2021年《焦耳定律》電功率課件

1、第4節(jié)焦耳定律第十八章電功率第1頁，共36頁。導(dǎo)學(xué)設(shè)計(jì)第4節(jié)焦耳定律學(xué)點(diǎn)1電流的熱效應(yīng) 實(shí)驗(yàn)1：燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？想想為什么。實(shí)驗(yàn)2：電風(fēng)扇使用一段時(shí)間后，用手觸摸電動機(jī)部分，有什么感覺？想想為什么。 圖1842 第2頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律問題：以上實(shí)驗(yàn)表明：電流通過用電器時(shí)，一般用電器都會_，電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成_能，這種現(xiàn)象叫做電流的_效應(yīng)。 發(fā)熱內(nèi)熱第3頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律學(xué)點(diǎn)2探究：電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱的多少跟什么因素有關(guān) 假設(shè)：電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱的多少可能跟_、_、_有關(guān)。 電流 電阻通電時(shí)間實(shí)驗(yàn)1：如圖1843所示，探究電熱與電阻

2、的關(guān)系。 圖1843 第4頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律問題1：實(shí)驗(yàn)中給等量的空氣加熱，容器內(nèi)空氣溫度上升，體積膨脹通過比較U形管兩側(cè)液柱的高度差，可以比較電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱的多少。這里采用了哪種研究方法？ 答案 轉(zhuǎn)換法。 問題2：該實(shí)驗(yàn)要控制什么量不變？怎樣做到？ 答案 要控制電流和通電時(shí)間相同。把兩段陰值不同的電阻絲串聯(lián)起來，因?yàn)榇?lián)電路電流處處相等。 第5頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律問題3：你能得到什么結(jié)論？ 答案 在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 第6頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律實(shí)驗(yàn)2：如圖1844所示，探究電熱與電流的關(guān)系。 圖1844 第7頁，共36頁。第4

3、節(jié)焦耳定律問題4：該實(shí)驗(yàn)要控制什么量不變？怎樣做到？ 答案 要控制電阻和通電時(shí)間相同。兩個容器中接入相同的電阻絲，在一個容器的外部，并聯(lián)一個電阻分流。 問題5：你能得到什么結(jié)論？ 答案 在電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 第8頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律實(shí)驗(yàn)3：探究電熱與通電時(shí)間的關(guān)系。 問題6：該實(shí)驗(yàn)要控制什么量不變？怎樣做到？ 答案 要控制電流和電阻相同，在兩個容器中分別接入相同的電阻絲，加熱不同的時(shí)間問題7：你能得到什么結(jié)論？ 答案 在電流和電阻相同時(shí)，通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。 第9頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律學(xué)點(diǎn)3焦耳定律 問題：電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻

4、和通電時(shí)間的定量關(guān)系可用_描述，其內(nèi)容是：_；表達(dá)式為：_。 焦耳定律 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(shí)間成正比第10頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律學(xué)點(diǎn)4電熱的利用和防止 觀察：如圖1845所示，(a)是一臺電動機(jī)，(b)是一臺電視機(jī)。電動機(jī)的外殼制成許多皺折形狀，電視機(jī)的外殼后有許多孔窗。 圖1845 第11頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律問題1：用電器發(fā)熱的原因是什么？ 答案 電流的熱效應(yīng)。 問題2：電動機(jī)的外殼制成許多皺折形狀和電視機(jī)的外殼后有許多窗孔，這種形狀或結(jié)構(gòu)對電動機(jī)和電視機(jī)有什么好處？ 答案 減少電流熱效應(yīng)所帶來的危害。 第12頁，共36頁。類

