沪粤版（2024）九年级上册（2024）第十五章 电能与电功率15.4 焦耳定律教案配套ppt课件

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沪粤版(2024)物理九年级上册第十五章　电能与电功率第4节　焦耳定律1.电流通过导体时，电能转化成内能，导致导体发热的现象，叫做 。2.电流产生的热量跟电流、电阻和时间的关系：电流通过导体时产生的热量，跟电流的二次方成 ，跟导体的电阻成 ，跟通电的时间成 。这个规律叫做 。预习清单电流的热效应正比正比正比焦耳定律3.如果用Q 表示电流流过导体时产生的热量，I 表示通过导体的电流，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 。预习清单Q=I 2Rt课程导入点亮灯泡，戴上绝缘手套摸一摸灯泡，有什么感受呢？摸一摸教室里的多媒体主机箱，有什么感受呢？它们工作时会发热。还有哪些用电器工作时会发热？课程导入所有的用电器在工作时都有一个共同的现象，会发热，即所有的用电器都会将一部分电能转换为内能，这导致了发热现象。电流通过导体时，电能转化成内能，导致导体发热的现象，叫做电流的热效应。本节课我们就来学习有关电流热效应的知识。电流的热效应与哪些因素有关呢？任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关如图所示，为什么电炉丝发热而导线不热呢？电炉丝和导线的电阻不同。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关如图所示，为什么先起火的是插排，而不是插在上面的插头导线？插排是干路，电流大于每个插头里的电流。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关如图所示，电热水壶烧水时为什么不能短时间内把水烧开？ 通电时间短，电热水壶发出的热量不够多。猜想：电流流过导体时产生的热量与电阻、电流和通电时间有关。若要探究电流流过导体时产生的热量与电阻、电流和通电时间之间的关系，需采用控制变量法。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关怎样知道电流在导体中产生热量的多少？如图所示，用导体产生的热量加热液体，用温度计测量液体温度的变化。液体选用水可以吗？水虽然容易获取，但比热容较大，实验效果不明显，用比热容小的液体更好，例如煤油。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关怎样设计电路控制电流和通电时间相同，比较不同阻值的电阻产生的热量？将两个不同阻值的电阻串联，用同一个开关控制同时通电和断电。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关怎样设计电路控制电阻和通电时间相同，比较不同的电流产生的热量？只使用一个电阻，分别用滑动变阻器调节两个相差比较大的电流，各经过相同的时间，比较两次实验中煤油的温度变化大小。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关还有其他方案吗？ 什么样的电路可以有两个不同的电流？将两个相同阻值的电阻并联到一起，其中一个电阻可以用滑动变阻器调节电流。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关如何探究产生的热量与时间的关系？在电流、电阻都相同的情况下，测量时间不同时液体温度的变化。以小组为单位，利用桌上的器材，根据自己设计的电路，进行实验并收集证据。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关活动：探究通电导体产生的热量与哪些因素有关实验1：探究通电导体产生的热量与电阻的关系。(1)连接如图所示的电路。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关(2)将测量的数据填入表格。(3)分析实验数据，得出实验结论。当通过导体电流和通电时间一定时，通电导体的电阻越大，产生的热量越多。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关实验2：探究通电导体产生的热量与电流的关系。(1)连接如图所示的电路。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关(2)将测量的数据填入表格。(3)分析实验数据，得出实验结论。实验表明，当电阻和通电时间一定时，通过导体的电流越多，导体产生的热量越多。任务一：通电导体产生的热量与哪些因素有关实验3：探究通电导体产生的热量与通电时间的关系。通过对前两次实验数据的分析发现：在电阻和电流一定的情况下，通电时间越长，导体产生的热量越多。综上所述，通电导体产生的热量与导体的电阻、通过导体的电流以及通电时间有关。后经过许多科学家的研究，英国物理学家焦耳研究证明了它们的定量关系式，称为焦耳定律。任务二：焦耳定律英国物理学家焦耳经过多年的研究，做了大量的实验，终于确定了电流产生的热量跟电阻、电流和通电时间的关系，提出了著名的焦耳定律。1.焦耳定律：电流通过导体时产生的热量，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。任务二：焦耳定律 任务二：焦耳定律两个推导公式由欧姆定律和焦耳定律一起推导出，因此公式和欧姆定律一样，仅适用于纯电阻电路。由推导公式 Q =UIt 和电功公式 W = UIt 可知，在纯电阻电路中用电器消耗的电能全部转换为内能，即纯电阻电路中有Q=W=UIt。任务二：焦耳定律 任务二：焦耳定律 任务三：电流热效应的应用与控制1.纯电阻电路与非纯电阻电路(1)纯电阻电路：电流通过导体所做的功全部转化为内能的电路叫做纯电阻电路。故在纯电阻电路中用电器产生的热量Q 等于所消耗的电能W。比如定值电阻、电饭锅、电炉、电熨斗、电烤炉、电暖手宝、电饼铛、电烙铁等。任务三：电流热效应的应用与控制(2)非纯电阻电路：与纯电阻电路相对，电流通过导体所做的功没有全部转化为内能，称为非纯电阻电路。故在非纯电阻电路中用电器发热产生的热量Q 小于所消耗的电能W。生活中绝大多数用电器都是非纯电阻用电器。任务三：电流热效应的应用与控制2.纯电阻电路的应用纯电阻电路中，电能全部转化为内能，可以提供很多热量。生活中常见的电热器的重要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，电流通过电阻丝放出热量。电热器清洁卫生、没有环境污染、热效率高，有的电热器还可以方便地控制和调节温度。任务三：电流热效应的应用与控制生活中用到的电热毯、电烤箱、家禽电热孵卵器、引发炸药的电热装置乃至高空飞行服里的电热保温装置都是电热器，它们有不同的构造和用途，但原理都相同。任务三：电流热效应的应用与控制3.防止电热的危害在电动机里，电流所做的功主要用来转化为机械功(这样的电路我们叫它非纯电阻电路)，但电流通过电动机里的导线时也会产生热量，会使导线温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化甚至可能烧坏，这就需要考虑散热，还要加快散热，有的电动机里装有风扇，同时把外壳做成特殊的形状，都是为了迅速散热。任务三：电流热效应的应用与控制电脑、电视机等用电器也需要考虑散热，它们的机壳上都有散热孔。这些用电器在使用过程中一定要保持散热孔处的通风，不能用遮盖物覆盖以免它们因过热导致损坏，甚至引发火灾。核心总结1.电流的热效应：电流通过导体时，电能转化成内能，导致导体发热的现象，叫做电流的热效应。2.焦耳定律：电流通过导体时产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。3.公式： Q=I 2Rt。课堂评价1.下列情况不容易引发火灾的是　　　　　 ( )A.使用大功率用电器B.使用电暖器时将它用毛巾覆盖起来C.导线断开，将断开处简单连接起来D.保持用电器散热孔正常散热D课堂评价2.某堂课上，老师将锡纸常剪散成热图乙形状，其中ab、bc、cd 长度相同，再将锡纸两端与电池的正负极相连，很快锡纸开始冒烟起火(如图甲所示)，原因分析错误的是(　　)A.ab处的电阻大于cd 段 B.cd 处电流最小C.ab处发热比bc、cd 处更多 D.最不容易起火的位置是cdB课堂评价3.一台标有“220 V　2 200 W”的电暖器正常工作10 min 产生的热量是　　　　　　　　　　　　(　　)A.3.6×106 J B.1.32×106 JC.4.84×105 J D.6×105 JB