粵滬版九年級物理上冊 （探究焦耳定律）電能與電功率課件

探究焦耳定律

情景導(dǎo)入

冬天里的一把“火”生活中的不少用電器是把電能變作熱能的，比如電飯鍋、電爐、電暖氣等。

我們的日常生活已經(jīng)越來越離不開它們了。特別是在寒冷的冬天，在沒有暖氣的室內(nèi)，能守著一個(gè)“小太陽”電暖氣看看書、玩玩手機(jī)是多么溫馨的時(shí)刻！這些用電器通電會發(fā)熱，它們所發(fā)“熱”是多少與哪些因素有關(guān)？你在選擇這些設(shè)備時(shí)會關(guān)心哪些問題？目錄CONTENTS123通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)焦耳定律電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制學(xué)習(xí)目標(biāo)1．能說出什么是電流的熱效應(yīng)。2．通過探究知道電熱的多少與電流的大小、導(dǎo)體電阻的大小有關(guān)。3.知道焦耳定律的內(nèi)容并會利用它進(jìn)行計(jì)算。4.能舉例說出電熱的應(yīng)用與控制

。Part章節(jié)101通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)自讀提示1．什么是電流的熱效應(yīng)，你知道的哪些用電器利用它？2．你猜想通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)？3.在探究實(shí)驗(yàn)中你計(jì)劃如何利用控制變量法的思想？4.電流產(chǎn)生的熱量的多少是如何反應(yīng)出來的？教師點(diǎn)撥1.電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2.電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少與電流的大小和導(dǎo)體的電阻有關(guān)?；顒?注意：1.電流產(chǎn)生熱量的多少是通過燒瓶中煤油溫度升高的示數(shù)來表現(xiàn)的。2.兩個(gè)電熱器采用串聯(lián)的方法是為了使通過他們的電流相同?；顒?實(shí)驗(yàn)結(jié)論：1.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。2.在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。3.通電時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量越多。Part章節(jié)202焦耳定律自讀提示1．焦耳定律的內(nèi)容是什么？2．焦耳定律的數(shù)學(xué)表達(dá)式及各物理量的單位是什么？3.通過模仿課本例題，學(xué)會使用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算。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(shí)間成正比。

2．公式：Q=I2Rt

3．單位：焦耳（J）焦耳定律焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國物理學(xué)家。用

近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，

研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實(shí)

驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電

流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電

時(shí)間的關(guān)系。焦耳焦耳定律

1．在純電阻電路中（如：電暖器，電飯鍋，電爐子等），當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，這樣電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即

Q=W=UIt=I2Rt=Pt=

2．在非純電阻電路中，如當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：電能內(nèi)能+機(jī)械能此時(shí)，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）來計(jì)算電熱練一練1.一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，（1）在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?（2）如果是30Ω的電阻呢？（3）由此可知在電壓一定的情況下，電阻越大產(chǎn)生的熱量多嗎？這和焦耳定律相違背嗎？Part章節(jié)303電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制自讀提示1．電流的熱效應(yīng)有利還是有弊？2．根據(jù)生活經(jīng)驗(yàn)請舉出一些利用和控制電流熱效應(yīng)的例子。3.控制電流熱效應(yīng)的方法有哪些？電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制

利用電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制控制自然散熱強(qiáng)制散熱練一練

2.電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?練一練3.電吹風(fēng)工作時(shí)總是開第一檔自然風(fēng)（涼風(fēng)），第二檔暖風(fēng)。為什么不能第一檔直接加熱而不吹風(fēng)呢？為了完成合理的設(shè)計(jì)思路，請你幫助畫一個(gè)電路圖。感謝參與第十五章電能與電功率探究焦耳定律理物

課標(biāo)與考點(diǎn)課程標(biāo)準(zhǔn)核心考點(diǎn)通過實(shí)驗(yàn)，探究并了解焦耳定律。用焦耳定律說明生產(chǎn)、生活中的一些現(xiàn)象。探究通電導(dǎo)體放出的熱量與那些因素有關(guān)，焦耳定律。自主學(xué)習(xí)把手靠近發(fā)光的白熾燈泡，會感到燈泡發(fā)熱給電熱水壺通電可以將其中的涼水加熱給電烤箱通電可以將其中的面包烤熟這些熱量是從哪里來的呢？自主學(xué)習(xí)1．電流通過導(dǎo)體，導(dǎo)體會

的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。2．焦耳定律的內(nèi)容____________________________________________________________________________________________，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律。公式表示為

