粤沪版九年级上册15.4 探究焦耳定律获奖ppt课件

这是一份粤沪版九年级上册15.4 探究焦耳定律获奖ppt课件，共56页。PPT课件主要包含了归纳与小结，焦耳定律，Q＝I2Rt，自我评价与作业，课外活动等内容，欢迎下载使用。

1 5 . 4探究焦耳定律
小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴，可是用手一摸电视机的后盖就发现，小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？
1. 认识到电能可以转化为热能，了解电热的应用。 2. 知道电流通过导体时产生的热量和电流、电阻及通电时间的定性关系。 3. 知道焦耳定律，会运用焦耳定律进行简单的计算。 4. 电热的利用和防止
我们知道，导体中有电流通过时会发热。 例如，电热毯、电熨斗、电热水壶、电吹风、电暖器等用电器，它们通电后都会发热。
电流通过导体，导体会发执的现象，叫做电流的热效应。
生活中利用电流热效应的用电器
优点：清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等。 缺点：浪费电能，造成电线老化,影响用电器使用寿命。
电流的热效应有什么利和弊？
那么，通电导体产生的热量跟哪些因素有关呢?
通电导体放出的热量跟哪些因素有关
根据生活中的经验，有同学猜想，通电导体产生的热量，跟导体的电阻和导体中的电流大小有关。你的猜想是什么?
(1)可能与通电时间有关，因为通电时间越长，用电器产生的热量越多； (2)可能与电阻有关，因为电炉丝发热，而跟电炉丝相连的铜导线却不太热； (3)可能跟电流有关，因为常听说，电流大容易引发火灾。
电流通过导体产生的热量可能与哪些因素有关？
探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关
实验装置如图15－10所示，甲乙两个锥形瓶中的电阻丝的电阻 R1、R2 分别为5 Ω和10 Ω，两个瓶内装有等量的煤油。
(1) 探究导体产生的热量跟电阳的关系。 某同学设计的实验电路图如图15－11所示。连接电路，进行实验。
通电前，先记下瓶中煤油的初始温度t0； 通电后，每经过相同时间(如1 min)，就读出两支温度计的示数，并将数据填写在表中。
分析实验数据，可以得到实验结论：
当电流一定时，导体的电阻越大，产生的热量就_____________________。
(2) 探究导体产生的热量跟电流的关系。 该同学选用乙瓶的电阻丝作为研究对象，并设计出如图15－12所示的电路图来进行探究。
你认为他的设计合理吗? 你的方案是什么? 请画出来比较，并根据实验方案进行实验。
分析实验数据，可以得到结论：
当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量____________________。
(3) 实验还表明，通电时间越长，产生的热量越多。
综上所述，通电导体产生的热量跟导体的电阻、导体中的电流以及通电时间有关。
1. 对同一电阻丝，在电流大小不变的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。
2. 对同一电阻丝，在通电时间相同的情况下，通电电流越大越长，产生的热量越多。
3. 在通电电流大小不变，通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。
导体的电阻越大，通过导体的电流越大，通电时间越长，导体产生的热量越多，那么导体产生的热量和电阻、电流及通电时间之间有什么样的定量关系？
英国物理学家焦耳经过多年的研究，做了大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：
电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。
这个规律叫做焦耳定律。
如果用 Q表示电流流过导体时产生的热量，I表示导体中的电流，R表示导体的电阻，t表示通电时间，那么焦耳定律可以用公式表示为
上式中I的单位是A，R的单位是Ω ，t的单位是s，Q的单位是J。
焦耳定律是在实验的基础上总结出来的，你能由电功率公式把它推导出来吗? 请试一试。
对于纯电阻电路，电流通过用电器产生的热量等于用电器消耗的电能，即Q＝W，根据W＝Pt＝UIt ＝IRIt ＝ I2Rt，可得W＝I2Rt，则Q＝I2Rt，这个公式是焦耳定律的公式。
某电热器接在220 V的电源上，其电阻是100Ω，则通电8 min能产生多少热量?
已知：U＝220 V，R＝100 ，t＝8min＝480s。 求：Q＝?
解：根据已知条件，由欧姆定律，得
将I的值代入焦耳定律的公式，得
Q＝I2Rt ＝(2.2 A)2×100 Ω×480s≈2.3×105J
答：这个电热器通电8 min产生的热量为 2.3×105 J。
上面的解法是先求出电流，再用焦耳定律的公式求解。能否不通过求电流来解这个问题呢?
如图所示，电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻线上产生的热量等于1000J吗？
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，即Q＝W＝UIt ＝ I2Rt (即纯电阻电路)，如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 而电吹风工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：电能＝内能＋机械能，即W＞Q热。
电流热效应的应用与控制
电流通过导体，导体会发热的现象，叫做电流的热效应。
电流热效应的应用很广泛，如电熨斗、电热水壶、电吹风、电饭煲等都用到了电流热效应的原理。
有些用电器为了避免因温度过高而影响正常工作，采取了散热措施。
你知道如图所示的用电器是怎样散热的吗?你还知道哪些用电器采取了散热措施?它们分别安装了什么样的散热装置?
PTC 是一种半导体陶瓷材料，它是以铁酸钡为主，掺入多种物质后加工而成的。它的发热效率较高，目前家用的陶瓷暖风机、陶瓷电热水壶等都使用了这种材料。
PTC 有一个人为设定的温度。低于这个温度时，其电阻值随温度升高而变小；高于这个温度时，其电阻值则随温度升高而变大。利用这种特性，可以自动调节电热器的温度与电功率。
1. 电流的热效应是电流通过导体时________转化成______的现象。电热器是利用电流的_________制成的加热设备。
2.“在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持________、________一定，用滑动变阻器改变电阻丝的电流。
3. 现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情况是 ( ) A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断
4. 将一台“220V 100W”“的电风扇，一个”220V 100W”的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V的电源上，在相同时间内，电流通过他们时发热功率最大的是 ( ) A.电烙铁 B.充电器 C.电风扇 D.一样多
5.一个20Ω的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上消耗的电能是______，释放热量为______。6.一个电阻通过0.2A的电流5min，电阻上产生的热量为600J，这个电阻的阻值是____ Ω。7.一个200Ω的电阻通电2min，电阻上消耗的电能是4.5×104J，则通过电阻的电流是______。
9.两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_____；若两个电热器的电阻相同，通过的电流之比为1︰3，在相等的时间里产生的热量之比为______。
8. 一个40Ω的电阻，通过0.3A的电流，则通电______ min释放热量为2160J。
10.当0.2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使 通过的电流增加到0.4A时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的 ( 　 ) A.2倍 B.4倍　 倍　 D.0.5倍
1. 调查你家里有哪些利用电流热效应的用电器，并与同学交流。
提示：家庭用的电饭锅、电慰斗、电烙铁电热水壶、电热毯电烤箱、电热水器等都是利用电流的热效应来工作的用电器。
2. 某一家用电饭煲的铭牌上标有“220V 500 W”字样，计算一下它的电阻丝的电阻是多少?假如每次煮饭要用20 min，消耗了多少电能?
电饭煲正常工作时间：t ＝20 min ＝20 ×60s ＝1200s，消耗的电能：W＝Pt＝500W×1200s＝6×105J 答：电饭煲电阻丝的电阻是 96.8 Ω，每次煮饭要用 20 min，消耗的电能是6×105J。
1. 观察电吹风，它内部的发热元件是什么?有的电吹风开关设有三挡：一挡是自然风；二挡是暖风；三挡是热风。你能说出其中的物理原理吗?试试看! 2. 找一个废旧的电热元件，细心拆开，观察其内部是由什么发热材料制成的。