初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律图文ppt课件

这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律图文ppt课件，共26页。PPT课件主要包含了电流的热效应，焦耳定律，电热的利用和防止，电热的利用，电热的防止等内容，欢迎下载使用。
1、电流的热效应2、焦耳定律3、电热的利用与防止
学习重点：1、电流热效应定义及影响因素；2、焦耳定律内容、电热的计算、电热功率的计算；3、对电流热效应的利用与防止的解释和应用学习难点：1、焦耳定律的应用2、电热计算中档位判断问题
思考：生活中用电器种类繁多，各有各的用途，以上用电器有什么共同点？
电流的热效应：电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。
想一想： 电炉在通电以后，电炉丝和导线的电流相同，为什么电炉丝热的发红，而导线却不怎么发热？ 电流通过导体时产生的热量和什么因素有关？
电流热效应的影响因素：
实验设计： 两个透明容器中密封着等量的空气，U形管中液面高度的变化反应密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边的电阻丝电阻比较大。 两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两端电阻丝的电流相同，通电一段时间以后，比较两个U形管中页面高度的变化，你能观察到什么现象？实验现象：右边液面明显高于左边，根据热胀冷缩的原理，显然在其他条件相同时，连入电路中的电阻越大，产生的热量越多。
实验设计： 两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个电阻和这个容器内的电阻并联，因此通过两容器中的电阻的电流不同。在通电相同的情况下，观察U形管中液面高度的变化。
实验现象： 左边液面明显高于左边，根据热胀冷缩的原理，显然在其他条件相同时，通过导体的电流越大，产生的热量越多。
实验结论：（1）在电流相同、通电时间相同时，电阻越大，电阻产生的热量越多。（2）在电阻相同、通电时间相同时，电流越大，电阻产生的热量越多。（3）在电阻和电流相同时，通电时间越长，产生的热量越多。
思考：本实验我们用到了哪些实验方法？（1）控制变量法：在探究电热和电阻的关系时，必须控制电流和通电时间相同的情况下才能比较。（2）转换法：电流产生的热量无法直接测量，通过U形管液面高度的变化来显示产生热量的多少。
如图是探究电流通过导体产生的热量与       关系的实验装置，实验中用U形管内液面的       反映导体产生热量的多少.通电一段时间后，容器       （选填“甲”或“乙”）内电阻丝产生的热量较多。
【答案】 电流；高度差；甲 【考点】焦耳定律的应用 【解析】【解答】（1）根据图片可知，甲和乙两个电阻丝都是5Ω，甲在干路上，乙在支路上，二者电流大小不等，则探究电流通过导体产生热量与电流关系； （2）实验中用U形管内液面的高度差反映导体产生热量的多少； （3）R甲=R乙 ， I甲>I乙 ， 根据焦耳定律Q=I2Rt可知，容器甲内电阻产生的热量较多。 【分析】（1）根据图片分析影响电流产生热量的哪些因素相同，哪个因素不同即可； （2）封闭容器中的电热丝产生热量，里面的空气受热膨胀，压强增大，于是与之相连的U型管内液柱产生高度差； （3）根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当电阻相同时，通过电阻的电流越大，产生的热量越多。
用如图的装置探究影响电流热效应的因素，电阻丝R1和R2分别密封在两只完全相同的烧瓶中，且R1＜R2 ， 瓶中装有质量相等的煤油．下列说法正确的是（   ）
A. 该装置用来探究电流热效应与电流大小的关系 B. 闭合开关后，装R1电阻丝的烧瓶中温度计示数上升较快 C. 实验中，通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生生热量的多少 D. 将某一烧瓶中的煤油换成等质量的水，可比较煤油和水的比热容大小
3.【答案】 C 【考点】焦耳定律 【解析】A、由图可知，两电阻丝串联，电流相同，通电时间也相同，但电阻不同，故该实验探究的是电流产生的热量与电阻的关系，A不符合题意； B、由焦耳定律Q=I2Rt可知，电流和通电时间相同时，电阻越大，放出的热量越多，由于R1＜R2 ， 故R2放出的热量多，温度计示数升的高，B不符合题意；C、通电后电流通过电阻丝做功，产生热量使煤油的温度升高，通过观察温度计的示数大小来判断电流产生的热量的多少，这个研究方法可以称之为转换法，C符合题意；D、要比较水和煤油的比热容，则应让水和煤油的质量相等、吸收的热量（加热时间）相等，由温度的变化大小得出比热容的大小关系；故用相同质量的水代替煤油，两瓶中都有相同阻值相同的电阻丝，电阻相等；D不符合题意．故答案为：C．
如图所示为“探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关”实验的部分装置，两个相同的透明容器中封闭着等量的空气。
