九年級物理全冊18.4焦耳定律

第十八章

第4節(jié)焦耳定律

第1頁你知道嗎星期天,小東媽媽出門前囑咐小東別看電視,得先完成作業(yè),可是小東等媽媽一走,就看起了電視,直到媽媽回來前才開始做作業(yè),媽媽問小東為何沒有做完作業(yè),小東說作業(yè)太難,可是小東媽媽只用了一招就知道小東說了謊,請問,他媽媽是怎樣做她摸了摸電視機(jī)散熱窗，發(fā)覺那兒還熱著呢你有類似經(jīng)歷嗎，這個故事對你有什么啟示？生活中的物理第2頁電流經(jīng)過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能（熱能）這些用電器工作時共同點(diǎn)是什么熱水器電烤箱

生活中，還有哪些用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生？請舉些例子。第3頁電流經(jīng)過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng)。一、電流熱效應(yīng)利用電流熱效應(yīng)來加熱設(shè)備：______電熱器第4頁思索：電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)接入電路，為何電爐絲熱發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)燒？提出問題:電流經(jīng)過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱多少跟什么原因相關(guān)？電爐第5頁你猜測是；電流經(jīng)過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量與___________相關(guān)。

3、相同導(dǎo)線，假如將燈泡換成大功率電爐，導(dǎo)線將顯著發(fā)燒，甚至燒壞導(dǎo)線。2、電熨斗，它通電時間過長，一不小心，就會燙壞衣料。你猜測是；電流經(jīng)過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量與________相關(guān)。

你猜測是；電流經(jīng)過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱量與__________相關(guān)。通電時間電流大小猜測：導(dǎo)體電阻

導(dǎo)體電阻通電時間電流大小1、電爐絲和導(dǎo)線是串聯(lián)，通電時電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不熱。第6頁【設(shè)計試驗(yàn)】討論1：當(dāng)大家猜測電熱與多個原因相關(guān)，試驗(yàn)研究時應(yīng)用什么方法去研究？

控制變量法討論2：（觀察試驗(yàn)裝置）（1）用什么方法去觀察不可見物理量（電熱）？電熱——經(jīng)過空氣受熱膨脹程度，觀察產(chǎn)生熱量多少。

像這種利用物理量產(chǎn)生效應(yīng)來觀察不可見物理量方法叫轉(zhuǎn)換法。

試驗(yàn)中，經(jīng)過觀察兩個U形管中染色水柱液面高度改變來判斷產(chǎn)生熱量多少。

試驗(yàn)裝置（2）怎樣比較電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少？第7頁[試驗(yàn)一]研究電熱與電阻關(guān)系應(yīng)控制不變物理量：應(yīng)改變物理量：怎樣才能使不一樣電阻有相等電流和通電時間？將不一樣電阻設(shè)計試驗(yàn)：電流和通電時間相同電阻R1=5ΩR2=10ΩA串聯(lián)試驗(yàn)表明：

在電流相同、通電時間相同情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生熱量越多。第8頁[試驗(yàn)二]研究電熱與電流關(guān)系應(yīng)控制不變物理量：應(yīng)改變物理量：設(shè)計試驗(yàn)試驗(yàn)表明：I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1

在電阻相同、通電時間相同情況下，經(jīng)過一個電阻電流越大，這個電阻產(chǎn)生熱量越多。電阻和通電時間相同電流怎樣才能使相同電阻經(jīng)過電流不相等呢？第9頁在電阻和電流相同情況下，通電時間越長，這個電阻產(chǎn)生熱量越多。電熱與通電時間關(guān)系：剛才觀察：在電阻和電流不變情況下，通電時間加長，U形管中液體液面是怎樣改變？你能得出什么結(jié)論？

請同學(xué)們對以上試驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)：電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與電流、電阻和通電時間關(guān)系。

第10頁焦耳定律（自主學(xué)習(xí)）Q=I2

Rt

熱量

電流

電阻

時間JAΩS公式：意義：單位：電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟電流二次方成正比，跟導(dǎo)體電阻成正比，跟通電時間成正比。

焦耳

(1818－1889)二、焦耳定律內(nèi)容：強(qiáng)調(diào):電熱跟電流二次方成正比。第11頁

焦耳致力于熱功當(dāng)量準(zhǔn)確測定達(dá)40年之久.他用試驗(yàn)證實(shí)“功”和“熱量”之間有確定關(guān)系，為熱力學(xué)第一定律建立確定了牢靠試驗(yàn)基礎(chǔ).

焦耳是英國物理學(xué)家.他一生大部分時間是在試驗(yàn)室里度過.1840年，焦耳經(jīng)過大量試驗(yàn)終于確定了電流產(chǎn)生熱量跟電流平方成正比，跟導(dǎo)體電阻成正比，跟通電時間成正比，這個規(guī)律就是焦耳定律。

第12頁我們學(xué)習(xí)了焦耳定律，怎樣回答前面問題？導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，經(jīng)過電流相同，為何電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)燒呢？

答：電爐經(jīng)過導(dǎo)線接到電路中，導(dǎo)線中電流跟電爐絲中電流相等，但電爐絲電阻比連接電爐絲導(dǎo)線電阻大得多，依據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，電流相等時，電阻大，相同時間里產(chǎn)生熱量較多，所以電爐絲很熱，而導(dǎo)線卻幾乎不熱。第13頁焦耳定律理論推導(dǎo)電流經(jīng)過導(dǎo)體時電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，消耗電能全部用來產(chǎn)生熱量（純電阻導(dǎo)體）電流對純電阻導(dǎo)體時所做電功全部轉(zhuǎn)化為電熱Q=W=UIt對于純電阻導(dǎo)體U=IRQ=W=UIt=IRIt=I2Rt第14頁

焦耳定律：Q=W=Pt=UIt=

(只適合用于純電阻電路)焦耳定律公式擴(kuò)展第15頁Q=I2Rt與W=IUt區(qū)分①在純電阻電路中，這兩個公式是通用。把電能只轉(zhuǎn)化為熱能②在非純電阻電路中，W=IUt公式求得是總消耗電能；Q=I2Rt公式求得是在總電能中部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能能量即：W>Q第16頁電熱與電功關(guān)系：請比較電爐與電風(fēng)扇工作特點(diǎn)純電阻電路：非純電阻電路：

在消耗電能全部用來產(chǎn)生熱量情況下，焦耳定律推導(dǎo):像電爐這種只把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）用電器。

Q=W像電風(fēng)扇（電動機(jī)）這種把電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式能，少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能用電器。

Q<W第17頁例：一根60?電阻絲接在36V電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？

解：R=60Ω

U=36Vt=5min=5×60s=300s經(jīng)過電阻絲電流為：I==36V60?=0.6A產(chǎn)生熱量為：Q=I2