焦耳定理教學(xué)課件

1、焦耳定理教學(xué)課件初三物理課件第七章 第一節(jié)新課引入 燈泡發(fā)光一段時間后，燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么用手觸摸燈泡，有什么感覺？用手觸摸電線卻感覺？用手觸摸電線卻感覺不到熱，這是為什感覺不到熱，這是為什么？么？ 提出問提出問題：題：電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)呢？電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)呢？猜想：通電時間通電時間電流的大小電流的大小導(dǎo)體電阻的大小導(dǎo)體電阻的大小實驗方法：實驗方法：實驗?zāi)康膶嶒災(zāi)康? : 研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)哪些因素有關(guān) 實驗原理實驗原理: : 當(dāng)電流通過電阻絲時，電流產(chǎn)生的熱當(dāng)電流通過電阻絲時，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中

2、的空氣溫度升高、體積膨量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹，導(dǎo)管里面原來一樣高的液柱就會脹，導(dǎo)管里面原來一樣高的液柱就會逐漸上升逐漸上升. .電流產(chǎn)生的熱量越多，液電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升得越高面就會上升得越高. .我們可以通過管我們可以通過管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量量. . 實驗探究實驗探究控制變量法控制變量法實驗探究實驗探究現(xiàn)象現(xiàn)象：電阻較大的這邊的空氣柱上升較高：電阻較大的這邊的空氣柱上升較高說明：電流相同，通電時間相同時，電阻越大，電流說明：電流相同，通電時間相同時，電阻越大，電流所產(chǎn)生的熱量越多所產(chǎn)生的熱量越多現(xiàn)象：電流較大的這邊的空氣

3、柱上升較高。現(xiàn)象：電流較大的這邊的空氣柱上升較高。說明：電阻相同，時間相同時，電流越大，電流說明：電阻相同，時間相同時，電流越大，電流所產(chǎn)生的熱量越多。所產(chǎn)生的熱量越多。 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。焦耳定律焦耳定律1、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。2、公式：QI2Rt注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量針對 的是同一段導(dǎo)體而言的； 2、Q是I的二次方成正比； 3、計算時各物理量的單位：I 安， R歐，t秒，Q焦。3、焦耳定律理論推導(dǎo)： 因為 W=Q 且 W=UIt U=IR

4、所以 Q=W=UIt=(IR)It=I Rt4、焦耳定律公式擴(kuò)展： Q=W=Pt=UIt = (只適用于純電阻電路)2U2Rt5、Q=I2Rt與與W=IUt的區(qū)別的區(qū)別W=IUt 公式求得的是公式求得的是總消耗的電能；總消耗的電能； Q=I2Rt 公式求得的是在總電能中公式求得的是在總電能中部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能的能量部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能的能量W Q 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

5、紹下，焦耳認(rèn)識育。青年時期，在別人的介紹下，焦耳認(rèn)識了著名的化學(xué)家道爾頓了著名的化學(xué)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(dǎo)熱情的教導(dǎo). .焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、哲學(xué)和化學(xué)，這些知識為焦耳后來的研究奠哲學(xué)和化學(xué)，這些知識為焦耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ)定了理論基礎(chǔ).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(nèi)，測量不同電流強(qiáng)度和電阻入裝水的試管內(nèi)，測量不同電流強(qiáng)度和電阻時的水溫時的水溫. .通過這一實驗，他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時間內(nèi)放出通過這一實驗，他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比的熱量

6、與導(dǎo)體的電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比. .四年之四年之后，俄國物理學(xué)家楞次公布了他的大量實驗結(jié)果，從而進(jìn)一后，俄國物理學(xué)家楞次公布了他的大量實驗結(jié)果，從而進(jìn)一步驗證了焦耳關(guān)于電流熱效應(yīng)之結(jié)論的正確性步驗證了焦耳關(guān)于電流熱效應(yīng)之結(jié)論的正確性. .因此，該定因此，該定律稱為焦耳律稱為焦耳楞次定律楞次定律. .焦耳活到了七十一歲焦耳活到了七十一歲.1889.1889年年1010月月1111日，焦耳在索福特逝世日，焦耳在索福特逝世. .后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳位定為焦耳. . 典型例題解析典型例題解析【例【例1】用電爐燒水時，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連

7、接著】用電爐燒水時，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著銅導(dǎo)線卻不怎銅導(dǎo)線卻不怎 么熱，這是為什么么熱，這是為什么? 電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的，所以通電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的，所以通過的電流是相同的，時間也是相同的，根據(jù)焦耳定律過的電流是相同的，時間也是相同的，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)兩導(dǎo)體中電流和通電時可知，當(dāng)兩導(dǎo)體中電流和通電時 間均相同時，電流產(chǎn)生的熱間均相同時，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比量與導(dǎo)體的電阻成正比.由于電爐的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線的由于電爐的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線的電電 阻大得多，所以電爐絲產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多阻大得多，所以電爐絲產(chǎn)

