初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 焦耳定律完美版课件ppt

这是一份初中物理人教版（2024）九年级全册（2024）第4节 焦耳定律完美版课件ppt，共41页。PPT课件主要包含了电热器，电流的热效应，控制变量法，转换法，管中液面上升的高度，这种研究方法叫，通电时间，物理量，焦耳定律，I2Rt等内容，欢迎下载使用。
3.通过 “探究电流产生的热量与哪些因素有关” 的实验，体会实验中控制变量的方法
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。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。
电炉丝热得发红，说明电流在电炉丝上产生的热量更多，那电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关?
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫作电流的热效应。
利用电流的热效应来加热的设备：________。
点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？
导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？
电流的热效应与哪些因素有关？
与电流、电阻、时间有关。
讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去研究？
讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少？
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。实验中，通过观察_________________来比较电流产生的热量的多少。
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
现象：电阻较大的这边的液柱上升较高。
控制不变的量是：__________、____________。
实验1：研究电热与电阻关系
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
现象：电流较大的这边的液柱上升较高。
控制不变的量是：____________、______________。
实验2：研究电热与电流关系
知识点1 电流的热效应
1.下列用电器中，主要利用电流的热效应工作的是( )
A.收音机B.电视机C.电饭锅D.电冰箱
2.实验小组想探究“电流通过导体产生的热量与什么因素有关”，实验装置如图甲、乙所示，然后将装置两侧的线头与电源连接起来。甲、乙两装置中的两个透明容器中密封着等量空气。
（2）图甲中将两段阻值不同的电阻丝串联在电路中，通电较长时间后，实验现象如图所示，据此可以得出结论：在电流和通电时间相同时，导体__________，产生的热量越多。
在导体电阻与通电时间相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多
Q = I ² R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
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（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。
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、电炉子等)
此时：Q=W=Pt=UIt =
适用于纯电阻电路（只发热）
【问题回顾】电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？
原因：导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。
例题 一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？
电流产生的热量为：
Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×5×60s=6480J
　　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。
（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）：
当电动机通电但转子被卡住时，消耗的电能只会让电动机线圈发热，
此时，W =UIt=Q=I2Rt
例题 家用电风扇正常工作时电流为0.3A，电阻等效为200Ω，求在5min内共产生多少热量？消耗的电能，转化的机械能是多少？效率呢？
消耗的电能（总的）为：
Q=I2Rt=(0.3A)2×200Ω×300s=5.4×103J
W=UIt=220V×0.3A×300s=1.98×104J
机械能(有用）：E=W–Q=1.98×104J–5.4×103J=1.44×104J
6. 小邦家的电热取暖器的电源线坏了，他在网上新买了一根，使用时闻到橡胶的焦煳味，他立即拔下电源插头，发现这根电源线很热，其他用电器仍然正常工作，你认为引起电源线过热的原因可能是( )
A.新买的电源线太短B.新买的电源线太粗C.新买的电源线太细D.电路的电压不稳定
　　电热器的优点: 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。如电视机的后盖有很多孔，是为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等。
1.（安徽中考）如图所示的电路中，电源电压保持6V不变，电阻R1=10Ω，R2=20Ω，闭合开关S，则R1消耗的电功率为______W；若通电30s，电阻R2产生的热量为______J。
解：由电路图可知，电路中的电流：R1的电功率P1=I2R1=（0.2A）2×10Ω=0.4W电阻R2产生的热量Q2=I2R2t═（0.2A）2×20Ω×30s=24J
2.（2025•巴中）如图为烤火炉的简化电路图，电源电压为220V，两个发热电阻阻值均为88Ω，该烤火炉有低温和高温两个挡位，则烤火炉处于高温挡时的功率为 W，处于低温挡工作1min产生的电热为 J。
3.（2025·宁夏）如图是某款汽车后挡风玻璃的除雾除霜装置示意图。图中较宽的线条是导电条（电阻不计），较窄的线条是电阻丝。导电条A、B两端与汽车供电电路相连，供电电压为12V，电阻丝的总电阻是1Ω。正常工作时，通过导电条A处的电流为 A，电阻丝工作5min产生的热量为 J。图中P处电阻丝断裂，其他电阻丝还能工作，则这些电阻丝是 （选填“串联”或“并联”）的。
电阻丝将电能全部转化为内能，Q=W=UIt=12V×12A×5×60s=4.32×104J
知识点3 电热的利用和防止
8.下列情况，属于防止电热产生危害的是( )
A.电脑主机箱里装有小风扇B.家电长时间停用，给家电通电除潮C.用电熨斗熨衣服D.冬天用电取暖器取暖
①电烙铁产生的热量最多②三个用电器产生的热量一样多③电烙铁消耗的电能最多④三个用电器消耗的电能一样多
A.①②B.①④C.②③D.③④
10.电流通过输电线时，由于电流的热效应，输电线上不可避免会有电能损失。电厂向外输出的功率一定，采用高压输电的方法可减小输电线上的电能损失，这主要是为了减小输电线上的( )
A.电压B.电流C.电阻D.时间
11.如图所示的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 ( )
（1）低温挡工作时的电流是多少？
火花更亮些，你的方法是______________，原理是___________________________________________________________________________________________________________ 。
1.电流的热效应：电流通过各种用电器时，温度都会升高。2. 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。公式：Q=I2Rt 3.电热的利用和防止。