粤沪版物理九上15.4《探究焦耳定律》ppt课件

知识点3.电流热效应的应用的控制
（1）设备，它是利用电流的热 效应来加热的设备.如：电烙铁、电熨斗、电炉、 电热毯、电饭锅等.
（2）电流热效应的控制
对于不予要热量的用电器，电流热效应是一种浪费 甚至会造成危害，因此就有必要把这部分热量散发 出去.如电视机后盖上开了很多孔来通风散热，电 动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的 扇叶还向散热片吹风，这些都是为了把电热及时的 散发出去.
教学课件
物理 九年级上册 粤教沪科版
第十五章 电能与电功率
15.4 探究焦耳定律
【学习目标】
1．知道电流的热效应及其在实际中的应用与控制. 2．通过实验探究通电导体放出的热量跟哪些因素有 关.在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法. 3．了解焦耳定律，用焦耳定律说明生活、生产中的 一些现象，会用焦耳定律进行简与的计算. 核心考点：电热的计算.
【例2】一台电炉通电后电炉丝热的发红，与电炉 丝连接的导线却不怎么热，这台电炉的额定电压为 220 V，额定功率为1 100 W，与电炉丝连接的导线 的电阻为0.1 Ω，电炉正常工作10 min，通过导线的 电流为 5 A，导线上产生的热量是 1500 J.
【练习2】一台线圈电阻为0.3 Ω电动机，接在12V的 电源上时，通过电动机的电流为0.5 A，在2 min内 电流产生的热量是 9 J，转化成的机械能是 711 J．
【课前预习】
1.电流通过导体时，通电导体产生的热量, 跟 电流的平方成正比，跟导线的电阻成正比，
跟 通电的时间成正比．
2. 科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，英国 物理学家 焦耳做了大量实验，于1840年最先精确地 确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的 关系．为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命 名为热量的单位．

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单击此处编母版标题样式 焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻 斯特，他的父亲是一个酿酒厂主。焦耳自幼
• 单击此处编辑跟育母。随版父青文亲年本参时加期样酿，式酒在劳别动人，的没介有绍受下过，正焦规耳的认教识
• 第二级 了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳 • 第三级 热情的教导。焦耳向他虚心的学习了数学、 • 第四• 级第哲五级学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠 定了理论基础。1840年，焦耳把环形线圈放
• 单击此处编辑母版文本样式
• 根• 据第焦二耳级定律可知，生活中用电器在工作时，会产生电热，怎
样合•理第地三应级用电热和防止电热造成的危害呢？
• 第四级 • 第五级
电单热击的利此用处和编防止母版标题样式
1•.单电击热此器处：编利辑母用版电文流本来样加式热的设备。 主要• 第部二件级：发热体（电阻率大、熔点高）
•在第四电级 压相同的情况下，电能转化
成热能• 时的 第五级 功率跟导体的电阻成反比。
即：在电压相同时，电阻较大的
导体在一定时间内产生的热量较少。
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单击此处二编、母焦版耳标定题律样式
英国物理学家焦耳做了大量的实验,于
1•8单40击年此最处先编精辑确母版地文确本定样电式流产生的热量跟电 流、• 电第二阻级和通电时间的关系，即焦耳定律。
焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，
对只存在电流热效应的电路也可用Q =W =
UIt = Pt =
U2 R
t来计算热量。
注意：纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=
U2 R
t=I2Rt
非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q)
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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。
Q I 2Rt
电能和电热关系
1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉
子等），当电流通过导体时，电能全部转化为内能，
而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生
的热量Q 就等于消耗的电能W， 即Q = W = UIt = I2Rt=Pt= U 2 t
第十五章 电能和电功率
15.4 探究焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都 会发热。
电流通过导体，导体会发热的现 象，叫做电流的热效应。
想想议议
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?
学习目标：
一、知识和技能目标：
知道电流的热效应，理解焦耳定律的内 容、公式及其运用，知道电热器的原理及 构造。
二、过程与方法目标：
能在探究科学规律中体会科学研究的方 法，学会科学探究、知识迁移的方法，培 养学生的科学研究的能力。
三、情感态度与价值观目标：
通过对焦耳生平的介绍，培养学生热爱 科学，勇于克服困难的决心和信心。
想想议议
1、小灯泡和导线的电阻是否相等？通电后，小 灯泡和导线的温度一样吗?
2、把电压从1.5V升高到3V，通过小灯泡的电 流变大了还是变小了?小灯泡的温度是否发生明显 变化？
比较煤油的温度差----转换法
实验1：探究导体产生的热量跟电阻的关系
实验电路图 实验装置图
结论： 当电流一定、通电时间相同时，导体的
电阻越大，产生的热量就 越多 。
探究实验
探究通电导体产生的热量跟哪些因素有关？

t t 6s0
∵ P=I2R
∴
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RIP2 1.(15A1)203J44W
第二十五页，共二十八页。
6.在家庭电路中，有时导线长度 不够，需要把两根连接起来)老化，甚至引起火灾。
这是为什么？ 答： 根据公式(gōngshì)P=I2R可知，在电流相等时，电
电流通过导体时产生热的多少跟什么(shén me)因素有关?
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演示实验
电流通过导体时产生热的多少(duōshǎo)与什么因素有关? 实验装置
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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(zhège)电阻产生的热量越多。
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检测 预习二 (jiǎn cè)
• 知道焦耳定律及公式，学会应 用(yìngyòng)公式进行简单计算。知道 多种用电器散热方式。
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四、电热的利用和防止
1.电热(diànrè)的利用
利用(lìyòng)电热孵化器孵小鸡
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第二十八页，共二十八页。
第十四页，共二十八页。
想想议议
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(dānwèi)时间内产生的热量越多。可是按照 焦耳定律，电阻越大，单位(dānwèi)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；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，两者 并不矛盾。所以(suǒyǐ)我们在应用公式时应该特别注意条件。

