初中人教版第4节 焦耳定律备课ppt课件

这是一份初中人教版第4节 焦耳定律备课ppt课件，共38页。PPT课件主要包含了逐点导讲练，课堂小结，作业提升，课时讲解，课时流程，知识点，电流的热效应，知1－讲，高度变化，转换法等内容，欢迎下载使用。
电流的热效应焦耳定律电热的利用和防止
1. 电流的热效应电流通过导体时电能转化成内能的现象。
2. 探究电热的影响因素(1)实验方法转换法、控制变量法。(2)实验方案设计实验一：如图1 甲所示，探究电流通过导体时产生热量的多少与导体电阻的关系。实验二：如图1 乙所示，探究电流通过导体时产生热量的多少与电流的关系。
实验详解:●转换法：通过U形管两边液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而反映电阻产生热量的多少。●控制变量法：实验一是通过串联保证电流相同；实验二中，左边容器内电阻中电流是右边容器内电阻中电流的2倍，探究电热与电流的关系。
(3)实验结论实验一结论——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。实验二结论——在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。在两次实验过程中，随着加热时间的延长，U 形管两边液面的高度差增大，表明在电流大小、电阻大小相同时，通电时间越长，电阻产生的热量越多。
特别提醒:实验中用电阻丝对空气加热可以缩短实验时间，并会使实验现象更加明显。实验中应使两容器密闭且封闭等量的空气，不能漏气。
[中考·广东] 用如图2 所示的装置做“探究电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系”的实验。(甲、乙是完全相同的密闭容器，闭合开关前，A、B 两U 形管内液面相平)
(1)由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察U 形管中液面的__________来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用的探究方法是_________。
(2)通过对比观察，_____ (填“甲”或“乙”)容器中导体产生的热量较多。由此可知，在电流和通电时间相同时，电阻越_____，导体产生的热量越多。
解题秘方：对比图文信息，读题也能读出答案。
解析：通过情景观察可以发现，两电阻丝串联，即保证电流相等，探究电热与电阻的关系，再观察U 形管液面高度的变化情况，哪一侧液面高，哪一侧容器中电阻丝在相同时间产生的热量多。
技巧点拨：探究电热的影响因素，用到控制变量法和转换法。在探究电流产生的热量与电阻的关系时，要保证电流大小和通电时间相同。其中，保持电流大小相同的方法是将两个电阻串联。
1-1. [中考·黄石] 如图3所示，两个密闭容器中接入电热丝R1、R2，右边容器上方接入电热丝R3，在通电时间相同的情况下，观察两个U 形管中液面高度的变化。
本实验是根据 _____(填“气体”或“液体”)的热胀冷缩来反映电流产生的热量多少，已知R1=10Ω，R3=6Ω，为了研究电流产生的热量与电流的关系，则R2=_____Ω。若将R3 和R2并联接入右边密闭容器中，则可研究电流产生的热量与_____的关系。
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. 焦耳定律公式及各物理量单位。
(1)公式的意义：公式反映的是电流通过导体时产生热效应的规律，定量地揭示了电能转化为内能的规律。(2)适用范围：公式是由实验总结出来的，只要是电流所产生的热量，都可以利用这一公式进行计算。
3. 在纯电阻电路中，电热与电阻的关系(1)在只有R1和R2的串联电路中，电热与电阻成正比，即Q1∶Q2=R1∶R2；(2)在只有R1和R2的并联电路中，通电时间相同时，电热与电阻成反比，即Q1∶ Q2=R2∶R1。
多用于定性比较两用电器相同时间产生的热量。
拓展延伸电功(或消耗的电能) 与电热间的关系：电功和电热的计算公式分别为W=UIt、Q=I2Rt，均适用于所有电路。在纯电阻电路中，由于电能全部转化为电热，所以W=Q。在非纯电阻电路中，电能只有一部分转化为电热，即W＞Q。
