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单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,第十八章电功率第,4,节,焦耳定律,天津市静海区团泊镇中学高级物理教师 李国海,九年级物理优秀教学课件系列,4,第十八章电功率第4节焦耳定律天津市静海区团泊镇中学高级物理教,P =,W,t,变形得,:,W = Pt,公式：,t =,W,P,P = UI,P = I,2,R,P =,U,2,R,推导公式：,W,UIt,W,I,2,Rt,W,t,U,2,R,公式：,推导公式：,电功,电功率,物理意义：,物理意义：,表示电流,做功快慢,表示电流,做功多少,一、知识回顾,P =W变形得:W = Pt公式：t = WP = UI,用手一摸电视机后盖,上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是,_,_,后就发现，小明刚看过电视。,谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？,二、从一个生活故事开始,电视机工作时要发,热,用手一摸电视机后盖 上周六，小明的爸爸出门前嘱咐,这些用电器工作时共同特点是什么？,工作时要发热,将电能转化为内能,这些用电器工作时共同特点是什么？工作时要发热将电能转化为内能,1,、,电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的,热效应,。,三、电流的热效应,2,、电流的三种效应,电流的,热效应,电流的,化学效应,电流,的,磁效应,电流通过导体产生的热通常叫,电热,。,1、电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效,电流的,热,效应：电流通过导体时电能转化为内能的现象,（电炉）,电流的,化学,效应：电流通过导电的液体会发生,化学,变化,.,在化学课中已学过，如电解水的实验,（电镀）,电流的,磁,效应：通电导线周围存在磁场，即电能生磁,。,（电磁铁,）,（,在第,20,章中学习）,这节我们学习电流的热效应,焦耳定律,电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能的现象（电,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,?,你知道其中奥秘吗？,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,猜想四,:,.,现象一：电炉丝通电能产生热，不通电不产生热,。,猜想二：电阻丝产生的热量同,通电时间,有关,。,猜想三：导体通电时产生的热量多少与,导,体的电阻大小,有关。,现象二：电阻丝通电的时间越长产生的热量越多。,事实：电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材,料是铜、铝。,猜想一：电阻丝产生的热量同,电流,有关,控制变量法,猜想四:.现象一：电炉丝通电能产生热，不通电不,1.,猜想与假设,1.,可能与,电阻,有关。,电阻越大，电流热效应越大,四、探究电流产生的热量的因素,2.,可能与,电流,有关。,电流越大，电流热效应越大,3.,可能与,通,电时间,有关。,通电时间越长，电流热效应越大,1.猜想与假设1.可能与电阻有关。电阻越大，电流热效应越大四,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？,转化法,2.,实验,方法,：,1,、控制变量法,2,、转换法,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,3.,实验器材,电流,电流表,时间,表,电热,方案,1,：原理、利用气体的热胀冷缩。 器材、密封的气体，显示气体体积变化的,细管、,U,形管,方案,2,；原理、利用液体受热升温。器材、,易受热升温的液体，,例如煤油而不是水，带,塞的烧瓶，温度计,没有测量工具,转换法,3.实验器材电流 电流表时间表电热方案,实验装置：,新教材的实验装置,老教材的实验装置,新老教材的实验装置,那个效果更好一些那？,实验装置： 新教,实验装置实物图,实验装置实物图,实验,1,：探究,电热与电阻关系,R,1,= 5,R,2,= 10,A,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。,实验1：探究电热与电阻关系R1 = 5 R2 = 10 ,实验,2,：探究,电热与电流关系,I,= 2,I,1,I,A,R,= 5,R,= 5,R,=5,I,1,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。,实验2：探究电热与电流关系I = 2I1IAR = 5 R,得出定性结论：,结论一：,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。,结论二：,在电流相同、电阻相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。,结论三：,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。