第4节　焦耳定律

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,*,物 理,新课标（,RJ,）,九年级全一册（下）,第十八章 电功率,第,4,节焦耳定律,导学设计,导学设计,应用示例,应用,示例,课堂小结,课堂小结,当堂检测,当堂检测,第十八章 电功率,导 学 设 计,学点,1,电流的热效应,实验,1,：灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？想想为什么。,实验,2,：电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分，有什么感觉？想想为什么。,图,18,4,2,第十八章 电功率,问题：以上实验表明：电流通过用电器时，一般用电器都会,_,，电流通过导体时电能转化成,_,能，这种现象叫做电流的,_,效应。,发热,内,热,第十八章 电功率,学点,2,探究：电流通过导体时产生的热的多少跟什么因素有关,假设：电流通过导体时产生的热的多少可能跟,_,、,_,、,_,有关。,电流,电阻,通电时间,实验,1,：如图,18,4,3,所示，探究电热与电阻的关系。,图,18,4,3,第十八章 电功率,问题,1,：实验中给等量的空气加热，容器内空气温度上升，体积膨胀通过比较,U,形管两侧液柱的高度差，可以比较电流通过导体时产生的热的多少。这里采用了哪种研究方法？,答案,转换法。,问题,2,：该实验要控制什么量不变？怎样做到？,答案,要控制电流和通电时间相同。把两段阴值不同的电阻丝串联起来，因为串联电路电流处处相等。,问题,3,：你能得到什么结论？,答案,在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多。,第十八章 电功率,实验,2,：如图,18,4,4,所示，探究电热与电流的关系。,图,18,4,4,第十八章 电功率,问题,4,：该实验要控制什么量不变？怎样做到？,答案,要控制电阻和通电时间相同。两个容器中接入相同的电阻丝，在一个容器的外部，并联一个电阻分流。,问题,5,：你能得到什么结论？,答案,在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多。,第十八章 电功率,实验,3,：探究电热与通电时间的关系。,问题,6,：该实验要控制什么量不变？怎样做到？,答案,要控制电流和电阻相同，在两个容器中分别接入相同的电阻丝，加热不同的时间,问题,7,：你能得到什么结论？,答案,在电流和电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。,第十八章 电功率,学点,3,焦耳定律,问题：电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的定量关系可用,_,描述，其内容是：,_,_,；表达式为：,_,。,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,第十八章 电功率,学点,4,电热的利用和防止,观察：如图,18,4,5,所示，,(a),是一台电动机，,(b),是一台电视机。电动机的外壳制成许多皱折形状，电视机的外壳后有许多孔窗。,图,18,4,5,第十八章 电功率,问题,1,：用电器发热的原因是什么？,答案,电流的热效应。,问题,2,：电动机的外壳制成许多皱折形状和电视机的外壳后有许多窗孔，这种形状或结构对电动机和电视机有什么好处？,答案,减少电流热效应所带来的危害。,第十八章 电功率,应 用 示 例,类型一 电流的热效应,例,1,在,“,探究影响电流热效应的因素,”,实验中：,(1),为了探究电热器产生的热量与电流的关系，小明设计了如图,18,4,4,甲所示的装置，在烧瓶内安装一根电阻丝，并插入一支温度计，通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫,_,。若他想让烧瓶内液体在短时间内温度变化更明显，应选用,_(,选填,“,煤油,”,或,“,水,”,),，理由是：,_,_,。