初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律课堂教学ppt课件

这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律课堂教学ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了电流的热效应，液面高度差，转换法，热传递，热膨胀，增大的体积，液面的高度差，通电时间，焦耳定律，物理量等内容，欢迎下载使用。

小唯的妈妈出门前嘱咐他好好写作业，不要玩电脑。妈妈回来时看到他在认真学习，很高兴，可是用手一摸电脑的主机就发现，小唯刚玩过电脑。你知道妈妈是根据什么判断的吗？
生活中，许多家用电器接通电源后，都会产生热量，这些热量是从哪里来的？
给电炉通电一段时间后电炉丝变得非常热，可是跟它串联的电线为什么摸起来不是很热呢？
1．能通过生活实例，认识电流的热效应2．能在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算3．通过学习电热的利用和防止，学会辩证地看待问题
事实表明，电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫作电流的热效应
给电热水壶通电可以将冷水加热
给电烤箱通电可以将其中的面包烤熟
计算机主机长时间工作后外壳会发热
电流的热效应与哪些因素有关？
2.电炉丝和导线串联接入电路，通过电炉丝和导线的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
电流的热效应可能与导体的电阻有关
3.电路发生短路时，电流很大，会把导线的绝缘皮烧掉，甚至发生火灾可能会引起火灾？
电流的热效应可能还与电流的大小有关
1.电熨斗通电时间过长，会产生过多的热量，烫坏衣服，说明了什么？
电流产生的热量可能与时间有关，时间越长，产生的热量越多
怎样判断电流通过导体时产生热量的多少?
电流产生的热量(Q放)
盒内空气吸收的热量(Q吸)
控制不变的量是：______ __________。
在通电时间和电流大小相同的情况下，电阻的阻值越大，产生的热量越多。
探究电流热效应与电阻大小的关系
需要改变的量是：______ 。
探究电流热效应与通过导体的电流之间的关系
在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过电阻的电流越大，产生的热量越多。
控制不变的量是：_______ __________。
同一个电阻通电的时间越长，液柱上升较高。
探究电流热效应与通电时间的关系
在电流、电阻相同的情况下，通电的时间越长，产生的热量越多。
控制不变的量是：_______ ______。
需要改变的量是：____________ 。
内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。
Q = I2 R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
焦耳（James Presctt Jule，1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
对于纯电阻电路，即当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 Q =W = UIt = I2Rt =Q = 　　
此时：Q=W=Pt=UIt =
适用于纯电阻电路（只发热）
电线和电炉串联，电流、时间都相同，而电炉的电阻比导线的电阻大的多，根据Q=I²Rt可知，电流通过导线产生的热量少，因此电炉丝热而导线却不热
现在你能够回答：为什么电炉丝变得非常热，可是跟它串联的导线摸起来不是很热了吗？
在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
导线相互连接处的电阻大。根据电流的热效应跟电阻大小的关系，接入电路的电阻越大，发热越多，温度越高，这样长时间工作会加速老化，甚至引起火灾。
对于非纯电阻电路，即当电流通过导体时，如果电能一部分转化为内能，一部分转化为其他形式的能量　
UIt = I²Rt + E
当电动机通电但电动机不转时，消耗的电能只会让电动机线圈发热，
（相当于纯电阻电路）
当电动机工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能（有用功），同时，电动机线圈也会发热（额外功）：
此时，W =UIt=Q=I2Rt
1.一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V 的电源两端，在 5 min内共产生多少热量?
= (0.6A)2×60 W×300 s
解：根据欧姆定律可知：
已知电阻R、电压U、时间t，求产生的热量Q；求热量则利用公式Q = I2Rt ，而I未知，则先利用I = 求I
电热器都是利用电流的热效应工作的
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。
下列情况中不属于防止电热危害的是( )A. 电视机的后盖有许多孔B. 电脑机箱内有小风扇C. 电动机外壳有许多散热片D. 家电长时间停用，隔一段时间应通电一次
电流通过导体时，导体发热的现象
一切用电器和电路的热量计算
散热窗、散热片、电风扇
1.小华家里有1 000 W的电饭煲、500 W 的电熨斗、1 000 W 的电吹风各一个，使用时它们之间是________联的，若各自正常工作相同时间，则________产生的热量最多
2.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下通电10min产生多少热量？
产生的热量 Q=W=Pt=40W×10×60s=2.4×104J
3.如图所示是一直流电动机提升重物的装置。电源电压U=12V保持不变，已知电动机线圈电阻为1Ω，开关闭合后电动机匀速提升重物，此时，电流表读数为1A，电压表读数为3V，不计任何摩擦，求：(1)1分钟内该电路消耗的总电能；
解：(1)1分钟内该电路消耗的总电能
(2)电动机的发热功率；
(2)电动机的发热功率
(3)当重物的质量超过一定数值时，电动机将无法转动，求此时电动机的电功率；
(3)根据欧姆定律可知，定值电阻的阻值是：
当电动机不转动时，相当于一个1Ω的电阻，由欧姆定律可得此时电路中的电流
(4)根据以上计算说明，为什么电动机不转时很容易被烧坏？
(4)电动机不转时，电流大大超过额定电流，根据Q=I2Rt可知，相同时间内电动机线圈产生过多的热量导致被烧坏
4.用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，相同烧瓶内装满了煤油。（1）烧瓶中装入的煤油是________（选填“导体”或“绝缘体”）。（2）请根据实物电路，在虚线框图内画出对应的电路图。
（3）为达到实验目的，选用的两电阻丝R1与R2的阻值应______，通过R1的电流_________通过R2的电流。（4）通电一段时间后，乙烧瓶中玻璃管内液面上升的高度较大，说明__________________________________________________。
电阻和通电时间不变，电流越大产生的热量越多
（5）小红用如左下图示的装置，进一步探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，经多次实验测量，收集实验数据，绘制了烧瓶中玻璃管内液面上升的高度h与电流的关系图象，根据焦耳定律可知，右下图中能正确反映h–I关系的是_________。
（6）用Q=I2Rt可以算电流通过任何用电器产生的热量，能用Q=UIt计算电流通过任何用电器产生的热量吗？请用实例说明原因。____________________________________________________________________________________________________________________。
不能。含有电动机的电路，电流做的功大部分转化为机械能，有一小部分转换化为内能，即发热了，W=UIt＞Q=I2Rt
5. 小明家买了一台电烤箱，有低、中、高三个档位的发热功率，如图是其内部简化路图，开关S1可分别与触点a、b接触。已知：R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，电源电压保持不变。请分析和解答以下问题：
（1）当开关S1置于b端、S2断开时，电烤箱处于什么档位？简述理由。（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少？（3）电烤箱在高档位工作时，对食物加热6min，消耗的电能为多少？
(P为电热器额定功率、U为额定电压、R为电路总电阻)

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判断甲、乙、丙、丁四个电路的电功率大小（R1>R2）
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题干信息：已知：R1=48.4Ω，R2=96.8Ω，电源电压保持不变。
（1）当开关S1置于b端、S2断开时，电烤箱处于什么档位？简述理由。
解：(1)低档位。当开关S1置于b端、S2断开时，电阻R1与R2串联，电路中的电阻最大，由 可知，此时电功率最小，是低档位。
（2）电烤箱在中档位工作时，消耗的电功率是多少？
（2）当开关S1置于b端、S2闭合时为中档位，电烤箱消耗的电功率