粵滬版九年級物理上冊 （探究焦耳定律）電能與電功率教師教學(xué)課件

第十五章

電能與電功率探究焦耳定律

1課堂講解2課時流程電流的熱效應(yīng)焦耳定律(公式法：Q＝I2Rt)電熱的利用和防止課后作業(yè)逐點導(dǎo)講練課堂小結(jié)當(dāng)堂檢測點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？知1－導(dǎo)1知識點電流的熱效應(yīng)電烤箱這些常見家用電器的共同特點？電取暖器電熱水器知1－講電流通過導(dǎo)體時，電能要轉(zhuǎn)化為熱能，這個現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。定義1.利用電流的熱效應(yīng)工作的電器叫作電熱器。2.電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由

電阻率大、熔點高的電阻絲繞在絕緣材料上制

成的。知1－講電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？猜想：[設(shè)計實驗]討論1：當(dāng)一個物理量被猜測與多個因素有關(guān)，應(yīng)

該用什么方法去研究？

（控制變量法）

討論2：實驗中通過觀察什么現(xiàn)象來比較電流產(chǎn)生

的熱量的多少？這種研究方法叫什么法？（轉(zhuǎn)換法）知1－講當(dāng)電流通過電阻絲時，電流產(chǎn)生的熱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逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升得越高。實驗中，通過觀察_____________來比較電流產(chǎn)生的熱量的多少。

實驗裝置管中液面上升的高度實驗1：研究電熱與電阻關(guān)系R1=5ΩR2=10ΩA控制不變的量是：電流

通電時間現(xiàn)象：電阻較大的這邊的液柱上升較高。結(jié)論：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。知1－講知1－講實驗2：研究電熱與電流關(guān)系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1控制不變的量是：電阻

通電時間現(xiàn)象：電流較大的這邊的液柱上升較高。結(jié)論：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，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。（來自《點撥》）【例1】在如圖所示的家用電器中，沒有用到電流的熱效應(yīng)的是(

)B知1－講知1－講【解析】電熨斗、電暖器和電熱杯都是為了把電能轉(zhuǎn)化為

內(nèi)能，利用了電流的熱效應(yīng)，電扇是為了把電能轉(zhuǎn)化為機械能，沒有利用電流

的熱效應(yīng)?？?/p>

結(jié)知1－講電流通過導(dǎo)體會產(chǎn)生熱量，但是對于不同的電路，消耗相同的電能轉(zhuǎn)化成的內(nèi)能是不同的，如電爐等電熱器，可以認為電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，但是對于電冰箱、電風(fēng)扇等用電器，只有少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。知1－練(中考·金華)夏天來臨，為了避免蚊蟲的侵擾，許多家庭都會使用電熱滅蚊器，如圖所示的是某品牌電熱滅蚊器的簡化電路，電熱滅蚊器是根據(jù)__________原理制成的。1知1－練(中考·淮安)下列四種用電器，其中主要是利用電流熱效應(yīng)來工作的是(

)22知識點焦耳定律知2－講焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國物理學(xué)家。用

近40年的時間做了400多次實驗，

研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實

驗，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

時間的關(guān)系。知2－講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，跟通電時間成正比。Q=I2Rt熱量電流電阻時間JAΩS公式：

意義：

單位：定義知2－講（來自《點撥》）[蘭州]關(guān)于電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，以下說法正確的是(

)A．根據(jù)Q＝I2Rt可知，電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多B．根據(jù)Q＝

t可知，電阻越大，相同時間內(nèi)

產(chǎn)生的熱量越少C．根據(jù)Q＝UIt可知，相同時間內(nèi)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻無關(guān)D．根據(jù)Q＝I2Rt可知，在電流一定時，電阻越大，相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多【例2】D知2－講【解析】選項A沒有說明控制電流一定，缺少條件，結(jié)論不正確；選項B沒有說明控制電壓一定，缺少條件，結(jié)論不正確；選項C中公式是焦耳定律的導(dǎo)出式，只能說明電熱在數(shù)

值上等于電流、電壓、通電時間的乘積，與電阻是否

有關(guān)要看定義式，故結(jié)論不正確；選項D電流、通電時間一定時，電熱與電阻成正比，故

結(jié)論正確。知2－講知識拓展：當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即Q=W=UIt=I2Rt