,转换法,煤油,煤油的比热容较,小，质量相同、吸收热量相同时，温度变化比较明显,第十八章 电功率,(2),小明先测量烧瓶内液体的温度后，闭合开关，通电,30 s,再测量烧瓶内液体的温度，得到温度的升高量填入表中；然后移动滑动变阻器滑片改变电流大小，重复上述操作，获得第二组数据,(,见下表,),。,实验次数,电流,/A,通电时间,/s,电阻,/,温度升高量,/,1,0.3,30,10,1.5,2,0.6,30,10,6.0,由此得出：同一导体，在通电时间相等时，电流越大，其产生的热量,_,。,越多,第十八章 电功率,(3),若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，同时选择图乙中,_(,选填,“,A,”,或,“,B,”,),烧瓶与图甲中的烧瓶,_(,选填,“,串联,”,或,“,并联,”,),。,图,18,4,4,B,串联,第十八章 电功率,解析,(1),实验中通过比较烧瓶内液体的温度变化，来判断相同时间内不同电流产生的热量多少，这种研究方法叫转换法。由于煤油的比热容较小，质量相同、吸收热量相同时，温度变化比较明显，故应选用煤油进行实验。,(2),由表格数据知，通电时间和电阻相等，电流增大为原来的,2,倍，温度升高量为原来的,4,倍，即产生的热量为原来的,4,倍，可知通电时间和电阻相等时，电阻越大，其产生的热量越多。,(3),若要探究电热器产生热量与电阻的关系，应保持电流和通电时间相等，电阻不同，所以应该选择,B,烧瓶和图甲中的烧瓶串联。,第十八章 电功率,类型二 焦耳定律,例,2,一台电动机正常工作时线圈两端的电压为,380 V,，线圈电阻为,2,，线圈中的电流为,10 A,，这台电动机正常工作,1 h,，其线圈产生的热量为多少？这段时间内电流做的功是多少？,第十八章 电功率,点拨,(1),焦耳定律适用于一切电路。,(2),只有在纯电阻电路中，消耗的电能完全转化为内能，即,Q,W,，如电烙铁、电热毯等。,(3),在非纯电阻电路中，电流做的功分为两部分，即电能转化为内能和其他形式的能，此时,Q,W,，如电动机电路、电池充电等。,第十八章 电功率,变式题,将电动机模型接入如图,18,4,5(,a,),所示的电路中，已知电源电压,U,3 V,并保持不变，线圈电阻,R,1.5,。接通电路后，电动机正常转动，电流表读数,I,0.8 A,。已知电动机正常工作时的能量转化关系如图,(,b,),所示，摩擦不计，求：,(1),电动机正常转动,1 min,消耗的电能,W,和线圈产生的热量,Q,。,(2),电动机输出的机械功率,P,。,图,18,4,5,第十八章 电功率,第十八章 电功率,类型三 电热的利用和防止,例,3,2015,潍坊中考,如图,18,4,6,所示的家用电器中，利用电流热效应工作的是,(,),图,18,4,6,A,第十八章 电功率,课 堂 小 结,第十八章 电功率,当 堂 检 测,知识点,1,探究：电流通过导体时产生的热的多少跟什么因,素有关,1,如图,18,4,7,所示是研究焦耳定律的实验装置，,A,、,B,分别与电源正、负极相连。通电后，电阻发热，容器内空气温度上升，通过比较玻璃管两侧液柱的高度，可以比较产生热量的多少。,图,18,4,7,第十八章 电功率,(1),按图甲实验时，左侧液柱高度小于右侧，这个现象说明：,_,。,(2),图乙中，通过左侧,5,电阻的电流,_,通过右侧,5,电阻的电流，根据焦耳定律的结论，左侧的液柱高度,_,右侧的液柱高度。,(,均选填,“,大于,”“,等于,”,或,“,小于,”,),电流和通电时间一定时，电阻越大，电流产生的热量越多,大于,大于,第十八章 电功率,知识点,2,焦耳定律,2,某电阻丝两端的电压为,40 V,，通过的电流为,2 A,，通电,100 s,产生的热量是多少？,答案,通电,100 s,产生的热量,Q,W,UIt,40 V,2 A,100 s,8000 J,。,第十八章 电功率,知识点,3,电热的利用和防止,3,如图,18,4,8,所示的电器工作时，将,_,能转化为,_,能，我们把这些电器统称为,_,。,图,18,4,8,电,内,电热器,第十八章 电功率,4,如图,18,4,9,所示，下列常见电器中不是利用电流热效应工作的是,(,),图,18,4,9,B,第十八章 电功率,5,下列情况中不属于防止电热危害的是,(,),A,电视机的后盖有许多孔,B,电脑机箱内有小风扇,C,电动机外壳有许多散热片,D,家电长时间停用，隔一段时间应通电一次,D,