九年级物理第十八章第四节焦耳定律及其应用课件(最新修改)

R=5Ω
R1= 5Ω I1 I = 2I1 R2= 5Ω
①右边的发热器热
I A
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。
【跟踪思考】
看到了什么现象？说明了什么结论？
现象：电流 I 的热量Q 多。 大的液面升高快，即产生
2、结论：在电阻相同和时间相同时，通 过的电流越大，产生的热量越多。
答：.......
2.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱 的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产 生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电 功率和电阻丝工作时的电阻。
解：电烘箱的功率：
W Q 6.6 10 J 3 P 1.110 W t t 60s
4
电阻丝工作时的电阻值：
P 1.110 J R 2 44 2 I (5A) 答：.......
电炉
电暖器
电流的热效应：
通电导体发热的现象
热得快
电水壶
电熨斗
电饭锅
一、电流的热效应
导体中有电流通过的时候，导体要 发热，电能转化成内能，这种现象叫 做电流的热效应。
电热器就是利用电流的热效应工作的 电热器的主要组成部分是发热体。
发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝 缠绕在绝缘材料上制成的。
想想议议
现象：I 相同时，R 大的一边液面升的高， 即升温快。
结论1：在电流和时间相同时，电阻越大产生的热量 越多。
【演示实验2】
让相同的电阻，流过不
同的电流，看效果会如
何呢？
思考：
①此时，哪个电流小？ 为什么？
R 1= 5Ω R = 5Ω I R2 = 5Ω A I1 I = 2I1
②并联分流的电阻为什 么要放在盒子外面?
U2 t =I2Rt Q = W = UIt = Pt= R
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：
电能
内能+机械能
W电＞Q热
此时，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热
【想想议议】
从课本的“想想议议” 所提的问题中，需要 澄清什么概念？ 在纯电阻电路中
U t， 电压相同时，适用 Q R
通过以上实验你能总结
出什么规律？
电阻上产生的电热与电阻大小和流过 的电流都有关，电阻越大，电流越大，
产生的热量越多。
焦耳（James Prescott Joule，
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。
【问题思考2】
为什么用导线连接的电磁炉通电后， 电炉很快发红发热，而导线却不热？
因导线电阻很小（0.01~0.001Ω），
而电炉电阻很大（几十、几百欧姆），
串联时导线生热很微小，故感觉不热。
例题解析
例题1、
一根60的电阻丝接在36V的电源两 端，在5min内共产生多少热量？
解法1：通过电阻丝的电流
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?

现象一：电炉丝通电能产生热，不通电不产生热。 猜想一：电阻丝产生的热量同电流有关
现象二：电阻丝通电的时间越长产生的热量越多。 猜想二：电阻丝产生的热量同通电时间有关。 事实：电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材 料是铜。 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。 猜想四:........
课堂小结：
焦耳定律
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，公式： Q = I ² R t
3、电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为 内
能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电 流产生的热量Q就等于消耗的电能W。
U t 即: Q = W = Pt = UIt = I2Rt= R
2
堂堂清练习巩固
1.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定 电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功 率有多大？在额定电压下通电10min产生多 少热量？
解：电烙铁的额定功率：
2
U额 （220 V） P额 40 W R 1210
2
因为电烙ห้องสมุดไป่ตู้消耗的电能全部用来发热，所以产生的热量
Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J
怎么这么多作业.....
神一般的表情同步。。。
新型眼保健操很雷很凶残
同学们还记得我们前边学习 的电功的公式么？ 它表示什么 意义呢？
W=UIt
你们家的电器中哪些是把电能
转化为内能（热量）的？
它们的共同特征 是什么？
——电能转化为内能
电热器（电流的热效应）
内电 能热 的器 装： 置利 。用 电 流 做 功 将 电 能 转 化 为
(2)列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害 而采取的措施
电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、 电动机外壳有许多散热片等。
5.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两 根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热， 加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？
答：根据公式P=I2R可知，在电流相等 时，电阻越大，电功率越大。导线相 互连接的位置接触电阻比较大，因而 电能转化为热的功率也较大，造成此 处比别处更容易发热，加速老化甚至 引起火灾.
3
3、有一电动机，它正常工作时的电阻 为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为 220V，通电10min，电动机消耗的电能 为多少？产生的热量为多少？有多少 电能转化为机械能？
解：消耗的电能：
W= UIt =220V×5A×600s=6.6×105J
电热Q = I2Rt =(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J


想一想 议一议 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？
转换法
U型管连接的容器加热
后，温度升高，气
体膨胀，压力变大，
液面升高。
实验过程： （1）在电流和时间相同的情况下， 研究热量和电阻的关系； （2）在电流和电阻相同的情况下， 研究热量和时间的关系； （3）在电阻和时间相同的情况下， 研究热量和电流的关系；
焦耳
二，焦耳定律： 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，公式： Q = I ² R t
(普遍适用)
意义： 热量 电流 电阻 时间 单位： J = A Ω S
体验——创新实验
【实验原理】利用细
电阻丝绕在铁钉上， 通电后对铁钉加热， 其热的程度通过插接
电热Q=电功W
2．电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
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。
3．电热的危害与防止
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 运行时要用小型风扇及时散热等等。
电热的防止
电脑中的CPU在工作时要 产生热,如果过热就会损 坏芯片,所以要在芯片上 加装散热片和风扇.
转化为的机械能：E机=W－Q=6.6×105J －7.5×104J =5.85×105J答：.......
4.电流的热效应有时对我们有益，我们利用它； 有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或 者尽快把发出的热散发掉。
(1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例
电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等
【演示实验1】
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。 ②U型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。
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
请回答： ①看到了什么现象？ ②说明了什么结论？
2
U2 R越小，Q越大（由 R 知,P大的R小）。 P 电流相同时，适用 Q=I² t ， R
R越大Q越大。
四、电热的利用和防止 1、电热器
（1）.原理：利用电流的热效应来工作的。 （2）.核心部分：发热体，它是有 电阻率大，熔点高的材料制成的 （3）.电热器的电热和电功的关系 因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以
的蜡块熔掉为标记，
先实现者获热量多。
【要求】：①设计出实验步骤。
②能连接组装器材。
③会操作。
④得到结论。
【思考】：此实验在选材上有什么要求？
①电阻丝： ②电源电压：
③插蜡块时注意：
【问题思考1】
①焦耳通过实验得到电流产生热量与 电流、电阻、通电时间是什么关系？ ②如何用公式表示这一规律？单位是 什么？ ③可否从能量守恒的观点，通过电流 做功推出电阻的电热公式？
再由焦耳定律电流产生的热量
即
解法2：
【拓展变化】
①若该电阻丝截短一半，仍接在原电源 上，在相同时间内，产生的热量是原来的多 少倍？
②若电压减为一半，其他不变，则产生 热量又如何？
三、电能和电热关系
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