第十八章電功率第4節(jié)焦耳定律人教版物理九年級(jí)

焦耳定律2

第十八章?電功率情景1：冬天取暖神器，電爐通電后，電爐絲熱的發(fā)紅，而與它相連的導(dǎo)線卻依然冷冰冰，這里面蘊(yùn)含什么物理知識(shí)呢？

情景2：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)也沒打開，很高興?？墒前职?/p>

后就發(fā)現(xiàn)，劉煒琨剛看過(guò)電視。用手一摸電視機(jī)后蓋焦耳定律（一）找相同從能量轉(zhuǎn)化角度分析以下用電器工作時(shí)的相同點(diǎn)電爐電熨斗電飯鍋電暖器

都是將

能轉(zhuǎn)化為

能.電流的熱效應(yīng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象。熱得快

電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)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?想想議議

電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?猜想與假設(shè)1、電熱可能與導(dǎo)體電阻有關(guān)電阻越大，電流熱效應(yīng)越大2、可能與電流大小有關(guān)電流越大，電流熱效應(yīng)越大通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流熱效應(yīng)越大3、可能與通電時(shí)間長(zhǎng)短有關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)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？

控制變量法討論2、用什么方法和器材去觀察那些不可見的物理量？利用物理量產(chǎn)生的效應(yīng)來(lái)觀察不可見的物理量的方法叫轉(zhuǎn)換法。實(shí)驗(yàn)裝置原理：利用氣體的熱脹冷縮。器材：兩個(gè)透明容器中密封著等量的空氣，容器中各有一段電阻絲，U形管中液面高度的變化反映密閉空氣溫度的變化，從而得出電熱的多少。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。結(jié)論：實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系I=2I1IAR=5ΩI1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。R=5ΩR=5Ω結(jié)論：焦耳（1818—1889），英國(guó)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(guò)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。他的研究為能量守恒定律奠定了基礎(chǔ)。焦耳1、內(nèi)容：電流通過(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。2、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，則焦耳定律可表示為：Q=I2Rt

焦耳定律Q=I2Rt熱量電流電阻時(shí)間JAΩS公式：意義：?jiǎn)挝唬?、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=Pt=UIt=IRIt=I2Rt（1）．當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，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。（2）．當(dāng)電動(dòng)機(jī)工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電動(dòng)機(jī)的機(jī)械能：

W＞Q熱電能內(nèi)能+機(jī)械能4、電能和電熱關(guān)系當(dāng)堂訓(xùn)練（一）（1）、下列用電器中利用電流熱效應(yīng)的是（

）A.電視機(jī)

B.電熱毯C.電風(fēng)扇D.電腦(2)、電烙鐵通電一段時(shí)間后變得很燙，而連接電烙鐵的導(dǎo)線卻沒有明顯發(fā)熱。這是主要因?yàn)椋?/p>

）A.導(dǎo)線的絕緣皮隔熱，B.導(dǎo)線散熱比電烙鐵快，C.通過(guò)導(dǎo)線的電流小于通過(guò)電烙鐵的電流，D.導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電烙鐵的電熱絲電阻。（五）課堂反饋1、電流的熱效應(yīng)是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)_____轉(zhuǎn)化成____的現(xiàn)象。電熱器是利用電流的_______制成的加熱設(shè)備。2、在研究焦耳定律的演示實(shí)驗(yàn)中，（1）（本題各空均選填“相同”或“不同”）為了研究電流通過(guò)導(dǎo)體放出的熱量與電阻的關(guān)系，兩燒瓶中煤油的質(zhì)量應(yīng)__________，通過(guò)兩燒瓶中兩根電阻絲的電流應(yīng)__________，兩燒瓶中兩根電阻絲的阻值應(yīng)__________。(2)該實(shí)驗(yàn)采用的研究方法是：

（選填“A”或“B”）。A、與研究歐姆定律的控制變量法相同B、與研究合力與分力關(guān)系的等效法相同3、電動(dòng)汽車成為未來(lái)汽車發(fā)展的方向。若汽車所用電動(dòng)機(jī)兩端的電壓為380V，電動(dòng)機(jī)線圈的電阻為2Ω，通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流為10A，則電動(dòng)機(jī)工作10min線圈產(chǎn)生的熱量是多少焦？當(dāng)堂訓(xùn)練（二）（3）、有額定電壓與額定功率相同的電風(fēng)扇、電烙鐵、日光燈，各自在額定電壓下正常工作相同時(shí)間，比較它們產(chǎn)生熱量的多少的結(jié)果是（）A.一樣的B．電風(fēng)扇最多C．電烙鐵最多D．日光燈最多1、電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電轉(zhuǎn)化為熱的現(xiàn)象，叫電流的熱效應(yīng)。2、焦耳定律：Q=I2Rt3、利用電流熱效應(yīng)來(lái)工作的用電器叫電熱器，電熱器的發(fā)熱體：電阻大、熔點(diǎn)大。4、要從通風(fēng)、散熱等角度來(lái)有效地防止電熱的危害。課堂小結(jié)1．電熱的利用利用電熱孵化器孵小雞用來(lái)加熱電熱的利用和防止電熱器的發(fā)熱體：電阻大、熔點(diǎn)高電熱器的優(yōu)點(diǎn):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。工作原理：電流熱效應(yīng)

