初中物理15.4 探究焦耳定律获奖教学ppt课件

这是一份初中物理15.4 探究焦耳定律获奖教学ppt课件，文件包含第十五章电能与电功率第4节探究焦耳定律pptx、第十五章第四节探究焦耳定律docx等2份课件配套教学资源，其中PPT共28页， 欢迎下载使用。

1．能通过生活实例，认识电流的热效应。2．通过实验，探究通电导体放出的热量与哪些因素有关。在设计实验过程中运用控制变量法和转换法。3．能在实验的基础上引出焦耳定律，会应用焦耳定律进行计算。
爸爸根据什么道理判定小明是否看过电视？
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。
电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
提出问题：电流的热效应与哪些因素有关？
（1）浴霸灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡下面非常热，电线却不怎么热，这是为什么？
（2）如果将小功率的浴霸灯泡换成大功率的浴霸灯泡，灯泡下面更热，这又是为什么？
（3）浴霸灯泡通电的时间更长，会产生更多的热量，这说明了什么？
猜想：影响电热大小的因素——
想一想，我们应该采用什么样的研究方法？
用电阻丝给密封容器里的空气加热，U形管中液面高度的变化反映空气温度的变化，进而比较电热的大小。
由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较，实验中怎样将它变为便于直接观察比较的现象呢？
U形管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大，液面升高。
目标：在电流相同、电阻不同时，产生电热的效果如何呢？ 思考： ①实验设计中，怎样保证电流等大？ ②用什么仪器反映产生热量的多少？
①电阻串联时电流相同。②与U形管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大， U形管中液面升高。
①看到了什么现象？②得到了什么结论？
思考：①此时，哪个电流小？为什么？②并联分流的电阻为什么要放在盒子外面?
让不同的电流流过相同的电阻，看效果会如何呢？
①右边的发热器热量少，因为并联的电阻分去一半的电流。②不让它产生的热量影响盒内的温度。
现象：R相同时，电流 I 大的液面升高快，即产生的热量Q 多。结论：在电阻和通电时间相同时，通过电阻的电流越大，产生的热量越多。
①看到了什么现象？ ②得到了什么结论？
通过以上实验你能总结出什么规律？
结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。
结论3. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。
　　焦耳（James Presctt Jule， 1818—1889），英国物理学家。他用 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。
Q = I ² R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω s
二、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。
为什么用导线连接的电炉通电后，电炉很快发红发热，而导线却不热？
因导线电阻很小（百分之几欧姆），而电炉电阻很大（几十欧姆到上百欧姆），串联时导线产生的热量很微小，故感觉不热。
根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。  
根据欧姆定律U ＝IR
又因为 W ＝ UIt 
若电流做的功全部用来产生热量，即 Q ＝ W 
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×5×60 s = 6 480 J
　　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?
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
　　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?
　　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，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等。
1．下列家用电器，利用电流的热效应工作的是(　　)
2．电炉中的电阻丝通电一段时间后变得很烫，而连接的导线却不怎么热，主要是(　　)A．通过导线的电流小于通过电阻丝的电流 B．导线的绝热皮隔热C．导线的电阻远小于电阻丝的电阻 D．导线散热比电阻丝快
3．下列用电器均标有“220 V　100 W”，在额定电压下工作相同时间产生热量最多的是(　　) A．电热水袋　　B．电视机 　　 C．电风扇　 　 D．电灯４．某导体电阻为10 Ω，通电5 min产生的热量是1200 J，当通过该导体的电流增大为原来的2倍时，在相等时间内产生的热量是_______J。5. 下列情况中防止电热危害的是(　　) A．电视机背后有散热窗 B．家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次 C．家庭电路一般安装保险丝 D．大型爆破工程用电热引发炸药
6．探究“电流通过导体时产生的热量与什么因素有关”的实验。如图甲和乙所示，两个透明容器中密闭着等质量的空气，两容器中的电阻丝串联起来，连接到电源两端，通电一定时间后，比较两个U形管中液面高度差的变化。（1）在图甲中，通过两电阻丝的电流_______；该装置是探究电流通过导体产生的热量与导体_______的关系。（2）在图乙中，是探究电流通过导体产生的热量与通过导体________的关系。（3）在该实验中，我们是通过观察U形管中两侧液面的_________来比较各容器中电阻丝产生热量的多少的。