九年级物理全册第18章第4节焦耳定律(第1课时)课件(新版)新人教版2

.[c水=4.2×701%03J/(kg·℃)]
〔解析〕 水吸收的热量Q吸=c水m(t-t0)=4.2×103J/(kg·℃)×2 kg×(80
℃-30 ℃)=4.2×105J;电热壶正常工作时的功率为1000 W,工作10 min消 耗(xiāohào)的电能W=Pt=1000 W×600 s=6×105J,电热壶Q烧W吸水的46.效2率1100η55= =70%.
是
.
〔解析〕 R1和R2串联在电路中,则通过它们(tā men)的电流I相等,根据公式Q=I2Rt
可知,在相同的时间内,R1和R2上产生的热量跟它们(tā men)的阻值成正比,则
Q1∶Q2=R1∶R2=2∶1.
【解题归纳】 在电流和通电时间相等的条件下,由公式Q=I2Rt,电流 通过导体产生的热量与电阻成正比,电阻越大,产生的热量越多.
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例8 [实验评估题]小明猜想电流通过(tōngguò)导体产生的热量与电流、电阻和通电
时间有关.为了探究“电流通过(tōngguò)导体产生的热量与电流是否有关”,所用的实验
器材有:稳压电源、电流表、滑动变阻器、开关、停表各一个;绝热的塑料盒一个,盒内密
封着空气,盒内电阻丝的阻值是10 Ω,插在盒中温度计的量程是0~100 ℃;导线若干.
(2)R1和R2的电阻值各是多大? (3)在用电高峰期,该饮水机的实际工作电压只有200 V,加热效率为80%,若将装满水箱的 水从20 ℃加热至100 ℃,需要多长时间?[c水=4.2×103J/(kg·℃),ρ水=1.0×103 kg/m3, 忽略温度对电阻的影响]
〔解析(jiě xī)〕 (1)由电路图可知,开关S0断开时两电阻串联,
=
U2 t R1 U2

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。这个规律叫作焦耳定律。用I表示电 流,R表示电阻,t表示时间,Q表示热量,焦耳定律可以表示为Q=I2Rt。 在国际制单位中,Q的单位是焦耳,符号是J。 应用焦耳定律计算电热时要注意: (1)焦耳定律公式Q=I2Rt,是由实验总结出来的。只要电流通过导 体,都可以用它来计算产生的热量。 (2)公式中各物理量都是对同一段导体或同一电路而言的。 ������2 (3)导出公式 Q=UIt= ������ t 只适用于纯电阻电路,在非纯电阻电路中, 导出式均不成立。
1
2
3
4
5
二、焦耳定律 2.当电源电压一定时,为了使电炉的电热丝在相等的时间内发热量 增加,可采取的措施是( B ) A.增大电热丝的电阻 B.减小电热丝的电阻 C.在电热丝上并联电阻 D.在电热丝上串联电阻
������2 解析:在电压一定的条件下,根据 P= ������
可知,减小电热丝的电阻才 可增加电功率,即在相同的时间里发热多,故选项B正确。
=
������ 220V =0.022 ������ 1.0×104 Ω (220V)2 ×100s 1.0×104 Ω
A=22 mA,通电 100 s 产
=484 J。
答案:热 22
484
1
2
3
4
5
一、电流的热效应 1. 下图中的家用电器,利用电流热效应工作的是( A )
解析:电暖器是利用电流的热效应来工作的用电器,故选项A正确; 洗衣机和电风扇主要是利用电动机将电能转化为机械能来工作的, 电视机主要是将电能转化为声能和光能,故选项B、C、D错误。
【例题】 小亮同学自制了一台简易“电热驱蚊器”,它是利用电流的 效应来工作的,发热元件是一个阻值为 1.0×104 Ω 的电阻,当发热 元件两端的电压为220 V时,流过该元件的电流为 mA,通 过100 s产生的热量为 J。

