ZXXKCOM九年級十八章第四節(jié)焦耳定律課件

1、18.4 18.4 焦耳定律焦耳定律1 1、知道電流的熱效應(yīng)、知道電流的熱效應(yīng). .2 2、知道焦耳定律，會用焦耳定律進(jìn)行計算、知道焦耳定律，會用焦耳定律進(jìn)行計算. .3 3、能用焦耳定律解釋簡單的現(xiàn)象、能用焦耳定律解釋簡單的現(xiàn)象. .(1)(1)燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡有什燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡有什么感覺？為什么？么感覺？為什么？ (2)(2)電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機(jī)電風(fēng)扇使用一段時間后，用手觸摸電動機(jī)部分有什么感覺？為什么？部分有什么感覺？為什么？發(fā)燙發(fā)燙. .是電流的熱效應(yīng)是電流的熱效應(yīng). .問題問題電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)生活中生活中. .許多用電器接通電

2、源后許多用電器接通電源后. .都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生. .電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)叫做電流的熱效應(yīng).燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。這是為什么？發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不出來。這是為什么？燙手燙手不燙手著火著火了！了！whywhy？家庭電路中使用功率過大的用電家庭電路中使用功率過大的用電器可能引起火災(zāi)，這又是為什么？器可能引起火災(zāi)，這又是為什么？燙燙手手不

3、燙不燙手手家庭電路中使家庭電路中使用功率過大的用功率過大的用電器可能引用電器可能引起火災(zāi)。起火災(zāi)。燈泡接入電路中時，燈泡接入電路中時，燈泡和電線中流過相燈泡和電線中流過相同的電流，燈泡和電同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺察不電線的發(fā)熱卻覺察不出來。出來。要解釋上述兩個現(xiàn)象，我們必須研究要解釋上述兩個現(xiàn)象，我們必須研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān).點(diǎn)亮的燈泡過一會兒會燙手，說明什么？導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不很熱？說明什么？電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生

4、熱的多少跟什么因素有關(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)。電阻越大，電流熱效應(yīng)越大有關(guān)。電阻越大，電流熱效應(yīng)越大電流的熱效應(yīng)與那些因素有關(guān)？電流的熱效應(yīng)與那些因素有關(guān)？2.2.可能與可能與電流電流有關(guān)。電流越大，電流熱效應(yīng)越大有關(guān)。電流越大，電流熱效應(yīng)越大3.3.可能與可能與通通電時間電時間有關(guān)。通電時間越長，電流熱有關(guān)。通電時間越長，電流熱效應(yīng)越大效應(yīng)越大討論討論1.1.當(dāng)一個物理量被猜測與多個因素有關(guān)，應(yīng)用當(dāng)一個物理量被猜測與多個因素有關(guān)，應(yīng)用 什什么方法去研究？么方法去研究？ 設(shè)計實(shí)驗(yàn)設(shè)計實(shí)驗(yàn) 控制變量法控制變量法討論討論2.2.用什么方法和器材去觀察那些不可見的

5、物理量？用什么方法和器材去觀察那些不可見的物理量？轉(zhuǎn)換法轉(zhuǎn)換法電熱電熱氣體（或液體）受熱膨脹氣體（或液體）受熱膨脹.觀察產(chǎn)生熱量的多少觀察產(chǎn)生熱量的多少實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)過程與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：（1 1）在電流和時間相同的情況下，研究熱）在電流和時間相同的情況下，研究熱量和電阻的關(guān)系；量和電阻的關(guān)系；（2 2）在電阻和時間相同的情況下，研究熱）在電阻和時間相同的情況下，研究熱量和電流的關(guān)系；量和電流的關(guān)系；（3 3）在電流和電阻相同的情況下，研究熱）在電流和電阻相同的情況下，研究熱量和時間的關(guān)系；量和時間的關(guān)系；實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 1：研究電熱與電阻關(guān)系：研究電熱與電阻關(guān)系R1 = 5 R2 = 10