(如：電暖器，電飯鍋，電爐子等)此時：Q=W=Pt=UIt=當(dāng)電扇工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機的機械能：電能內(nèi)能+機械能

W＞Q熱總

結(jié)知2－講對于純電阻電路(電能完全轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)，Q＝W＝Pt；對于非純電阻電路(電能只有部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，如

電動機)，Q＜W。(中考·揚州)電爐中的電阻絲通電一段時間后變得很燙，而連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，主要是(

)A．通過導(dǎo)線的電流小于通過電阻絲的電流B．導(dǎo)線的絕熱皮隔熱C．導(dǎo)線散熱比電阻絲快D．導(dǎo)線的電阻遠小于電阻絲的電阻知2－練1知2－練(中考·青島)通過一根電阻絲的電流為2A，通電1min產(chǎn)生了2.64×104J的熱量，它的電阻是(

)A．66Ω

B．6600ΩC．110ΩD．220Ω23知識點電熱的利用和防止知3－講小小辯論會：辯題：電熱是有利的還是有害的？

(正方觀點：有利的。反方觀點：有害的。)要求：請正反雙方舉例支持自己的觀點。限時一分鐘。知3－講1.電熱的利用電飯鍋電烙鐵熱得快電熱毯電熨斗電熱孵化器電熱器的優(yōu)點：清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，

還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。知3－講2．防止電熱的危害很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運行時要用微型風(fēng)扇及時散熱等等。缺點：浪費電能，電線老化，影響用電器使用壽命。知3－講（來自《點撥》）[牡丹江]電熱毯是冬季北方常用的取暖設(shè)備，它是利用________________來工作的。而計算機內(nèi)都裝有小風(fēng)扇，它工作時把熱空氣驅(qū)走，這是為了________?！纠?】(或防止電熱帶來的危害；或給計算機降溫)電流的熱效應(yīng)散熱總

結(jié)知3－講增大散熱面積、設(shè)置散熱窗、加裝風(fēng)扇都可加快散熱，防止電熱造成危害。有些家用電器在使用過程中，溫度過高會損壞電器。下列家用電器中要防止電熱產(chǎn)生危害的是(

)A．電飯煲B．電熱水器C．電熨斗D．電視機知3－練1(中考·曲靖)下列現(xiàn)象或裝置，利用了電流熱效應(yīng)的是(

)①電視機后罩有許多小孔；②電動機外殼上裝散熱片；③長期不用的電視機隔段時間通一次電；④白熾燈；⑤電腦機箱里裝有小風(fēng)扇；⑥電暖手寶A．①②⑥B．①②⑤C．③④⑥D(zhuǎn)．②③⑥2知3－練焦耳定律電流的熱效應(yīng)實驗探究電熱的利用和防止公式：Q=I2Rt電功與電熱的關(guān)系1.實驗探究：(1)方法：控制變量法、轉(zhuǎn)換法等。(2)技巧：在探究電流產(chǎn)生熱量的多少是否與導(dǎo)體的電阻

有關(guān)時，要保證電流相等，探究中采取串聯(lián)的方法來

保證電流相等。2.焦耳定律：(1)公式：Q＝I2Rt。(2)公式適用范圍：適用于電流通過所有導(dǎo)體所產(chǎn)生熱量

的計算。對于電動機，消耗的電能只有很小的一部分

轉(zhuǎn)化為熱量，這時電流通過電動機線圈發(fā)熱仍然可以

用該公式計算。只是這時的發(fā)熱為電能的損耗。（來自教材）1某一家用電飯煲的銘牌上標(biāo)有“220V500W”字樣，計算一下它的電阻絲的電阻是多少？

假如每次煮飯要用20min,消耗了多少電能？2(中考·河南)用同種材料制成兩段長度相等、橫截面積不同的圓柱形導(dǎo)體，甲比乙的橫截面積大，如圖所示，將它們串聯(lián)在電路中，通電一段時間后，比較甲、乙兩導(dǎo)體升高的溫度，下列判斷正確的是(

)A．甲導(dǎo)體的溫度升高得多B．乙導(dǎo)體的溫度升高得多C．甲、乙兩導(dǎo)體升高的溫度相同D．條件不足，無法判斷3(中考·成都)如圖所示，是晨晨同學(xué)探究焦耳定律的部分實驗裝置。已知R甲＝5Ω，R乙＝10Ω，在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系時，應(yīng)將兩電阻絲串聯(lián)在電路中。若電路中的電流為0.3A，則甲電阻絲在1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量為________J。4