。電流流過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量，發(fā)熱Q=I2Rt跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時(shí)間成正比。焦耳自主學(xué)習(xí)非純電阻電路：W總＞Q(W總＝UIt=W外＋Q)Q=W=UIt=I2Rt根據(jù)歐姆定律U=IR又W=UIt，若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即Q=W注意：焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算，對只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用以下公式來計(jì)算熱量。

課堂導(dǎo)學(xué)1．電爐絲工作時(shí)，電爐絲與它的連接導(dǎo)線通過的電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？因?yàn)開_________________________________________________________________________________________________。

電爐絲的電阻大，導(dǎo)線的電阻小，根據(jù)公式Q=I2Rt可知，在電流及通電時(shí)間相同時(shí)，電爐絲產(chǎn)生的熱量多課堂導(dǎo)學(xué)2．電熱既有有利的一面，也有不利的一面。家里的

、

、

和

等都是利用電熱的例子；而電視機(jī)后蓋有很多孔，這是為了

。電熨斗電熱水壺電吹風(fēng)電飯鍋散熱電飯煲電熨斗電熱水壺電吹風(fēng)課堂訓(xùn)練知識點(diǎn)探究通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有關(guān)1．小宇同學(xué)按如圖15.4-1所示的裝置，研究“電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體電阻大小的關(guān)系”。圖中兩個(gè)燒瓶內(nèi)盛有質(zhì)量和初溫相同的煤油，溫度計(jì)顯示煤油的溫度，兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，已知銅絲的電阻比鎳鉻合金絲的電阻小。圖15.4-1課堂訓(xùn)練圖15.4-1（1）閉合開關(guān)后，通過兩段金屬絲中的電流是

的。（2）一段時(shí)間后，可觀察到A瓶中溫度計(jì)的示數(shù)

（選填“大于”“小于”或“等于”）B瓶中的溫度計(jì)的示數(shù)。（3）由上述實(shí)驗(yàn)可知，在電流和通電時(shí)間都相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，產(chǎn)生的熱量越

。相等小于多課堂訓(xùn)練2．在探究“電流的熱效應(yīng)”實(shí)驗(yàn)中，小明將兩段粗細(xì)一樣、長度不同的電阻絲串聯(lián)起來，接在電源上，并在兩段電阻絲上用蠟各粘定一根火柴，如圖15.4-2所示。（1）我們知道，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少與電流、電阻、通電時(shí)間都有關(guān)系，而小明的實(shí)驗(yàn)裝置是為了探究電流產(chǎn)生的熱量與

的關(guān)系。（2）這個(gè)實(shí)驗(yàn)看到的現(xiàn)象是

（選填“左”或“右”）邊電阻絲上的火柴先掉下來。電阻左圖15.4-2課堂訓(xùn)練知識點(diǎn)焦耳定律3．一根阻值為100Ω的電阻絲通電100s，通過電阻絲的電流是2A，則電流產(chǎn)生的熱量為

J。4．把電阻值不同的兩段電熱絲串聯(lián)起來，通電時(shí)間相同，流過它們的電流和產(chǎn)生的熱量的關(guān)系是（）A．電流相等，熱量相等B．電流相等，熱量不等C．電流不等，熱量相等D．電流不等，熱量不等40000B課堂訓(xùn)練5．家庭電路中使用的電爐，它的電爐絲與導(dǎo)線是串聯(lián)的，當(dāng)電爐絲發(fā)熱發(fā)紅時(shí)，連接的導(dǎo)線卻不怎么熱。這是因?yàn)椋ǎ〢．通過電爐絲的電流比通過導(dǎo)線的電流大B．通過電爐絲的電流比通過導(dǎo)線的電流小C．電爐絲兩端的電壓比導(dǎo)線兩端的電壓小D．電爐絲的電阻比導(dǎo)線的電阻大D課堂訓(xùn)練知識點(diǎn)電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制6．下列情況中是為了防止電熱危害的是（）A．電視機(jī)背后有散熱窗B．家電長時(shí)間不使用，隔一段時(shí)間要通電一次C．家庭電路一般要安裝漏電保護(hù)器D．大型爆破工程用電熱引爆炸藥A課堂訓(xùn)練7．有額定電壓和額定功率均相同的電風(fēng)扇、電烙鐵、日光燈，各自在額定電壓下正常工作相同的時(shí)間，它們產(chǎn)生的熱量（）A．一樣多B．電風(fēng)扇最多C．電烙鐵最多D．日光燈最多C課后鞏固1．標(biāo)有“220V40W”的電熱器安裝在220V的電路中，工作100s后，所消耗的電能是