5、型一電流的熱效應(yīng)第4節(jié)焦耳定律應(yīng)用示例例1 2017日照 某學(xué)習(xí)小組在老師的指導(dǎo)下，探究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)。他們用的實(shí)驗(yàn)器材如圖1842甲所示，兩個透明容器中密封著等量空氣，U形管中液面最初相平，兩個密閉容器中都有一段電阻絲。圖1842 第13頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律(1)請你用筆畫線代替導(dǎo)線，把圖甲中兩個容器內(nèi)的電阻絲接到電路中。答案如圖所示第14頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律(2)實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管中液面高度的變化來比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少，這種方法叫_。(3)連接好電路，閉合開關(guān)，通電一段時(shí)間后，_(選填“左”或“右”)側(cè)U形管中液面高度變化大，此實(shí)驗(yàn)現(xiàn)

6、象表明，在電流和通電時(shí)間均相同的情況下，_越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多。轉(zhuǎn)換法右電阻第15頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律(4)讓兩個密閉容器中的電阻一樣大，在其中一個容器的外部將一個相同阻值的電阻和這個容器內(nèi)的電阻并聯(lián)(如圖乙所示)。移走圖甲中的電阻，換接圖乙中的電阻到電路中，重新做這個實(shí)驗(yàn)。此時(shí)通過兩容器中電阻的電流不同，在通電時(shí)間相同的情況下，觀察U形管中液面高度變化，由此得到的結(jié)論是_。(5)如果熱量用Q表示，電流用I表示，電阻用R表示，時(shí)間用t表示，則Q_。在電阻和通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多I2Rt第16頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律第17頁，共36頁。

7、第4節(jié)焦耳定律解析 (1)將電源、開關(guān)、滑動變阻器、兩相同的透明容器中的電阻絲逐一順次連接即可，滑動變阻的連線要注意一上一下的原則，如上圖所示。(2)電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量不便于用眼睛直接觀察和測量，通過U形管內(nèi)液面高度的變化來反映，這種方法是初中物理常用的轉(zhuǎn)換法。(3)因串聯(lián)電路中各處的電流相等，所以，兩電阻絲串聯(lián)時(shí)通過它們的電流相等；由QI2Rt可知，在電流和通電時(shí)間相同時(shí)，右側(cè)電阻較大，其產(chǎn)生的熱量較多，密閉空氣吸收熱量后，體積膨脹，右側(cè)容器中氣體膨脹更大，所以右側(cè)U形管中的液面高度變化明顯。第18頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律實(shí)驗(yàn)點(diǎn)撥研究電流熱效應(yīng)的實(shí)驗(yàn)中研究方法的運(yùn)用第19頁，共36頁

8、。類型二焦耳定律多擋位問題第4節(jié)焦耳定律例2 如圖1845所示為一臺兩擋式電熱水器的內(nèi)部簡化電路，S為溫控開關(guān)，當(dāng)S接a時(shí)電路中的電流為5 A，當(dāng)S接b時(shí)電路的電功率為22 W，求：(1)R1的電阻。(2)高溫?fù)鯐r(shí)電路的電功率。(3)在低溫?fù)豕ぷ?0 min，電流通過R2產(chǎn)生的熱量。圖1845 第20頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律第21頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律第22頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律第23頁，共36頁。類型三區(qū)分實(shí)際問題中的電功與電熱第4節(jié)焦耳定律例3 某直流電動機(jī)線圈的電阻是1.5 ，把它接在穩(wěn)壓電源上，閉合開關(guān)，電動機(jī)正常工作，通過線圈的電流是2 A，在20 s內(nèi)電動機(jī)所做的機(jī)

9、械功是1080 J。問：(1)這段時(shí)間內(nèi)，電流通過線圈產(chǎn)生的熱量是多少？(2)這段時(shí)間內(nèi)，電流通過電動機(jī)做的功是多少？電源電壓是多少？(3)如果在工作過程中，電動機(jī)因故障卡住無法轉(zhuǎn)動，此時(shí)電動機(jī)中的電流是多少？ 第24頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律第25頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律第26頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律第27頁，共36頁。類型四電熱的利用和防止第4節(jié)焦耳定律例4 2018樂山 下列家用電器中，將電流熱效應(yīng)作為工作原理的是()A電風(fēng)扇 B洗衣機(jī) C電熱水壺 D電視機(jī)C第28頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律解析本題考查電流熱效應(yīng)在家用電器中的應(yīng)用。電流的熱效應(yīng)是指把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象。電風(fēng)