电热毯
第二页，共24页。
热 电炉
课堂
(kètáng) 知演识练点1 电流(diànliú)的热效应
典例精练(jīngliàn)
【例1】（2016北京）如图所示的用电器中，利用电流热效
应工作的是
（ C）
第三页，共24页。
课堂
(kètáng) 演练
模拟演练
1. （2015曲靖）下列现象(xiànxiàng)或装置，利用了电
C.通电(tōng diàn)时间相等和电流相等
D.电阻相等、通电(tōng diàn)时间相等、)
3. 图18-4-4是探究电流通过导体时产
生热量的多少跟什么因素有关的实验
装置，两个透明容器中密封着等量的
空气，U形管中液面的高度的变化反应
密闭空气温度的变化，下列说法正确
（4）请根据以上实验结论简要解释“电炉工作时，电炉丝发红 而与电炉丝相连的导线却不怎么发热”：_______
_______________________________________________电__炉丝与 __导__线__是__串__联__的___，__电__流__和__通__电___时__间__相__等__，__电___炉__丝__的__电__阻较大， __产__生__的__热__量__较___多__，__而__导__线__的___电__阻__极__小__，__所___以__几__乎__不__发. 热
8. 用图18-4-8甲的实验装置探究烧杯内的冰熔化的温度变化 (biànhuà)规律，根据实验数据描出杯内冰从固态的冰到液态的 水温度随时间变化(biànhuà)图象如图18-4-8乙.
第二十二页，共24页。
课后作业 (zuòyè)
（1）若电热棒的额定电压(diànyā)是220 V，功率是110 W，求 电热棒正常工作时： ①流过电热棒的电流； ②电热棒的电阻值（电热棒可视为电阻）.

三、电热的利用和防止电热带来的危害
生活中电热的利用：
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。
三、电热的利用和防止电热带来的危害
防止电热带来的危害
小结
一、电流的热效应 定义：电流通过导体时，电能转化成内能，这种 本节课中你学到了什么？ 现象叫做电流的热效应。 二、焦耳定律 表述：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方 成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比。 公式：Q = I 2 R t 三、电热的利用和防止 1．利用：电暖气、电烤箱、电熨斗。 2．防止：隔热涂层、散热扇。
思考：电熨斗通电一段时间后变得发烫，而连接
电熨斗为导线的电阻要远小于电熨斗电热丝的电阻。
小结
一、电流的热效应 定义：电流通过导体时，电能转化成内能，这种 现象叫做电流的热效应。 二、焦耳定律 表述：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方 成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比。 公式：Q = I 2 R t 三、电热的利用和防止 1．利用：电暖气、电烤箱、电熨斗。 2．防止：隔热涂层、散热扇。
这种现象说明了什么？
一、 电流的热效应
电热扇
电烤箱
电热水壶
电流通过导体时电能转化成内能，这种 现象叫做电流的热效应。
练习：如图所示的常见电器中，不是利用电流 热效应工作的是（ B ）；
A.电炉
B.电动机
C.电饭煲
D.电熨斗
体验电热
器材：自制电热手套
15Ω
10Ω
体验一：请尝试分别戴上两只手套，通电一段时间 后感受一下两只手套的发热情况是否一样？
解: （1）消耗的电能：W = UIt
=220V×3A×3600 s

2．当电动机工作时，消耗的电能主要转化为电动机的机械能：
W＞Q热
电能 内能+机械能
电能和电热关系
5min内电阻丝上产生的热量： Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 Ω×300 s = 6 480 J
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?
3、可能与通电时间长短有关
设计实验
讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法去研究？
控制变量法
讨论2、用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？
利用物理量产生的效应来观察不可见的物理量的方法叫转换法。
原理：利用气体的热胀冷缩。 器材：两个透明容器中密封着等量的空气，容器中各有一段电阻丝，U形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化，从而得出电热的多少。
焦 耳
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。 热量用Q表示，电流用I表示，电阻用R表示，时间用t表示，则焦耳定律可表示为： Q = I2Rt
焦耳定律
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，即 Q = W = UIt = I2Rt 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
初中物理
人教版九年级物理第十八章第四节 焦耳定律
焦耳定律
热水器提供热水
电暖气提供热量
下图中这些生活用热来自哪里？
电熨斗温度很高
电烤箱用来热食品
电流的热效应
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。
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。
知识拓展
电流的热效应