J，通過電熱器的電流約是

A，產(chǎn)生的熱量是

J2．某導(dǎo)體的電阻是2Ω，通過2A的電流時(shí)，1min能產(chǎn)生

J的熱量。3．一個(gè)額定功率是450W的電飯鍋，在220V的額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生

J的熱量。400040000.1827000480課后鞏固4．下列電器中，不屬于電熱器的是（）A．電飯鍋B．電熨斗C．電風(fēng)扇D．電烤爐5．下列家用電器中，要防止電熱產(chǎn)生危害的是（）A．電飯鍋B．電熱水器C．電熨斗D．電視機(jī)CD課后鞏固6．把兩根電阻絲串聯(lián)后接到電源上，放出熱量較多的一定是（）A．電流較強(qiáng)的B．電壓較大的C．電阻較小的D．以上三個(gè)都對B課后鞏固7．將規(guī)格都是“220V100W”的一臺電風(fēng)扇、一臺電視機(jī)和一把電烙鐵分別接入家庭電路中，通電時(shí)間相同，下列有關(guān)說法中錯誤的是（）A．三個(gè)電器產(chǎn)生的熱量一樣多B．電流通過三個(gè)電器做功一樣多C．三個(gè)電器消耗的電能一樣多D．電烙鐵產(chǎn)生的熱量最多A課后鞏固8．如圖15.4-3所示，在四個(gè)相同的水槽中盛有質(zhì)量和溫度都相同的純水，現(xiàn)將阻值為R1、

R2的電阻絲（R1<R2），分別按以下的四種方式連接放入水槽，并接入相同的電源。通電相同時(shí)間后，水溫最高的是（）

ABCDD圖15.4-3課后鞏固9．如圖15.4-4所示是探究“電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)裝置。

（1）實(shí)驗(yàn)中通過觀察

來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。溫度計(jì)的溫度變化圖15.4-4課后鞏固（2）為了便于比較兩種電阻絲通過電流后產(chǎn)生熱量的多少，甲、乙兩瓶中要裝入

相等、初溫相同的同種液體。（3）為了在較短時(shí)間內(nèi)達(dá)到明顯的實(shí)驗(yàn)效果，實(shí)驗(yàn)時(shí)選用煤油而不選水，是因?yàn)槊河偷谋葻崛輄______（選填“大于”“小于”或“等于”）水的比熱容。（4）實(shí)驗(yàn)結(jié)論是：在電流、通電時(shí)間相同時(shí)，

，產(chǎn)生的熱量越多。質(zhì)量小于電阻越大課后鞏固10．（2019·廣東省）如圖15.4-5所示，電源的電壓恒定，R1、R2為定值電阻，R2的阻值為60Ω。只閉合開關(guān)S0時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，再閉合開關(guān)S1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A。求（1）電源的電壓；圖15.4-5解：（1）只閉合開關(guān)S0時(shí)，只有R2接入電路。R2兩端的電壓為U2=I2R2=0.2A×60Ω=12V電源電壓為U=U2=12V課后鞏固10．（2019·廣東?。┤鐖D15.4-5所示，電源的電壓恒定，R1、R2為定值電阻，R2的阻值為60Ω。只閉合開關(guān)S0時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，再閉合開關(guān)S1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A。求（2）電阻R1的阻值；圖15.4-5

課后鞏固10．（2019·廣東?。┤鐖D15.4-5所示，電源的電壓恒定，R1、R2為定值電阻，R2的阻值為60Ω。只閉合開關(guān)S0時(shí)，電流表的示數(shù)為0.2A，再閉合開關(guān)S1時(shí)，電流表的示數(shù)為0.6A。求（3）開關(guān)S0、S1均閉合后，通電10s電路消耗的總電能圖15.4-5

培優(yōu)提升1．小明要用圖15.4-6所示的實(shí)驗(yàn)器材探究“電壓一定時(shí)，電流熱效應(yīng)與電阻的關(guān)系”。其中瓶內(nèi)電阻絲的長度、粗細(xì)都相同。（1）請你用筆畫線代替導(dǎo)線，幫他把電路連接完整。圖15.4-6培優(yōu)提升（2）電流產(chǎn)生熱量的多少不易直接測量。因此，在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中是通過______________________來顯示電流產(chǎn)生熱量的多少的。像這種用能直接觀測的量來顯示不易直接觀測的量的方法叫“轉(zhuǎn)換法”。這種方法在物理學(xué)的研究中經(jīng)常用到，請你列舉一例：____________________