8、生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多. 【例【例2】一臺電動機(jī)正常工作時線圈兩端的電壓為】一臺電動機(jī)正常工作時線圈兩端的電壓為380V，線圈，線圈的電阻為的電阻為2 ，通過線圈的電流為，通過線圈的電流為10A.這臺電動機(jī)正常工作時，這臺電動機(jī)正常工作時，一秒鐘消耗的電能為一秒鐘消耗的電能為_J，產(chǎn)生的熱量為，產(chǎn)生的熱量為_J.3800200例題3 一根60的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)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，再用焦?fàn)柖晒接嬎汶娏鳟a(chǎn)生的熱量。 U R解： I36V 600.6AQ=I2Rt=(0.6)2 60 300J=6480J U R解： I36V 60

9、0.6A U R解： I36V 600.6A解： I36V 600.6A典型例題解析典型例題解析【例【例4】在如圖】在如圖9-3-1所示的電路的方框內(nèi)有一種發(fā)熱裝置，所示的電路的方框內(nèi)有一種發(fā)熱裝置，它是由三段阻它是由三段阻 值相同的電熱絲組成，這個發(fā)熱裝置的電路值相同的電熱絲組成，這個發(fā)熱裝置的電路與方框外的電路相連接與方框外的電路相連接.當(dāng)開關(guān)當(dāng)開關(guān)S擲到擲到A點時點時 為高溫，擲到為高溫，擲到B點時為低溫點時為低溫(電源電壓不變電源電壓不變)，且在相同時間內(nèi)，高溫時產(chǎn)生，且在相同時間內(nèi)，高溫時產(chǎn)生的熱量是低的熱量是低 溫時產(chǎn)生的熱量的溫時產(chǎn)生的熱量的2倍，試在方框內(nèi)畫出它的電倍，試在方框

10、內(nèi)畫出它的電路圖路圖.圖圖9-3-1答案答案典型例題解析典型例題解析1.電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量跟_成正比，跟導(dǎo)體成正比，跟導(dǎo)體的的_成正比，跟成正比，跟_成正比，這個規(guī)律叫做焦耳成正比，這個規(guī)律叫做焦耳定律，數(shù)字定律，數(shù)字 表達(dá)式是表達(dá)式是_.2.電熱器是利用電流的電熱器是利用電流的_效應(yīng)制成的，它的主要部件是效應(yīng)制成的，它的主要部件是_.電流流過電熱器所做的功全部用來產(chǎn)生電流流過電熱器所做的功全部用來產(chǎn)生_.3.有兩根金屬電阻絲，電阻分別為有兩根金屬電阻絲，電阻分別為5和和15，將它們串聯(lián)后，將它們串聯(lián)后接在一個電源兩端，它們的電接在一個電源兩端，它們的電 壓之比

11、為壓之比為_，在相同的時間，在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_； 如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間，通過它們的電流之比為，通過它們的電流之比為_，在相等的，在相等的 時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為之比為_.電流的平方電流的平方電阻電阻通電的時間通電的時間Q=I2Rt熱熱發(fā)熱體發(fā)熱體 熱量熱量1 31 33 13 1當(dāng)堂檢測4.在兩根橫截面積相同、長度不同的鎳鉻合金線兩端分別在兩根橫截面積相同、長度不同的鎳鉻合金線兩端分別加上相同的電壓，那么下列說法加上相同的電壓，那么下列說法 中正確的是中正確的是( )A.長的鎳鉻合金線電阻較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的

12、熱量較多長的鎳鉻合金線電阻較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多B.短的鎳鉻合金線電阻較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多短的鎳鉻合金線電阻較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多C.長的鎳鉻合金線電阻較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少長的鎳鉻合金線電阻較大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少D.短的鎳鉻合金線電阻較小，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少短的鎳鉻合金線電阻較小，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少5.一根電阻絲接在電壓一根電阻絲接在電壓U=5V的電源上，在的電源上，在1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量內(nèi)產(chǎn)生的熱量是是2J，要讓該電阻，要讓該電阻(其電阻大其電阻大 小恒定不變小恒定不變)產(chǎn)生產(chǎn)生8J的熱量，的熱量，可采用的辦法是可采用的辦法是( )A.使電