Q=W= UIt
。
第4节 焦耳定律
• 新知四焦耳定律的应用
• ●阅读课本P101“电热的利用和防止”的内容， 联系生活，回答下列问题。
• 1．电热器是利用电流的 热 效应而制成的发热设 备。它在工作过程中将 电 能全部转化成 内 能。
• 2．常见的电热器有：
、
提示：利用电流、的热效应工作
、 等。
• 3．电热器的主要组成部分是发热体，根据焦耳定 律Q=I2Rt可知，发热体是由电阻 大 、熔点 高 的 合金制成的。
• 4.探究三：探究电阻和电流相同时，电流通过导体产生 的热量与 通电时间 的关系。改装如图18.4-3所示的 实验装置。
• 5.交流总结：电流通过导体产生的热量与 电流 、 通电时间 、 导体的电阻 有关，且电阻越 大 ， 电流越 大 ，通电时间越 长 ，产生的热量越多。
第4节 焦耳定律
• 新知三焦耳定律
• ●阅读课本P100“焦耳定律”的内容，回答下列问题。
• 1．焦耳定律的公式： Q=I2Rt 。
• 2．写出公式中各符号的意义及单位：
Q是热量，单位焦耳（J） ；
I是电流，单位安培（A） ；
R是电阻，单位欧姆（ Ω ）；
t是加热时间，单位秒（s）
。
• 3．热量Q与电能W的关系： 在满足 电能全部转化为内能 的条件下，有
第4节 焦耳定律
• 4．电热的利用有两个方面： • (1)利用电热物体 加热 （如电热器的应用）; • (2)利用电热来 驱潮 （潮湿天气，如电视机、
电脑等家用电器不使用时都要定时开机）。 • 5．在生活中，电热有有利的一面，也有不利的一
面。如用电器长时间连续工作，常常会由于电热 而导致 温度 过高，烧坏内部的元件，因此， 家用电器常常在外部设计 散热窗 和在内部安 装 微型风扇 来帮助散热。

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。
电热的利用和防止
❖ 利用:电热水器、电饭锅、电熨斗，电暖气、 养鸡场的电热孵化器等
3.电热的利用与防止
（2）电热的防止
如：电视机的散热窗、电动机的散 热片、电子计算机内的散热风扇等。
散热风扇CPU散热片电热的防止例1：有三个用电器,其中一个为
“220 V 60W”的电风扇，一个为
“220 V 60W”的白炽灯，另一个
是“220 V 60W”的电热器，都在
额定电压下工作相同的时间，比较
焦耳定律
电流的热效应
电流流过导体时，导体就要发热，这种 现象叫做电流的热效应。
电热器:利用电流做功将电能化为内能的装置.
电热油汀 电热器一般电主烙铁要由电阻构成 饮水机
电暖气
电热毯
电炉
探究电流通过电热器产生的热量跟哪些因素有关 猜测
电流通过电热器产生的热量与许多因素有关 ①电阻R②电流I③通电时间t
(设他们所用的各种同类器材性能相同)。问：
小(1红)在的这方个案实验中电流产生热小量明的的多方少案是通过_小膨__气胀__球程__的度__体现出 来的。
(2)他们同时开始进行实验，在a、b、c、d四个气球中，鼓起
来最快的是____C___。
(3)小红和小明的实验方案中有一个是错误的，请针对错误的 实验方案进行简要评估。(说明谁的方案是错误的，以及错误的
原因。) 小明的，没有控制电流一定！
【例题】：一只“220V 55W ”的电烙铁， 在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多 少？你能用几种方法解此题？

7. （3分）如图18-4-6所示，这是探究“电流通过导体时产生热 的多少跟什么因素有关”的实验装置。通电前，左右两个U形管 内的液面相平，通电一定时间后，右侧U形管中液面高度差比左 侧的大，则通过电阻R1与R2的电流___相__等___（填“相等”或“不 相等”），左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的___小___（填
A. 计算器
B. 电风扇
C. 电暖气
D. 电视机
思路点拨：知道电流做功的实质：电流做功的过程就是 消耗电能转化为其他情势能的过程，能分析三种用电器 的能量转化是本题的关键。
知识点2 电流产生的热量与哪些因素有关 【典例2】（202X广东）如图18-4-2所示为“探究电流通 过导体产生的热量跟___电__阻________的关系”的实验装置。 实验中用U形管内液面高度差的大小来反应电流通过导体 产生热量的多少，这种方法叫_____转__换______（填“控制 变量”或“转换”）法。通电一段时间后，左侧容器内空 气吸取的热量比右侧的______少_______（填“多”或 “少”）。
图18-4-2
【变式拓展2】（202X广州）我们用图18-4-3中的装置进 行实验，根据现象可推断定值电阻R1和R2的大小关系。
图18-4-3
（1）定值电阻R1和R2分别加热容器内的油（甲瓶中的油 比乙瓶中的多）。两电阻工作相同时间，油均未沸腾，
视察到甲温度计升温比乙温度计多。该过程电阻产生的
热量全部被油吸取。根据上述实验可得“R1产生的热量 比R2多”，根据是__甲__瓶__中__油__吸__热___多___。 （2）根据上述信息，可判断R1______＞_______（填 “＞”“＝”或“＜”）R2。
B. 若容器外面的电热丝R3产生了断路，若 与没断时的通电时间相同，则左侧U形管 中液面高度差变小