,得出定性结论：结论一：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻,焦耳（,James Prescott Joule,，,18181889,），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。,焦 耳,走进焦耳,焦耳（James Prescott Joule，1818,1,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。,2,表达式：,Q = I,2,Rt,3,单位：,焦耳（,J,）,4,推导公式：,Q = UIt,Q = t,U,2,R,五、焦耳定律,条件：电能全部转化为内能,Q = Pt,即：,Q=W,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,5.,串并联电路中电热的关系：,R,1,R,2,R,1,R,2,串联电路中：,得：,Q,1,：,Q,2,= R,1,：,R,2,并联电路中：,得：,Q,1,：,Q,2,= R,2,：,R,1,任何电路中：,Q,总,= Q,1,+ Q,2,+ ,根据公式,推导,根据公式,推导,Q = I,2,Rt,Q = t,U,2,R,5.串并联电路中电热的关系：R1R2R1R2串联电路中：得：,R,1,R,2,R,1,R,2,S,1,S,1,分析上面两个电路当开关处于什么状态是高档和低档？,根据公式 可知：当电压和通电时间一定时，总电阻越小，电热越大；总电阻越大，电热越小。,Q = t,U,2,R,请看两个用电器的发热元件的连接原理图,提醒！家用电器都是并联在电路中使用的！,R1R2R1R2S1S1 分析上面两个电路当开关处于什,（,1,）在,纯电阻电路,中（如：电暖器，电饭锅，电炉子等），,当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量,Q,就等于消耗的电能,W,，,即,（,2,）,在,非纯电阻电路,中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：,W,Q,电能 内能,+,机械能,此时，只能用,Q=I,2,Rt,（焦耳定律）,来计算电热,Q = W = UIt = Pt=,=I,2,Rt,t,U,2,R,6.,用电器热量的计算特别注意点,（1）在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉子等），当,Q,=,I,2,Rt,=(0.6 A),2,60,W,300 s,= 6 480 J,例题,1,：一根,60 ,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。,解,:,I,=,=,=,0.6 A,U,R,36 V,60 ,（,3,）例题分析,Q = I2Rt例题1：一根 60 的电阻丝接在 3,例题,2,：一台电动机电阻为,10 ,，接在,220 V,的电源两端，通过的电流为,5A,，在,5 min,内共消耗多少电能？产生多少热量,?,获得多少机械能？,当电动机被卡住时，产生电热是多少？,解,:,W= UIt,220V5A560s,3.310,5,J,Q = I,2,Rt,(5A),2,10, 560s,7.510,4,J,W,机,=W,Q,3.310,5,J,7.510,4,J,2.5510,5,J,I,=,=,=,22 A,U,R,220 V,10 ,Q = I,2,Rt,(22A,）,2,10, 560s,1.45210,6,J,M,220V,（,3,）例题分析,例题2：一台电动机电阻为10 ，接在 220 V的电,例,3,：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：,电压相同（一般为并联）时，电功率与电阻成反比；,电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多；,电流相同（一般为串联,）， 电功率与电阻成正比,电阻越大，单位时间内产生的热量越多。,两者并不矛盾。,（,3,）例题分析,例3：额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工,例题,4,：为什么用导线连接的电炉子通电后,，,电炉丝很快发红发热，而导线却不热？,因导线电阻很小（,0.01,0.001,），而电炉电阻很大（几十、几百欧姆），导线和电炉丝是,串联,接入电路的，通过电炉丝和导线的,电流,I,相同,，根据焦耳定律,Q=I,2,Rt,在相同时间,t,内导线产生热比电炉丝产生的热,少得多,，所以电炉丝很快发红发热，而导线却不热。,还记得本节课开始时我们提出的疑问吗？,例题4：为什么用导线连接的电炉子通电后，电炉丝很快发红发热，,1,电热的利用,利用电热孵化器孵小鸡,电热器,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。,六、电热器,利用,电流的,热效应,工作的用电器叫,电热器,1电热的利用利用电热孵化器孵小鸡电热器电热器的优点:,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,等等。,2,电热的危害,使用不当会造成火灾，造成财产损失甚至人员伤亡事故，必须提高警惕！,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,2020.09.28,修订,再见,2020.09.28修订再见,
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