初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律集体备课课件ppt

这是一份初中物理人教版九年级全册第4节 焦耳定律集体备课课件ppt，共23页。PPT课件主要包含了电流的热效应，焦耳定律，W＞Q热，电能和电热关系，电热的利用和防止等内容，欢迎下载使用。
　　生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。
提问：这些用电器在使用过程中的能量转化？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。
　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?
探究：电流产生的热量Q与电阻R的关系：保持电流一样，通电时间一样，使电阻不同。（控制变量法）
通过容器中空气的温度变化，观察U型管中染色水柱的液面变化，比较产生的热量的多少（转换法）
实验1：研究电热与电阻关系
　　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2：研究电热与电流关系
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。
　　焦耳（James Presctt Jule， 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。
Q = I ² R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
二、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。
焦耳 (1818－1889)
我们学习了焦耳定律，怎样回答前面的问题？
导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？ 答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt知，电流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W（纯电阻用电器）则Q = W　　如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
即: Q = W = Pt Q = W = UIt Q = W =I2Rt Q = W =U2t/R
2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
　　一根 60 Ω 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。
Q = W =U2t/R=(36V)2x300s/ (60 Ω） = 6480J
t=5min=5x60s=300s
　　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：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同Q = W =U2t/R ；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同Q = W =I2Rt ，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
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。
　　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。
1.电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫电流的热效应。
2.焦耳定律：Q=I²Rt
小结 拓展
解：t=1min=60S Q=I2Rt =（2A）2 × 2Ω × 60s =480J答：1分钟产生480J的热量。
解：t=1min=60S，P=450W 由P=W/t得W=Pt, 因为电饭锅消耗的电能全部转化为热 所以Q=W=Pt =450W× 60s =27000J答：每分钟产生27000J的热量。
解：已知：U=220V,R=1210Ω （1）则P=U2/R=(220V)2/1210Ω=40W 由于电烙铁消耗的电能全部转化为热量 （2）t=10min=600S 所以Q=W=Pt=40W ×60S=2400J答：电烙铁的额定功率为40W，它正常工作10分钟产生2400J的热量。
解：I=5A，Q=6.6 ×104J，t=1min=60S（1）由于电烤箱消耗的电能全部转化为热量所以Q=W=Pt=6.6 ×104J即P=W/t=6.6 ×104J/60S=1100W（2）由P=I2R得R=P/I2=1100W/(5A)2=44Ω答：电烤箱的电功率为1100W,电阻丝工作时的电阻为44Ω。
答：由Q=I2Rt,电流和通电时间一定时，电阻越大，产生的热量越多。 由于导线互相连接的地方容易氧化,电阻变大,比导线的其它地方更加容易产生热量。