6.如图9-3-5所示，a、b相同容器中分别装有相同质量 的水，水中的电阻丝的阻值分别 为R1和R2，且R1＜ R2，则闭分开关S后，a、b容器中水温上 升较快的是 ( B) A. a容器中的水 B. b容器中的水 C. a、b容器中的水温上升的快慢一样 D.无法判断
图9-3-5
课后作业
1.某同学自制了一个“电热驱蚊器”，它的发热元件是一 个阻值为1.0×104Ω的电阻. 将这个电热驱蚊器接在电源 的两端，当电源两端电压为220V时，1min内产生的热量 的29_0_._4___J.
都二
能分
运浇
用灌
好，
“八
二分
八等
定待
律；
”二
，分
我管
们教
一，
起八
，分
静放
待手
花；
开二
。分
成
➢ Pure of heart， life is full of sweet and joy!
绩 ，
八
分
方
法
。
愿
全
天
下
所
有
父
母
我们，还在路上……
【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈 的电阻为2Ω ，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时， 一秒钟消耗的电能为3_8_0_0_J，产生的热量为_2_0_0J.
例题3 一根60Ω的电阻丝接在36V的电 源上，在5min内共产生多少热量？
分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流， 再用焦尔定律公式计算电流产生的热量。
2.一个标有“220V，500W”字样的电加热器(俗称“热得 快”)，正常工作20分钟产生的热 量为6_×__1_0_5_焦.假若电加 热器放出的这些热量全部被水吸收，在标准大 气压下 _不__能_(填“能”或“不能”)将质量为2千克20℃的水加热 至沸腾.

答:控制变量法
讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理 量？
答：转换法
电热—— 气体（或液体）受热膨胀，观察产生热
量的多少
实验中，通过观察U形管中液面高度的变化 来判断产生热量的多少，
实验过程与实验现象：
（1）在电流和时间相同的情况下， 研究热量和电阻的关系；
（2）在电阻和时间相同的情况下， 研究热量和电流的关系；
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
A
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1：研究电热与电阻关系
R2 10
电阻丝
R1 5
在电流、通电时间相同时，阻值 大 的电阻产生的热量多.
实验2：研究电热与电流关系
R=5Ω I
A
R=5Ω I1
（3）在电流和电阻相同的情况下， 研究热量和时间的关系；
实验结论：
1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大， 产生的热量越多。
（I与t相同，R越大，Q越多） 2、在通电时间、电阻相同的情况下，电流
越大，产生的热量越多。 （ R与t相同，I越大，Q越多） 3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，
电炉
电烤箱
电饭锅 电热器
焦耳定律
教学目标
• 知道电流的热效应 • 知道焦耳定律，会用焦耳定律进行计算 • 能用焦耳定律解释简单的现象
一、电流的热效应：
电流通过导体时，导体会发热，电能转化为内 能，这种现象叫做电流的热效应。
电流通过导体产 生热的多少跟什么 因素有关？
点亮的灯泡过一 会儿会烫手，说 明什么？
导线和电熨斗串联，为 什么电熨斗很热而导线 并不很热？说明什么？

焦耳是英国物理学家.他一生的大 部分时间是在实验室里度过的.1840年， 焦耳通过大量的实验终于确定了电流 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(tōng diàn)时间成正比，这个规律就是焦耳 定律。
焦耳致力于热功当量的精确测定达40年之久.他 用实验证明“功”和“热量”之间有确定的关系 (guān xì)，为热力学第一定律的建立确定了牢固的 实验基础.
第十九页，共20页。
谢谢(xiè xie)！ 祝同学们学习进步
第二十页，共20页。
物应理 变量 化：(biànhuà)
电流
怎的样物才理能量使：相同的电阻通过的电流不相等呢？源自设计实验R=5Ω I
R=5Ω I1
实验表明：
R=5Ω A
I = 2I1
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。
第九页，共20页。
刚才观察(guānchá)：在电阻和电流不变的情通况电下时，间加长，
第十二页，共20页。
我们学习了焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)，怎样回答前面 的问题？
导线和电炉丝串联，通过的电流 相同，为什么电炉丝热得发红， 而导线却几乎(jīhū)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可知，电流相等 时，电阻大的，相同时间里产生 的热量较多，所以电炉丝很热，
第十三页，共20页。
焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)的理论推导
电流通过导体时电能全部转化为内能，消耗(xiāohào) 的电能全部用来产生热量（纯电阻导体）
电流(diànliú)对纯电阻导体时所做电