗多少電能將消耗多少電能? ?若接在若接在55V55V的電路中呢的電路中呢? ?6、一電動機線圈的電阻為、一電動機線圈的電阻為1，線圈兩端所加電壓為，線圈兩端所加電壓為2V時，電流時，電流為為1A，電動機正常工作。，電動機正常工作。（1）電動機正常工作時的能量轉化？）電動機正常工作時的能量轉化？（2）電動機正常工作）電動機正常工作1

12、min所產生的電能為多少所產生的電能為多少J？（3）電動機正常工作）電動機正常工作1min所產生的電熱為多少所產生的電熱為多少J？（4）電動機正常工作）電動機正常工作1min所提供的機械能為多少？所提供的機械能為多少？（5）如果想讓電動機的電能全部轉化為內能，可以怎樣實施？）如果想讓電動機的電能全部轉化為內能，可以怎樣實施？Q=UIt【定義式】導出式：導出式：歐姆定律歐姆定律RUI 代換法U2RtW=對于非純電阻電路：計算電熱只有一個公式：Q=I2Rt 計算電能只有一個公式：W=UIt 計算機械能只有一個公式：W機械=WQ非純電阻電路的電熱（Q）計算：QW【電能少部分轉化為內能】Q=Pt 7

13、7、 如圖所示，電源電壓如圖所示，電源電壓220220伏，伏，R R是電烙是電烙鐵，標有鐵，標有“220V220V，40W”40W”字樣；字樣；L L是電燈泡，是電燈泡，標有標有“PZ220PZ22040”40”字樣字樣. .當開關當開關S S閉合時，閉合時，電烙鐵每分鐘產生的熱量是電烙鐵每分鐘產生的熱量是_焦，當開焦，當開關關S S斷開時，電烙鐵的實際功率是斷開時，電烙鐵的實際功率是_瓦；開瓦；開關關S S斷斷 開后，整個電路工作開后，整個電路工作_小時消耗小時消耗1 1千千瓦時電能瓦時電能. .8、如圖是一個電熱毯的簡化電路圖，電源電、如圖是一個電熱毯的簡化電路圖，電源電壓為壓為220V，

14、R1是發(fā)熱電阻，是發(fā)熱電阻，R2是阻值為是阻值為616的分壓電阻，的分壓電阻，S是控制電熱毯工作狀態(tài)的開關。是控制電熱毯工作狀態(tài)的開關。S轉到觸點轉到觸點1為斷開狀態(tài)；為斷開狀態(tài)；S轉到觸點轉到觸點2為低溫為低溫狀態(tài)；狀態(tài)；S轉到觸點轉到觸點3為高溫狀態(tài)，此時功率為為高溫狀態(tài)，此時功率為100W。求：。求： （l）當開關）當開關S轉到觸點轉到觸點3時。電熱毯的發(fā)熱電時。電熱毯的發(fā)熱電阻阻R1是多少是多少？（2）當開關）當開關S轉到觸點轉到觸點2時，時，通過電路的電流是多少安？通過電路的電流是多少安？發(fā)熱電阻發(fā)熱電阻R1消耗的功率是消耗的功率是多少瓦特？多少瓦特？9 9、CFXBCFXB型型“2

15、20V 1100W”220V 1100W”電飯煲的原理圖如圖電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋，通過單所示，它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋，通過單刀雙擲開關刀雙擲開關S S進行調節(jié)，進行調節(jié)，R R0 0為電熱絲當開關為電熱絲當開關S S接接高溫燒煮擋時，電路的功率為高溫燒煮擋時，電路的功率為1100W1100W，當開關，當開關S S接接燜飯、保溫擋時，電路的總功率為燜飯、保溫擋時，電路的總功率為22W22W（1 1）電）電飯煲在高溫燒煮擋時，開關飯煲在高溫燒煮擋時，開關S S應與哪個觸點連接？應與哪個觸點連接？（2 2）電熱絲）電熱絲R R0 0的阻值多大？（的阻值多大？（3

16、 3）當電飯煲在正）當電飯煲在正常燜飯、保溫時電路中的電流多大？燜飯、保溫常燜飯、保溫時電路中的電流多大？燜飯、保溫10min10min，電熱絲，電熱絲R R0 0產生的熱量為多少？產生的熱量為多少？ 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英國曼徹日生于英國曼徹 斯特，他的父親是一個釀酒廠主斯特，他的父親是一個釀酒廠主. .焦耳自幼焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規(guī)的教跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規(guī)的教育。青年時期，在別人的介紹下，焦耳認識育。青年時期，在別人的介紹下，焦耳認識了著名的化學家道爾頓了著名的化學家道爾頓. .道爾頓給予了焦耳道爾頓給予了焦耳熱情的教導熱情的教導. .焦耳向他虛心的學習了數學、焦耳向他虛心的學習了數學、哲學和化學，這些知識為焦耳后來的研究奠哲學和化學，這些知識為焦耳后來的研究奠定了理論基礎定了理論基礎.1840.1840年，焦耳把環(huán)形線圈放年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內，測量不同電流強度和電阻時的水溫入裝水的試管內，測量不同電流強度和電阻時的水溫. .通過這一實驗，他發(fā)通過這一實驗，他發(fā)現(xiàn)：導體在一定時間內放出的熱量與導體的電阻及電流強度的平方之積成正現(xiàn)：導體在一定時間內放出的熱量與導體的電阻及