物理九年级全册（2024）第4节 焦耳定律说课ppt课件

这是一份物理九年级全册（2024）第4节 焦耳定律说课ppt课件，共31页。PPT课件主要包含了想一想，电流的热效应，都要消耗电能，都会发热，电能转化为内能，提出问题，猜想与假设，设计实验，2实验原理，3研究方法等内容，欢迎下载使用。
电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路中，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?
　　（1）以下用电器的共同特点
　　（2）电流的热效应
　　电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。
　　2．探究影响电流的热效应的因素
　　（1）可能与导体的电阻有关。
　　（2）可能与通过导体的电流有关。
　　（3）可能与通电时间有关。
有电流流过导体时，才会发热。
电烤炉工作时，烤丝温度高，导线几乎不发热。
电热水壶工作时，通电时间越长，水温越高，直至沸腾。
电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关？
　　（1）实验装置介绍（焦耳定律演示器）
透明的塑料容器内部密闭着等量的空气；容器内部的空气与U形管一端相连通。容器中各有一段电阻丝，两个容器中的电阻丝串联在一起接入电路。
两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。当两个密闭容器接入电路时，哪一侧U形管中液面高度变化较大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。
U形管液面的高度差越大，电流产生热量越多。
通过观察U形管液面的高度差，来比较电流产生热量的多少，这种方法叫转换法。
在探究电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间的关系时，每次实验应该控制其中两个物理量不变。
为了进行多次实验，需要改变通过两个电阻丝的电流，所以在电路中串联一个滑动变阻器，通过移动滑片改变电流。
将阻值为5 Ω和10 Ω的两个电阻丝分别放置在两个透明容器，并接入电路。闭合开关，通电60 s后，观察U形管液面高度差的变化，记录实验数据。
（1）探究电热与电阻的关系
改变滑动变阻器的阻值，进行多组实验，观察并记录数据。
（1）在电流和通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越大，这段电阻丝产生的热量越多。
取两个阻值为5 Ω的电阻丝分别放置在两个透明容器中，另取一个5 Ω的电阻丝与其中一个电阻丝并联，如图所示。闭合开关，通电60 s后，观察U形管液面高度差的变化，记录实验数据。
（2）探究电热与电流的关系
调节滑动变阻器的阻值，进行多组实验，观察并记录数据。
（2）在电阻和通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多。
取一个阻值为10 Ω 的电阻丝，装入容器中，如图所示。闭合开关，通电一段时间，观察随时间的变化，U形管液面的高度差的变化情况。
（3）探究电热与时间的关系
（3）电流通过导体产生的热量跟通电时间有关，通电时间越长，电阻丝产生的热量越多。
詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日—1889年10月11日），出生于曼彻斯特近郊的沙弗特，英国物理学家，英国皇家学会会员。
在研究热的本质时，发现了热和功之间的转换关系，最终发展出热力学第一定律。用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。即焦耳定律。
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。
　　（3）各物理量的单位：
1焦耳=（1安）2×1欧×1秒
　　Q表示热量，单位是焦耳（J） 　　I 表示电流，单位是安培（A） 　　R 表示电阻，单位是欧姆（Ω） 　　 t 表示时间，单位是秒（s）
　　2．推导焦耳定律  
　　若电流做的功全部用来产生热量，　　即 Q = W 　　因为电功 W = UIt   　　根据欧姆定律 U = IR　　所以 Q = W = UIt = I2Rt可见，在消耗的电能全部用来产生热量时，根据电功公式和欧姆定律推导出的结论与焦耳定律一致。
　　（1）电功与电热的区别
电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能。
电热是指电流通过一段电路做功时，电能转化为内能的那一部分。
两者表示的意义不同，是两个不同的概念。
　　（2）电功与电热的联系　　①纯电阻电路 该类电路中，电流通过用电器时，电能全部转化为内能，电流产生的热量就等于消耗的电能，即Q = W 上述公式适用于纯电阻电路。如电炉、电热器、电熨斗等。
　　②非纯电阻电路在该类电路中，当电流通过用电器时，电能主要转化为其他形式的能量，只有一部分转化为内能 。此时电能=内能+机械能 ，所以Q＜W。例如：当电风扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，有少部分转化为内能发热。 W总＝UIt =W机械能＋Q热量
　　4．电功、电功率、焦耳定律计算公式及其适用范围
优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
很多情况下，我们并不希望用电器的温度过高。过多的电热如果不能及时散失，会产生许多安全隐患。
电子器件的工作温度直接决定其使用寿命和稳定性，要保证其稳定工作，就必须要有效地散热。
例如我们的电脑在工作时，电路元件发热，温度升高，会影响到电脑的稳定性，甚至烧坏电脑CPU。人们常常采用安装散热窗、使用微型风扇等方法及时散热。
　　（1）电脑CPU的散热
除在侧壁开孔外，内部还装有电风扇，工作时电风扇转动把热量吹到机器外面，可以降低灯泡、机器内部元件的温度。
　　（2）电视机散热：在后盖开有很多孔，为了通风散热。
　　（3）投影仪的散热：
　　1．如图是探究电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关的实验装置，两个透明容器中密封着等量的空气，下列说法正确的是（　）
　　A．通电后可探究电流产生的热量与电阻大小的关系　　B．用U形管中液体的热胀冷缩反映电流产生热量的多少　　C．用U形管中液面高度差来反映电流产生热量的多少　　D．通电一段时间后，左侧U形管中液面的高度差较小
　　2．小民利用如图所示的装置来探究“电流通过导体产生的热量与电流的关系”，甲、乙两个透明容器中密封着等量的空气，U形管内液面的高度变化反映密闭空气温度的变化。已知R1=5 Ω，　R3=10 Ω，若通过R1的电流I1=3 A，则此过程中（　）　　A．为保证实验进行，乙容器中R2的阻值应为10 Ω　　B．流过电阻R2的电流大小为1 A　　C．10 s内电流通过电阻R2产生的热量为200 J　　D．电阻R2两端的电压为30 V