（1）实验中通过观察________的变化来反映电阻产生热量的多少，下列实验中，也运用了这种实验方法的是________（填序号）。 ①探究物体的动能跟哪些因素有关②探究杠杆的平衡条件（2）连接好电路后闭合开关，通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，如图甲所示，表明在电流和通电时间相同的情况下，________越大，产生的热量越多。 （3）图中U形管________（选填“是”或“不是”）连通器，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的________不同。 （4）某小组在利用乙图装置实验时，发现左右两侧U形管液面上升高度相同，与其他小组的实验现象都不同，经检查气密性良好请你分析实验现象不同的原因：________。
【答案】 （1）液面的高度差（或液面的高度、或两侧液面的高度差、或两侧液面的高度答案前面有“U形管”字样不扣分）；①（2）电阻（3）不是；电流（4）电阻R3断路 【考点】焦耳定律 【解析】（1）如果电流通过导体产生的热量越多，透明容器中空气膨胀程度越大，U形管中液面的高度差越大，所以我们可以通过U形管中液面的高度差来反映电阻产生热量的多少，这种方法称为转换法。 在研究物体的动能跟哪些因素有关的实验中，我们是通过水平面物块被推出的距离来反映动能大小的，也用到了控制变量法，故答案为：①。（2）通电一段时间，观察到右侧液面高于左侧液面，说明右侧导体产生热量多，因为右侧电阻大，表明在电流和通电时间相同的情况下，电阻越大，电流通过导体产生的热量越多。（3）图中U形管下端连通，但上端不开口，不是连通器。乙图中透明容器中电阻相等，是研究电流通过导体产生的热量和电流的关系，所以应该改变电流，乙图中R3与R2并联，目的是使通过R1与R2的电流不同。（4）左右两侧U形管液面上升高度相同，说明电阻产生了热量一定有电流经过，且产生的热量相同，因为透明容器中的电阻相同，说明电流相同，所以故障可能是电阻R3断路。【分析】（1）液体受热膨胀，使得U行管内的液面不一样高，高度差越大，产生的热量越多，这体现了物理学中的转化法； （2）要探究电阻大小对导体产热的影响，需要控制电流和通电时间相同； （3）要探究电流大小对导体产热的影响，需要控制电阻大小和通电时间相同； （4）分析电路结构，电路为串联电路，结合电流表、电压表示数的变化，分析电路存在的故障即可。
定义：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。
计算公式：Q=I2Rt
热功率计算公式：P热=Q/t=I2R
电功和电热的联系：在纯电阻中：电能完全转化为内能，电流所作的功W全部用来导体发热。电流通过导体产生的热量Q就等于消耗的电能W,即W=Q。电热计算公式：Q=W=UIt=Pt=I2Rt= 在非纯电阻中：电流所作的功一部分转化成内能，一部分转化成其他形式的能。W=Q+W其他，电热计算只能用Q=I2Rt
电功率和电热功率的联系：在纯电阻中：电能完全转化为内能，电流所作的功W全部用来导体发热。电功率=热功率电热计算公式：P热=P电= UI=I2R=
在非纯电阻中：电流所作的功一部分转化成内能，一部分转化成其他形式的能。P电=P热+P其他电功率只能用P=W/t和P=UI热功率只能用P=I2R
甲、乙两电热丝电阻之比为2:3，通过的电流之比为3:1，则相同时间内产生的热量之比为（   ） A. 2:1                               B. 6:1                               C. 1:2                               D. 1:6
4.【答案】 B 【考点】焦耳定律 【解析】【解答】相同时间内产生的热量之比为
故答案为：B。
如图所示，电源电压不变，灯泡标有“6V  3W”字样，当开关S闭合时，灯泡正常发光，电流表示数为0.6A电阻R的电功率为      W，通电10min后R产生的热量为      J。
13.【答案】 0.6；360 【考点】电功率的计算，焦耳定律 【解析】【解答】因为闭合开关后，灯泡正常发光，所以此时灯泡两端的电压为6V，电功率为3W，根据
，通过小灯泡的电流为
因为电路为并联电路，所以电源电压和电阻两端的电压也为6V，总电流等于各支路电流总和，所以通过电阻的电流为
可知，10分钟后R产生的热量为
想一想以上用电器有什么共同点？1、工作原理都利用了电流的热效应。2、电能完全转化为内能。3、都是大功率用电器。
用电器在使用过程中会产生热，使导体的温度升高，用电器不能正常工作，并且绝缘材料老化加快，造成危害。因此在制作和使用电器时，要采取必要的散热措施。比如笔记本电脑散热器等。
（单选题）下列用电器中，利用电流热效应工作的是（   ） A. 电饼铛                     B. 智能音箱                     C. 路由器                     D. 数码相机