人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 焦耳定律优质课教学课件ppt

这是一份人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 焦耳定律优质课教学课件ppt，共9页。PPT课件主要包含了学习目标，重点难点，家居一角厨房，课堂导入，新知探究，课堂练习，焦耳定律，课堂小结，课后作业等内容，欢迎下载使用。
1.焦耳定律的内容、公式及应用。2.电流热效应在生活和生产中的应用与防止。
1.实验探究过程中，准确控制变量并分析实验结果。2.理解电功与电热在不同电路中的关系，运用焦耳定律解决实际问题。
电能是一种高效的清洁能源，可以用来烧烧水沏茶。
电流流过导体产生热量，可以用来烧水做饭，甚至可以用来冶炼，你知道这是为什么吗？
知识一 寻找用电器工作时的共同特点
用电器工作时：用电器工作时都要消耗电能，哪怕是冰箱在工作，你时候无意摸到冰箱后背也会发热？
　　电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
（1）寻找以下用电器的共同特点
电烤箱、电热毯、电熨斗、电饭煲、暖风机、电烙铁等有什么共同点？
分析：用电器工作时都要消耗 能，工作时都会发热，在这个过程中， 能转化为 能。
（2）电流的热效应 电流通过导体时 能转化成 能，这种现象叫做电流的热效应。
2. 探究影响电流的热效应的因素
【提出问题】电流通过导体时产生 热的多少跟什么因素有关?
（2）可能与导体的电阻有关。
因为导体在有电流通过时才会发热，所以电流通过导体时产生热的多少跟电流有关；
（1）可能与通过导体的电流有关。
（3）可能与通电时间有关。
导线和电熨斗串联接入电路中，通过的电流是相同的，电熨斗很热、温度高，而导线几乎不热，因此电流产生的热可能与电阻有关。
由生活经验可知，用电器通电的时间越长，电流产生的热量也会越多。
（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，两个容器里的电阻丝串联在一起接入电路。
（2）实验原理 如图所示，两个完全相同的透明容器中密封着空气，U形管中液面的高度的变化反映密闭空气的体积变化。同时使用两个密闭容器时，哪一侧U型管中液柱出现的高度差大，表明哪一侧的电阻丝产生的热量多。
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，每次实验应该控制两个物理量不变。
实验中通过观察U形管液面的高度差来比较电流产生热量的多少，这种研究方法叫转换法。
U形管液面的高度差越大，电流产生热量越多。
（4）实验电路图、器材如下所示：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。
【进行实验】（1）探究电流通过导体产生的热量跟电阻的关系
（2）探究电流通过导体产生的热量跟电流的关系
将两根阻值不等的电阻丝串联接入电路。闭合开关，通电一段时间，观察U形管液面高度差的变化。
在右方密封盒外并联一个5Ω的电阻R3，目的是改变通过盒内电阻的电流大小，由于R3
因此通过两个容器中电阻的电流不同：I1=2I2。从而研究电流通过导体产生的热量跟电流的关系。
闭合开关，通电一段时间后，观察U形管液面高度差的变化。
想一想：在这个电路中，为什么是I1=2I2？
（1）分析实验步骤（1）可发现：在 和 相等的情况下， 越大，电流产生的热量越多。
（2）分析实验步骤（2）可发现：在 和 相等的情况下， 越大，电流产生的热量越多。
（3）分析实验步骤（3）可知：在 和 相等的情况下， 越长，电流产生的热量越多。
（1）在 相同、 相同的情况下， 越大，这个电阻产生的热量越多。
（2）在 相同、 相同的情况下，通过一个电阻的 越大，这个电阻上产生的热量越多。
（3）在 相同、 相同的情况下， 越长，这个电阻产生的热量越多。
视频演示——《电流通过导体产生的热量跟电阻的关系》
视频演示——《电流通过导体产生的热量跟电流的关系》
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。
1J=1A2×1Ω×1s
热量用Q表示，单位是J电流用I表示，单位是A电阻用R表示，单位是Ω通电时间用t表示，单位是s
电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？
电炉丝通过导线接到电路中，流过导线的电流全部流过电炉丝，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等。但导线的电阻远小于电炉丝的电阻。
根据焦耳定律 Q＝I2Rt 可知，在相同时间内，电炉丝产生的热量远大于导线产生的热量，所以电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热。
电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q =W =UIt = I2Rt
若电流通过用电器，电能没有全部转化为内能，部分转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就小于消耗的电能W。即：Q ＜W。
典例：一只电熨斗接在220V的电路中，电熨斗的电阻为 110 Ω， 通电10 min产生多少热量?
如果是一只额定电压为220V、线圈电阻为10Ω、额定功率为110W的电动机接在220V的电路中，通电10 min会产生多少热量?
想想议议: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。二者似乎矛盾，这是怎么回事?
前者前提条件是电压相同，虽说额定电功率大的灯泡电阻小，但此时该灯泡的电流较大；而后者说前提条件是电流相同，按照焦耳定律当然是电阻大的产生热量多。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
知识四 电热的利用和防止
1. 电热的利用(1)电热器的工作原理：电流的热效应。(2)电热器的主要结构：发热体。发热体是由导电性差、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。其中，绝缘体材料可将电阻丝与电热器的外壳隔开，防止触电和漏电。(3)常见家用电热器：电饭煲、电烙铁、电烤箱等。
2.电热的防止(1)电热的危害①由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。②造成电能输送过程中的电能损失。(2)防止电热危害的方法①安装散热风扇； ②安装散热片； ③安装散热窗。
3．如图甲所示的电路中，电源电压恒为6V，灯泡L标有“6V  3W”，超导部件R1与流过它的电流I的关系如图乙所示。电路通电10s，灯泡L正常发光过程中，以下判断不正确的是（　　）A．R1的阻值为零B．R1产生的电热为0JC．若R1被短接，L会变亮D．L的实际功率为3W
4．某型号的电热毯有高温、低温两个挡，其内部电路原理图如图所示。额定电压为220V，高温挡、低温挡的额定发热功率分别为100W、44W，R1、R2均为加热电阻且阻值不变。求：(1)该型号电热毯高温挡正常工作5min产生的热量；(2)加热电阻R1、R2的电阻值（结果保留整数）；(3)若在用电高峰实际电压为198V时，该型号电热毯用高温挡加热的实际发热功率。
5．如图所示电路，R1=6Ω，当S断开时，电流表的示数为1A； S闭合时，电流表的读数为1.5A，求：(1)电源电压；(2)R2的电阻；(3)1分钟内电流通过R2产生的热量。
电流通过导体时电能转化成内能的现象。
电流通过导体产生热的多少跟电流、电阻、通电时间有关。
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。
公式: Q=I2Rt 
推导公式：Q=U2/Rt=UIt 适用于纯电阻电路。
电功W与电热Q：纯电阻电路中Q=W 非纯电阻电路中Q＜W
应用：电热器。防止：散热器等
1.基础性作业：完成教材课后T1-T7习题，如关于焦耳定律计算、电流热效应现象分析的题目，加深对本节课基础知识的理解和掌握。
2.拓展性作业： 观察生活中利用电流热效应工作的电器和防止电流热效应危害的实例，分析其原理，并写一篇简短的报告。