初中物理-18.4 焦耳定律教學(xué)課件設(shè)計(jì)

上周六，我們班劉煒琨同學(xué)的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒(méi)打開，很高興。可是爸爸用手一摸電視機(jī)后蓋后就發(fā)現(xiàn)，劉煒琨剛看過(guò)電視。生活中的物理你知道他爸是根據(jù)什么道理判定的嗎？生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。1、電流的熱效應(yīng)你能列舉出生活中的用電器在工作時(shí)，電流熱效應(yīng)發(fā)生的現(xiàn)象嗎？電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體就要發(fā)熱(電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電熱器燒水用管狀電熱器熱水器飲水機(jī)電熨斗電烤箱燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。這是為什么？燙手不燙手著火了！why？家庭電路中使用功率過(guò)大的用電器可能引起火災(zāi)，這又是為什么？燙手不燙手家庭電路中使用功率過(guò)大的用電器可能引起火災(zāi)。燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)。要解釋上述兩個(gè)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).[猜想與假設(shè)]1.可能與電阻有關(guān)。電阻越大，電流熱效應(yīng)越大電流產(chǎn)生的熱量與那些因素有關(guān)？2.可能與電流有關(guān)。電流越大，電流熱效應(yīng)越大3.可能與通電時(shí)間有關(guān)。通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流熱效應(yīng)越大討論1.當(dāng)一個(gè)物理量被猜測(cè)與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)用什么方法去研究？[設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)]控制變量法討論2.用什么方法和器材去觀察那些不可見(jiàn)的物理量？轉(zhuǎn)換法電熱——?dú)怏w（或液體）受熱膨脹.觀察產(chǎn)生熱量的多少實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系R1=5ΩR2=10ΩA在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多.實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系I=2I1IAR=10ΩR=10ΩR=10ΩI1在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大.這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多.101010Ω1、在電流、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多.（I與t相同，R越大，Q越多）2、在通電時(shí)間、電阻相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多.（R與t相同，I越大，Q越多）3、在電阻、電流相同的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多.（R與I相同，t越大，Q越多）英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于1840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(shí)間的關(guān)系，即焦耳定律.實(shí)驗(yàn)結(jié)論：18.4焦耳定律焦耳定律Q

=I2Rt

熱量電流電阻時(shí)間JAΩS公式：意義：?jiǎn)挝唬航苟桑弘娏魍ㄟ^(guò)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.

焦耳

(1818－1889)焦耳定律的理論推導(dǎo)

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即:

Q

=W=UIt=IR·It

=I2Rt例：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(jì)算出通過(guò)電阻絲的電流，再利用焦耳定律公式計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量。解：例題通過(guò)電阻絲的電流電流通過(guò)電阻絲5min產(chǎn)生的熱量通電時(shí)間t=5min=300s前面兩個(gè)現(xiàn)象的解釋1第一個(gè):因?yàn)闊襞莺蛯?dǎo)線流過(guò)相同的電流，燈泡發(fā)光時(shí)的電阻比導(dǎo)線的電阻大得多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt

可知，在相同的時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)燈泡產(chǎn)生的熱量比通過(guò)導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量大得多。因此，燈泡熱得發(fā)光，導(dǎo)線的發(fā)熱卻察覺(jué)不出來(lái)。第二個(gè):家庭電路中接的大功率用電器過(guò)多時(shí)，由于家庭電路的電壓是一定的，從P=UI

可知，干路中的電流會(huì)過(guò)大。根據(jù)Q=I2Rt

可知，當(dāng)通電時(shí)間和電阻相同時(shí)，干路中的導(dǎo)線會(huì)顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。2討論電熱的利用和防止再見(jiàn)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.電熱的利用和防止小結(jié)一.電流的熱效應(yīng)1.定義:電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象.2.實(shí)質(zhì):電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能.二.焦耳定律(控制變量法

轉(zhuǎn)換法)1.內(nèi)容:電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量,與電流的平方成正比,與導(dǎo)體的電阻成正比,與通過(guò)時(shí)間成正比.2.公式:Q=I2Rt3.單位:

電流---安(A)

電阻---歐(Ω)

時(shí)間---秒(s)

熱量---焦(J)三.電熱的利用和防止想想議議從前面學(xué)習(xí)知道，額定電壓相同的燈泡，額定功率越大.電阻越小，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多.可是按照焦耳定律.電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事？

根據(jù)焦耳定律和歐姆定律，電流通過(guò)用電器的單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q/t=I2R

或Q/t=U2/R.其中Q/t=I2R表示通過(guò)用電器的電流相等時(shí)，用電器電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多；Q/t=