沪科版（2024）九年级全册（2024）第十七章 电流做功与电功率第三节 焦耳定律授课课件ppt

这是一份沪科版（2024）九年级全册（2024）第十七章 电流做功与电功率第三节 焦耳定律授课课件ppt，共34页。PPT课件主要包含了新课导入，用手一摸电视机后盖，学习目标，电流的热效应，课堂探究，电流的热效应的利与弊，影响电热大小的因素，实验目的，实验原理，控制变量法等内容，欢迎下载使用。
周末，爸爸出门前嘱咐女儿好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到女儿在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是 _____________________后立刻就发现，女儿刚看过电视。
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。
你知道他爸爸是根据什么道理判定的吗？
1.认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。2.知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。3.理解焦耳定律的内容、公式、单位及其简单应用。
　　生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。例如
电流通过导体时电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。
优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等。 缺点：浪费电能，造成电线老化,影响用电器使用寿命。
说明（1）利用电流的热效应工作的电器叫做电热器。（2）电热器的主要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上制成的。
下列用电器中，主要利用电流热效应工作的是（　　） A．洗衣机 B．电热毯 C．电冰箱 D．笔记本电脑
二、电流产生的热量与哪些因素有关
1.猜想与假设 电流通过导体产生的热量可能与哪些因素有关？
（1）可能与通电时间有关，因为通电时间越长，用电器产生的热量越多；（2）可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热；（3）可能与电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。
探究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关。
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，即电流做功使电能转化为物体的内能(W＝Q)。当物体的内能增加时，温度就会升高，电流产生的热量越多，温度计管内的液面就上升的越高，示数就越大，我们可以通过温度计示数变化的大小来比较电流产生的热量的多少，从而比较电流做功的多少。
控制电流I、时间t 相同:研究电阻R 变化→对电热Q 的影响
控制电阻R、时间t 相同:研究电流I变化→对电热Q 的影响
控制电阻R、电流I相同:研究时间t变化→对电热Q 的影响
探究实验用什么物理方法？
电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？
既看不见也摸不着的科学量
既看得见也能测量的科学量
让电流产生的热量被气体吸收，通过观察气体的热膨胀（观察玻璃导管内的水柱升降）来测量。
（1）如图所示，控制电阻R、电流I 相同，闭合开关，每隔一定时间记录一次温度计的示数，比较通电时间对电热的影响；
通电时间越长温度计示数越大
（2）相同时间内通过电阻R 的电流为I，移动滑动变阻器R0 的滑片，使通过电阻R 的电流为2I。比较电阻R 两次产生热量的多少；
通过电流为 2I 时比通过电流为 I 时的温度高
（3）如图所示，R2＞R1，控制通过导体的电流和通电时间不变，比较温度计的示数。
电阻R2 温度计的示数比电阻R1 温度计的示数大
（1）对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
（2）对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大，产生的热量越多。
（3）在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
1.在相等的时间内，电热丝甲比电热丝乙放出的热量多，则（ ）A.甲的电阻一定比乙的电阻大B.中两端的电压一定比乙两端的电压大C.甲消耗的电功率一定比乙消耗的电功率大D.通过甲的电流一定比通过乙的电流大
2. 小华利用如图的实验装置来探究影响通电导体产生热量的因素，下列说法不正确的是（　　）A．图甲实验装置是控制电流、通电时间一定时，探究电热与电阻的关系B．图乙实验装置是控制电阻、通电时间一定时，探究电热与电流的关系C．图甲中闭合开关后，a管中液面上升比b快D．图乙中闭合开关后，c管中液面上升比d快
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 1841 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。
（1）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。
焦耳定律的理解(1)焦耳定律Q=I2Rt是由实验总结出来的,只要有电流通过导体，都可以用它来计算导体所产生的热量。(2)只有在电流、通电时间一定时,电流通过导体产生的热量跟电阻的大小成正比的结论才成立。(3)公式中各物理量都是对同一段电路或同一导体而言的，也是对应于同一状态的；公式中的电流I的单位用安(A),电阻R的单位用欧(Ω) ,通电时间t的单位用秒(s),这样热量Q的单位才是焦(J)。
(4)只有在电能全部转化为内能的电路中,消耗的电能才等于电热，即W=Q。(5)若消耗的电能中只有一部分转化为内能,而其他的电能转化成了电热之外的其他形式的能量,此时W>Q。如电流通过电动机时,电流做功,大部分电能转化成了机械能,只有一小部分电能转化成了内能。在电能部分转化为内能的电路中,消耗的电能用W=Pt=UIt来计算,产生的电热用Q=I2Rt来计算。（6）对于纯电阻电路，电热也可用公式 来进行计算。
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 (如电暖器，电饭锅，电炉等) ，此时：Q = W = Pt = UIt = 当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：电能 内能+机械能 W＞Q热
灯泡接入电路中时，灯泡和电线流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发烫，电线的发热却觉察不出来。这是为什么?
灯泡的电阻比电线的电阻大得多，产生的热量更多。
电路负荷过大有什么危险？为什么？
电路负荷过大时，使电路中电流增大，按Q=I2Rt 计算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。
假如在照明电路中接入大功率的电炉，电线将显著发热，有可能烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？
大功率用电器的电流过大，引起导线发热过多。
显然，我们希望热量更多地集中在电炉的发热体上，而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳定律Q=I2Rt ，你对发热体和导线的材料有何建议？
发热体：电阻率大、熔点高导线：电阻率小、熔点高
电流热效应的控制（防护）
上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措施？安装了什么样的散热装置？
1.某导体的电阻为20 Ω，通电1 min产生的热量是4 800J。问:(1)通过它的电流为多少?(2)当通过它的电流增大1倍时,在相同的时间内产生的热量是多少?
2、当 0.2 A 的电流通过一金属线时产生的热量为 Q1，若使通过的电流增加到 0.4 A 时，在相同的时间内产生的热量为 Q2，那么 Q2 是 Q1 的( 　 ) A.2倍 B.4倍　 倍　 D.0.5倍