[中考·新疆] 如图4 所示的电路中，R1 ＝ 2 Ω，R2=4 Ω，闭合开关S 后，电流表的示数为0.50 A。求：
解：由电路图可知，R1、R2 串联，电流表测电路中的电流，电压表测电源电压。(1)电路的总电阻R ＝ R1+R2＝ 2 Ω+4 Ω ＝ 6 Ω。
解题秘方：本题用到串联电路电阻的规律、欧姆定律公式和焦耳定律公式。(1)串联电路的总电阻等于各分电阻之和，据此求出电路的总电阻。
解：电压表的示数U ＝ IR ＝ 0.5 A×6 Ω ＝ 3 V。
解题秘方：运用欧姆定律公式变形得U=IR，可求出电压表示数。
(3)电阻R2 在1 min 内产生的热量。
解：t ＝ 1 min ＝ 60 s，电阻R2 在1 min 内产生的热量Q ＝ I2R2t ＝(0.5 A)2×4 Ω×60 s ＝ 60 J 。
解题秘方：运用焦耳定律Q=I2Rt，可求出热量的多少。
2-1.某一阻值为R的电阻，通过的电流为I时，在t时间内产生的热量是Q。则当另一阻值为2R 的电阻，通过的电流是2I 时，在同样的t时间内产生的热量为( )A.2Q B.4Q C.8Q D.16Q
一只电烙铁标有“220 V 40 W”，在额定电压下通电10 min 产生的热量是_________ J。
解题秘方：紧扣电热器消耗的电能W与产生的热量Q间的关系。
解析：t=10 min=10×60 s=600 s，通电10 min 产生的热量Q=W=Pt=40 W×600 s=2.4×104 J。
特别提醒：只有在纯电阻电路中，电热Q和电功W才相等。在电热的计算中，只要载体是电热器，如果已知电功率, 就可以利用推导式Q=W=Pt进行计算。
3-1.电热水壶上标有“220 V 800 W”，在额定电压下，电热水壶烧水210 s， 这段时间内电热水壶发热体产生的热量为_________J，若发热体产生的热量全部被水吸收，能将______kg 的水从20 ℃升高至100 ℃。[c水＝ 4.2×103 J/(kg·℃)]
1. 电热器的工作原理：电流的热效应。2. 电热器的主要结构：发热体。发热体是由导电性差、熔点高的电阻丝绕在绝缘体材料上做成的。其中，绝缘体材料可将电阻丝与电热器的外壳隔开，防止触电和漏电。
3. 常见家用电热器：电饭煲、电烙铁、电烤箱等。4. 电热器的优点(1)清洁卫生，没有环境污染；(2)效率高；(3)可以方便地控制和调节温度。
5. 电热的危害(1)由于电流的热效应，会使用电器的温度过高，加速绝缘材料的老化，甚至可能烧坏用电器。(2)造成电能输送过程中的电能损失。6. 防止电热危害的方法(1)安装散热风扇；(2)安装散热片；(3)安装散热窗。
延伸拓展：●照明灯工作时的能量转化白炽灯工作时，电能转化为内能，灯丝的温度升高，达到发光的程度，因此，电能转化为内能和光能。LED灯的原理与其不同，LED灯是利用半导体材料的特性，让电能直接转化为光能，不用先转化为内能。
●白炽灯工作时电能转化为光能的大致比例白炽灯将电能转化为光能的大致比例为10%，一般节能灯的发光效率为30%，所以使用节能灯可大大节约电能。
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
解题秘方：结合各种用电器具体作用来分析。
解析：电视机上的散热孔，电脑机箱内的小风扇，电动机外壳上的散热片，都可以加速散热，从而防止电热的危害。家电长时间停用，隔一段时间通电一次，是利用电热驱潮，避免家用电器因受潮而损坏。
技巧点拨：熟悉各种常见用电器的作用，依据使用目的分析用电器工作时的能量转化，进而判断该用电器是利用电热还是防止电热可能带来的危害。
4-1. 小华家里有1 000 W的电饭煲、500 W 的电熨斗、1 000 W 的电吹风各一个，使用时它们之间是　　________联的。若各自正常工作相同时间，则________产生的热量最多。
1.实验探究：(1)方法：控制变量法、转换法等。(2)技巧：在探究电流产生热量的多少是否与导体的电阻 有关时，要保证电流相等，探究中采取串联的方法来 保证电流相等。2.焦耳定律：(1)公式：Q＝ I2Rt。(2)公式适用范围：适用于电流通过所有导体所产生热量 的计算。对于电动机，消耗的电能只有很小的一部分 转化为热量，这时电流通过电动机线圈发热仍然可以 用该公式计算。只是这时的发热为电能的损耗。