6、A在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多.電阻絲電阻絲102R在電流、通電時間相同時，阻值在電流、通電時間相同時，阻值 大大 的電阻產(chǎn)生的熱量多的電阻產(chǎn)生的熱量多. . 51R實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1 1：研究電熱與電阻關(guān)系：研究電熱與電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2 2：研究電熱與電流關(guān)系：研究電熱與電流關(guān)系I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大一個電阻的電流越大.這個電阻產(chǎn)生的熱量越多這個電阻產(chǎn)生的熱量越多.電阻

7、絲電阻絲102R在電阻、通電時間相同時，電流在電阻、通電時間相同時，電流 大大 的電阻產(chǎn)生的熱量多的電阻產(chǎn)生的熱量多. .102R實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2 2：研究電熱與電流關(guān)系：研究電熱與電流關(guān)系電阻絲電阻絲RR在電流、電阻相同時，通電時間在電流、電阻相同時，通電時間 長長 的產(chǎn)生的熱量多的產(chǎn)生的熱量多. .實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)3 3：研究電熱與通電時間關(guān)系：研究電熱與通電時間關(guān)系1 1、在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)、在電流、通電時間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多生的熱量越多. .（I I與與t t相同，相同，R R越大，越大，Q Q越多）越多）2 2、在通電時間、電阻相同的情況下，電流、在通電

8、時間、電阻相同的情況下，電流 越大，產(chǎn)生的熱量越多越大，產(chǎn)生的熱量越多. .（ R R與與t t相同，相同，I I越大，越大，Q Q越多）越多）3 3、在電阻、電流相同的情況下，通電時間越長，產(chǎn)、在電阻、電流相同的情況下，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多生的熱量越多. .（ R R與與I I相同，相同，t t越大，越大，Q Q越多）越多）英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于18401840年最先年最先精確地確定電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時精確地確定電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系，即焦耳定律間的關(guān)系，即焦耳定律. . 實(shí)驗(yàn)結(jié)論：實(shí)驗(yàn)結(jié)論：焦耳定律焦耳

9、定律Q =IQ =I Rt Rt 熱量熱量 電流電流 電阻電阻 時間時間J A J A S S公式：公式：意義：意義：單位：單位：焦耳定律：焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟跟電流的二次方成正比電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的，跟導(dǎo)體的電電阻成正比阻成正比，跟，跟通電時間成正比通電時間成正比. 焦耳焦耳 (18181889)純電阻電路純電阻電路: 電能電能 內(nèi)能內(nèi)能 QI2Rt WUIt=M非純電阻電路非純電阻電路:電能電能 內(nèi)能內(nèi)能+其它形式的能其它形式的能WE其其 + QUIt I2Rt=Q 例例1 1：一根：一根6060 的電阻絲接在的電阻絲接在36v36v的電源上，在

10、的電源上，在5 5分鐘內(nèi)分鐘內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？共產(chǎn)生多少熱量？分析：先利用歐姆定律計算出通過電阻絲的電流，再利用焦分析：先利用歐姆定律計算出通過電阻絲的電流，再利用焦耳定律公式計算電流產(chǎn)生的熱量。耳定律公式計算電流產(chǎn)生的熱量。解：解：A6 . 060V36RUI6480J300606 . 022RtIQ例題例題例例2 2：某電動機(jī)上標(biāo)有：某電動機(jī)上標(biāo)有“220V,2A”220V,2A”它的線圈電阻為它的線圈電阻為5 5 ，當(dāng)，當(dāng)它正常工作一分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱它正常工作一分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？量為多少？如

11、沒有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？解：消耗的電能為解：消耗的電能為: : W W總總=UIt=220V=UIt=220V2A2A60S=26400J60S=26400J線圈中產(chǎn)生的熱量為：線圈中產(chǎn)生的熱量為：Q=IQ=I2 2Rt=(2A)Rt=(2A)2 25 5 60S=1200J 60S=1200J 得到的機(jī)械能為：得到的機(jī)械能為： W W機(jī)機(jī)=W=W總總Q=26400JQ=26400J1200J=25200J1200J=25200J例題例題想想議議想想議議 從前面學(xué)習(xí)知道，額定電壓相同的燈泡，額定功率越大從前面學(xué)習(xí)知道，額定電壓相同的燈泡，額定功率越大.電阻越小，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的