13、源電壓變?yōu)槭闺娫措妷鹤優(yōu)?0V，通電時間仍為，通電時間仍為1SB.使電源電壓仍為使電源電壓仍為5V，通電時間變?yōu)?，通電時間變?yōu)?SC.使電源電壓變?yōu)槭闺娫措妷鹤優(yōu)?0V，通電時間變?yōu)?，通電時間變?yōu)?SD.使電源電壓變?yōu)槭闺娫措妷鹤優(yōu)?0V，通電時間變?yōu)?，通電時間變?yōu)?SCA21課時訓(xùn)練課時訓(xùn)練6.研究焦耳定律的實驗裝置如圖研究焦耳定律的實驗裝置如圖9-3-4所示，在兩個相同的燒所示，在兩個相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根 電阻絲，甲瓶中電阻絲的阻值電阻絲，甲瓶中電阻絲的阻值比乙瓶中的電阻大比乙瓶中的電阻大.實驗分三步進(jìn)行，其中第一步為：接通電實驗分三步進(jìn)行，其中第一

14、步為：接通電 路一段時間，比較甲、乙兩瓶中的煤油哪個上升得高，這一路一段時間，比較甲、乙兩瓶中的煤油哪個上升得高，這一步是在什么情況下研究熱量跟哪步是在什么情況下研究熱量跟哪 個物理量的關(guān)系個物理量的關(guān)系?( )A.是在通電時間相同的情況下，研究熱量跟電流的關(guān)系是在通電時間相同的情況下，研究熱量跟電流的關(guān)系B.是在電流相同的情況下，研究熱量跟通電時間的關(guān)系是在電流相同的情況下，研究熱量跟通電時間的關(guān)系C.是在電流相同但電阻不同的情況下，研究熱量跟通電時間是在電流相同但電阻不同的情況下，研究熱量跟通電時間的關(guān)系的關(guān)系D.是在電流和通電時間相同的情況下，研究熱量跟電阻的關(guān)是在電流和通電時間相同的情

15、況下，研究熱量跟電阻的關(guān)系系D圖圖9-3-4課時訓(xùn)練課時訓(xùn)練圖圖9-3-4課時訓(xùn)練課時訓(xùn)練7.如圖如圖9-3-5所示，所示，a、b相同容器中分別裝有相同質(zhì)量相同容器中分別裝有相同質(zhì)量的水，水中的電阻絲的阻值分別的水，水中的電阻絲的阻值分別 為為R1和和R2，且，且R1R2，則閉分開關(guān)，則閉分開關(guān)S后，后，a、b容器中水溫上容器中水溫上 升較快的是升較快的是( )A. a容器中的水容器中的水B. b容器中的水容器中的水C. a、b容器中的水溫上升的快慢一樣容器中的水溫上升的快慢一樣D.無法判斷無法判斷B圖圖9-3-58、有一個電阻值可任意選取電源，有若干根電阻相同的電阻絲，現(xiàn)將1根電阻絲接在電壓

16、為U的電源上，1min內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q現(xiàn)想要使電阻絲產(chǎn)生的熱量為3Q，可采取什么方法？（至少寫出二種）9、把兩個阻值為R16，R29的電阻串聯(lián)在電路中，通電相同時間時，R1，R2上產(chǎn)生的熱量之比Q1 Q2 ，若并聯(lián)在電路中，通電相同時間， R1，R2上產(chǎn)生的熱量之比Q1 Q2 ，提示：從時間上考慮；從電阻上考慮；從電壓上考慮。2:33:2電熱器：利用電熱器：利用電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)制成的加熱制成的加熱設(shè)備設(shè)備1、電熱器的主要組成部分：發(fā)熱體、電熱器的主要組成部分：發(fā)熱體2、發(fā)熱體一般由電阻率大、熔點高的金屬、發(fā)熱體一般由電阻率大、熔點高的金屬絲繞在絕緣材料上做成的。絲繞在絕緣材料上做成的。3、電熱器的優(yōu)點：清潔、無污染、熱效、電熱器的優(yōu)點：清潔、無污染、熱效率高且便于控制和調(diào)節(jié)。率高且便于控制和調(diào)節(jié)。課后作業(yè)課后作業(yè)1.某同學(xué)自制了一個某同學(xué)自制了一個“電熱驅(qū)蚊器電熱驅(qū)蚊器”，它的發(fā)熱元件是一，它的發(fā)熱元件是一個阻值為個阻值為1.0 104的電阻的電阻. 將這個電熱驅(qū)蚊器接在電源的將這個電熱驅(qū)蚊器接在電源的兩端，當(dāng)電源兩端電壓為兩端，當(dāng)電源兩端電壓為220V時，時，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量的內(nèi)產(chǎn)生的熱量的_J.2.一個標(biāo)有一個標(biāo)有“220V，500W”字樣的電加熱器字樣的電加熱器(俗稱俗稱“熱得熱得快快”)，正常工作，正常工作20分