電熱器：用電來(lái)加熱的設(shè)備。防止方法：散熱窗、散熱片、散熱風(fēng)扇、通風(fēng)等電熱的危害和防止焦耳定律（二）一、溫故知新1、焦耳定律內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與

成正比，與電阻

，與通電時(shí)間

。表達(dá)式：

。2、公式的適用范圍：可用來(lái)計(jì)算所有用電器工作時(shí)產(chǎn)生的

；當(dāng)用電器為純電阻時(shí)，消耗的電能W與產(chǎn)生的熱量相等即Q=

。

當(dāng)用電器是非純電阻電路時(shí)消耗的電能W

產(chǎn)生的熱量Q即

。

3、某導(dǎo)體的電阻是2歐，通過(guò)2A的電流，1min產(chǎn)生多少焦耳的熱？（二）學(xué)海拾貝——新課學(xué)習(xí)1、純電阻電路，電熱Q的求法：Q=W=

。

純電阻串聯(lián)它們電熱的關(guān)系：Q1：Q2=

=

=

。

純電阻并聯(lián)它們電熱的關(guān)系：Q1：Q2=

=

=

。2、非純電阻電路，電熱Q的求法：Q=

。例：在如圖電路中，R1=2Ω，R2=4Ω，電壓表示數(shù)為3V。求：（1）電路電流；（2）電源電壓；（3）R1與R2電功率；（4）通電1min，R1與R2消電能（5）整個(gè)電路1min消耗電能電阻R1與R2電壓之比：

。電阻R1與R2同時(shí)間內(nèi)消耗能之比：

。電阻R1與R2電功率之比：

。電阻R1與R2電熱之比：

。例：在如圖電路中，R1=2Ω，R2=4Ω，電壓表示數(shù)為3V。求：（1）電路電流；（2）電源電壓；（3）R1與R2電功率；（4）通電1min，R1與R2消電能（5）整個(gè)電路1min消耗電能電阻R1與R2電壓之比：

。電阻R1與R2同時(shí)間內(nèi)消耗能之比：

。電阻R1與R2電功率之比：

。電阻R1與R2電熱之比：

。（二）學(xué)海拾貝——新課學(xué)習(xí)1、純電阻電路，電熱Q的求法：Q=W=

。

純電阻串聯(lián)它們電熱的關(guān)系：Q1：Q2=

=

=

。

純電阻并聯(lián)它們電熱的關(guān)系：Q1：Q2=

=

=

。2、非純電阻電路，電熱Q的求法：Q=

。多檔位問題電熱綜合計(jì)算1、此時(shí)若它兩端的電壓為220V，它的功率為1100W,R=10?（不考慮溫度對(duì)電阻值的影響）．則（1）加熱狀態(tài)下工作h，消耗的電能（2）R0的電阻？（3）當(dāng)溫控開關(guān)S斷開時(shí)，電飯煲的總功率與S閉合開時(shí)相比，將如何變化？并請(qǐng)說(shuō)明原因和加熱狀態(tài)與保溫狀態(tài)．2.表為某電飯鍋銘牌的部分參數(shù)，其簡(jiǎn)化電路如圖：（1）分析檔位和電路結(jié)構(gòu)；（2）電阻R2的阻值？（3）發(fā)熱板R1的阻值是多少？3、表為某電烤箱銘牌的部分參數(shù)，其簡(jiǎn)化電路如圖，R1、R2均為電熱絲（電阻不隨溫度變化），求：該電烤箱（1）在低溫檔正常工作時(shí)的電流；（2）中溫檔正常工作5min消耗的電能；（3）在高溫檔正常工作時(shí)的額定功率額定電壓220V額定功率低溫檔440W中溫檔1100W高溫檔4、高、中、低三擋位的電熱器，電路圖如圖所示，其中Ｒ1＝2Ｒ2，在安全情況下？（1）Ｒ１的阻值是多少（2）中溫?fù)豕ぷ鲿r(shí)，水溫升高８℃消耗的電能（3）結(jié)合表中信息，通過(guò)計(jì)算分析比較用高溫?fù)踹€是用低溫?fù)醺?jié)能？5、小明設(shè)計(jì)圖示模擬調(diào)光燈電路，電源電壓不變，燈Ｌ標(biāo)有“6V,3W”字樣，R1=6Ω，滑片置于最右端，電壓表和電流表示數(shù)為6V和Ａ；移動(dòng)滑片至某一位置，電壓表和電流表示數(shù)分別為1V和Ａ．（１）燈泡Ｌ正常發(fā)光時(shí)的電阻多大？（２）滑片Ｐ在最右端時(shí)，燈泡Ｌ的功率（３）為使燈泡安全，且滑片到某端時(shí)燈正常發(fā)光，應(yīng)采取怎樣的保護(hù)措施？6、小明的媽媽為了改善早餐的營(yíng)養(yǎng)，買了一臺(tái)全自