12、熱量越多電阻越小，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多.可是按照焦耳定律可是按照焦耳定律.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，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？這是怎么回事？ 根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，電流通過用電器的單位時根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，電流通過用電器的單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 或或 .其中其中表表示通過用電器的電流相等時，用電器電阻越大，單位時間示通過用電器的電流相等時，用電器電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多；內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多； 表示用電器的兩端的電壓表示用電器的兩端的電壓相等時，用電器電阻越小，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。相等時，用

13、電器電阻越小，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。因此，兩者是不矛盾的。因此，兩者是不矛盾的。前面兩個現(xiàn)象的解釋前面兩個現(xiàn)象的解釋1第一個為什么第一個為什么 因?yàn)闊襞莺碗娋€流過相同的電流，燈泡發(fā)光時的電阻比電因?yàn)闊襞莺碗娋€流過相同的電流，燈泡發(fā)光時的電阻比電線的電阻大得多，根據(jù)焦?fàn)柖删€的電阻大得多，根據(jù)焦?fàn)柖?Q = I2Rt 可知，在相同的時間可知，在相同的時間內(nèi)電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大得多。因內(nèi)電流通過燈泡產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻察覺不出來。此，燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻察覺不出來。第二個為什么第二個為什么 大功率的用電器用電線連

14、接在照明電路中時，由于照明電大功率的用電器用電線連接在照明電路中時，由于照明電路的電壓是一定的，從路的電壓是一定的，從 P = UI 可知，在電線的電阻相同的情況可知，在電線的電阻相同的情況下，跟用電器相連的電線中通過的電流比跟燈泡相連的電線中下，跟用電器相連的電線中通過的電流比跟燈泡相連的電線中通過的電流大得多。根據(jù)通過的電流大得多。根據(jù) Q = I2Rt 可知，在相同的時間內(nèi)電流可知，在相同的時間內(nèi)電流通過跟用電器相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過跟燈泡相連的電線通過跟用電器相連的電線產(chǎn)生的熱量比通過跟燈泡相連的電線產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟用電器相連的電線顯著發(fā)熱，有可產(chǎn)生的熱量大得多。因此跟用電

15、器相連的電線顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。2討論討論1、電熱的利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電孵化器等等.2、電熱的防止：電視機(jī)后蓋的散熱窗、電腦主機(jī)里面的小電風(fēng)扇等等.電熱的利用和防止電熱的利用和防止電熱的危害和防止電熱的危害和防止1將兩根火柴分別放在串聯(lián)的兩根電熱絲R1和R2上，若R1=5 R2，通電后問那根火柴先被點(diǎn)燃 （ ）A. R1在上的火柴B. 在R2上的火柴C. 同時點(diǎn)燃D. 無法確定2要使電熱器在單位時間內(nèi)放出的熱量減少一半，則應(yīng)使 （ ）A. 通過它的電流減小一半B. 它兩端的電壓減小一半C. 它的電阻減小一半D. 電壓和電阻

16、均減小一半練習(xí)小結(jié)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(shí)質(zhì)實(shí)質(zhì): :電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能. .二二. .電熱器電熱器1.1.定義定義: :將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置. .2.2.原理原理: :電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng). .3.3.組成組成: :電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體.三三. .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比, ,與與導(dǎo)體的電阻成正比導(dǎo)體的電阻成正比, ,與通過時間成正比與通過時間成正比. .2.2.公式公式:Q=IQ=I2 2RtRt3.3.單位單位: : 電流電流-安安(A)(A) 電阻電阻-歐歐()() 時間時間-秒秒(s)(s) 熱量熱量-焦焦(J)(J) 焦耳致力于熱功當(dāng)量的精確測定達(dá)焦耳致力于熱功當(dāng)量的精確測定達(dá)4040年之久年之久. .他用實(shí)驗(yàn)證明他用實(shí)驗(yàn)證明“功功”和和“