10、扇工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故A不符合題意；洗衣機(jī)工作時(shí)主要將電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，故B不符合題意；電熱水壺工作時(shí)把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使水的溫度升高，其工作原理為電流的熱效應(yīng)，故C符合題意；電視機(jī)工作時(shí)主要把電能轉(zhuǎn)化為光能和聲能，故D不符合題意。第29頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律方法指導(dǎo)電熱的利用和防止第30頁，共36頁。課堂小結(jié)第4節(jié)焦耳定律電流的熱效應(yīng)挽救影響通電導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少的因素電阻電流通電時(shí)間焦耳定律公式：Q=I2Rt單位：J、A、 、s非純電阻電路：Q不等于W電熱的利用與防止第31頁，共36頁。課堂反饋第4節(jié)焦耳定律1如圖41所示，下列常見電器中不是利用電流熱效應(yīng)工作的是() 圖4

11、1B第32頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律2某電爐絲電阻為100 ，通電10 s產(chǎn)生的熱量為4103 J，則通過電爐絲的電流是()A2 A B4 A C20 A D40 A3電熱器是利用電流的_來加熱的設(shè)備，一臺額定電壓為220 V的電爐，電爐絲電阻為44 ，正常工作10 min，電爐絲產(chǎn)生的熱量是_J。A6.6105熱效應(yīng)第33頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律4如圖42所示是探究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)”的實(shí)驗(yàn)裝置。請回答：圖42 第34頁，共36頁。第4節(jié)焦耳定律(1)電流產(chǎn)生的熱量通過U形管中液面的_來反映，這種研究物理問題的方法叫_法。(2)為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生

12、熱量的多少，兩個相同的透明容器中密封著質(zhì)量相等且_相同的空氣。高度變化轉(zhuǎn)換溫度(3)圖甲所示兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來接到電源兩端，這樣做的目的是控制_和_相同，研究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與_的關(guān)系。(4)在圖乙中右側(cè)容器外并聯(lián)了一段阻值相同的電阻絲，其目的是研究電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與_的關(guān)系。電流通電時(shí)間電阻電流第35頁，共36頁。17 、你笑，全世界都跟著你笑;你哭，全世界只有你一個人哭!3 、東風(fēng)不與周郎便，銅雀春深鎖二喬。15 、忍是一種眼光，忍是一種胸懷，忍是一種領(lǐng)悟，忍是一種人生的技巧，忍是一種規(guī)則的智慧。7 、過去的習(xí)慣，決定今天的你，所以，過去的懶惰，決定你今天的一敗涂地。17 、美麗讓男人停下，智慧讓男人留下。14 、最困難的時(shí)候，也就是離成功不遠(yuǎn)的時(shí)候。10 、把工作當(dāng)樂趣看，那么我們天天有樂趣。2 、勤奮是幸福的基礎(chǔ)，懶惰是罪惡的起源。8 、站在時(shí)光的彼岸，回看此岸的光陰，茫茫人海，每一場遇見，都是一次美麗。13 、當(dāng)世界給草籽重壓時(shí)，它總會用自己的方法破土而出。4 、道德是朵最美麗的花兒，最圣潔的心靈，讓人問心無愧，心胸坦蕩。10 、勤奮的含義是今天的熱血，而不是明天的決心，后天的保證。17 、你笑，全世界都跟著你笑;你哭，全世界只有你一個人哭!17 、一個人幾乎可以在任何他懷有無限熱忱的事情上成功。1 、一個人對社會的價(jià)值，首先取決于