(中考·龍東)電熱毯(俗稱“電褥子”)是根據(jù)電流的________效應(yīng)制成的。小亮家的電熱毯通電后指示燈不亮，小亮檢修時發(fā)現(xiàn)是電熱絲斷了，他把電熱絲的兩個斷頭連接起來，他發(fā)現(xiàn)連接處比別處更熱，這是因為電熱絲連接處橫截面積________，電阻________，由焦耳定律可知，在電流、通電時間相同時，連接處產(chǎn)生的熱量________。5(中考·鎮(zhèn)江)如圖所示電路，電源電壓不變，R1＝40Ω，R2＝60Ω，通過R1的電流I1＝0.3A，求：(1)電源電壓；(2)R2消耗的電功率；(3)通電1min，電阻R1上產(chǎn)生的熱量。請完成《典中點》剩余部分習(xí)題。第4節(jié)探究焦耳定律

通電導(dǎo)體發(fā)熱現(xiàn)象

電熱器電飯鍋電水壺電流通過導(dǎo)體時，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，即導(dǎo)體會發(fā)熱的現(xiàn)象,叫做電流的熱效應(yīng)。一、通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)活動探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)猜想1.可能與電流的大小有關(guān)2.可能與電阻的大小有關(guān)3.可能與通電時間的長短有關(guān)電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多1.如何比較通電導(dǎo)體放出熱量的多少?通過U形管內(nèi)液體的高度變化來反映2.如何控制電流和通電時間相同?將電阻串聯(lián),控制電流和通電時間不變3.如何改變通過導(dǎo)體的電流?將電阻與滑動變阻器串聯(lián),或并聯(lián)電阻分流思考1.通電導(dǎo)體放出的熱量跟電阻的關(guān)系2.通電導(dǎo)體放出的熱量跟電流的關(guān)系3.通電導(dǎo)體放出的熱量跟時間的關(guān)系小結(jié)1.在電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。2.在電阻和通電時間相同時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。

3.在電流和電阻相同時，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多。二、焦耳定律1.英國物理學(xué)家焦耳在大量實驗的基礎(chǔ)上，最先得出了熱量與電流、電阻、通電時間的關(guān)系，也就是后來著名的焦耳定律。2.內(nèi)容:電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的二次方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時間成正比。3.公式:Q=I2Rt4.電功和電熱的關(guān)系(1)在電熱器電路(只有電阻的電路)中：（電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能）如：電暖器，電飯鍋，電爐等。W=QW=UIt=PtQ=I2Rt=U2t/R(2)在非純電阻電路中：如當(dāng)電動機工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機械能

.W>Q（W=UIt）>（Q=I2Rt）1.下列用電器中不屬于電熱器的是（）A．電熱水壺 B．電熱毯 C．電風(fēng)扇 D．電熨斗C練一練解析：電熱水壺、電熱毯、電熨斗工作時，是將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器，屬于電熱器；電風(fēng)扇是將電能轉(zhuǎn)化為機械能和內(nèi)能的用電器，不是電熱器。2.如圖是“探究影響電流熱效應(yīng)因素”的實驗裝置圖。其中兩個完全相同的燒瓶內(nèi)分別裝有質(zhì)量、初溫相同的煤油，阻值不同的電阻絲R1、R2．關(guān)于此電路說法中正確的是（）A．探究的是電流產(chǎn)生的熱量與電壓的關(guān)系B．溫度計示數(shù)變化大的燒瓶內(nèi)電阻絲電阻小C．通電時間相同時兩個燒瓶內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量相同D．溫度計示數(shù)變化的大小反映電流產(chǎn)生熱量的多少D3.利用圖中5個阻值相等的電阻完成“焦耳定律”的探究實驗。以下說法不正確的是（）A．本實驗采用的研究方法有“控制變量法”和“轉(zhuǎn)換法”B．若要探究電流對電熱的影響，應(yīng)該選擇觀察甲、丙C．通電后會發(fā)現(xiàn)在相同時間內(nèi)乙產(chǎn)生的熱量是丙產(chǎn)生熱量的8倍D．圖丙外連接5Ω電阻的作用是增大丙圖盒內(nèi)產(chǎn)生的熱量D4.通電后，電爐絲熱