电热孵卵器 哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危害的？
你还有什么疑惑？
电阻相等 R1=R2=5Ω
R1
R2
大 电流I（大/小）
小
产生热量Q （多/少）
多
少
R、t相等时，I越大，Q越大
英国物理学家焦耳通过大量的实验发现：电流通过导体产
生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比， 跟通电时间成正比.我们称之为焦耳定律。
用公式表示为：Q=I2Rt
J
A
Ω
s
电饭锅
电熨斗
电暖器
研究对象是： R1和R2
探究通电导体放出的热量Q跟哪些因素有关
一、猜想： R 、I 、t
二、设计实验：（方法：控制变量法 ）
实验一：研究Q---R的关系
实验二：研究Q---I的关系
研究对象是： R1和R2
两电阻串联， 电流I相等
电阻R/Ω
R1=5Ω
R2=10Ω
产生热量Q （多/少）少源自多I、t相等时，R越大，Q越大
初中物理沪科粤教版八年级下册 《探究焦耳定律》
类型：获奖课件PPT
生活中，许多用电器接通电源后，会有发热现象。
举出生活中利用电流热效应工作的用电器。
探究通电导体放出的热量Q跟哪些因素有关
一、猜想： R 、I 、t
二、设计实验：（方法：控制变量法 ）
实验一：研究Q---R的关系
实验二：研究Q---I的关系

如果所用液体仅备有水和煤油，为使实验现象明显些，应选择
煤煤油油 来进行实验。
为了“探究电流产生的热量跟什么因素有关”，王军设计了如 图所示的甲、乙两种装置，他将两段阻值不同的电阻丝(R1＜ R2)分别密封在两个完全相同的烧瓶中，并通过短玻璃管与相 同的气球相连，两次实验电源电压不变。
(1)在这个实验中，电流产生热量的多少是通过 气气球球膨膨胀胀程程
择丙，理由是：用温度计能较准确地测出煤油的温度变
化，便于定量研究)
。
电吹风是现代家庭常用的电器，图左是小华家中使用的电吹 风。使用过程中，她发现电吹风既可以吹热风，又可以吹冷风。 根据这个现象她断定：在电吹风中有带风扇的电动机和可以发 热的电热丝。根据电吹风能够单独输出冷风，她认为电动机和 电热丝是并联的。图甲、乙是她根据现象分析画出的两个电路 图。
第十五章 电能与电功率
15.4 探究焦耳定律
★【基础过关】
►(阅读教材，把握基础)
电流通过导体，导体会发热，这叫电流的 热热 效应。电流 的热效应把电能转化为 内内 能。
焦耳定律：电流流过导体时产生的热量，跟 电电流流的的平平方方 成正比，跟 电电阻阻 成正比，跟 通电时间 成正比。即： Q＝ II2R2Rtt (适用于所有电路)。对于纯电阻电路，公式还可
C、D 四个气球胀大的程度从大到小的排列顺序是 CCDDBBAA 。
(5)教材上的实验装置如图丙所示(烧瓶与图中的相同)。比较 甲、乙和丙图所示的两种不同的实验装置，你认为较好的装置
是 若若选选用用图图甲甲、、乙 ，理由是： 气气体体的的热热胀胀冷冷缩缩效效果
比固、液态更明显，实验现象更直观，时间更短(或选
(2)小华查看说明书得知，该型号电吹风吹热风时的功率为 460 W，吹冷风时的功率为 20 W，求电吹风正常工作且吹热风时， 电热丝的功率、电阻及 1 min 内电流通过电热丝所产生的热 量。

课堂导案
（3）在两玻璃管中的液柱降回原来的高度后，调节 滑动变阻器，加大电流，重做上述实验，通电时间 与前次相同．在两次实验中，比较甲瓶（或乙瓶） 中的煤油哪次上升得高．实验结果：在第二次实验 中 ， 瓶 中 煤 油 上 升 得 较 __高____ ． 这 表 明 ， 电 流 越 大，电流产生的热量越__多____（选填“多”或“少”）.
随堂检测
3．在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系” 的实验中，两阻值分别为R和2R的电阻丝浸在相同质 量和初温的煤油中，每一烧瓶里各插入一温度计，如 下图所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察， 本实验中通过_观__察__温__度__计__的__示__数__变__化__显示电流产生 的热量变化；上述实验中采用 这种电路连接方式的目的是__ _控__制__电__流__和__通__电__时__间__相__等___.
A．导线的绝缘皮隔热 B．导线散热比电烙铁快 C．通过导线的电流小于通过电烙铁的电流 D．导线的电阻远小于电烙铁电热丝的电阻
随堂检测
1．如下图所示两个相同的烧瓶中各放置一段电阻 丝（R甲＞R乙），在瓶中盛入等量煤油并插入温度 计，通电一段时间后，甲瓶中温度计示数比乙瓶中 温度计示数高．该现象说明了电流产生的热量与下
课后练案
2．如下图所示是探究在通电时间一定时，电流产生热量与哪 些因素有关的实验装置．烧瓶内装有质量和初温完全相同的 煤油，瓶中铜丝和镍铬合金丝的长度、横截面积相同．下列
选项是关于此实验的一些描述，其中正确的是（ A ）
A．在图1中，探究的是电流产生热量与电阻的关系 B．在图2中，探究的是电流产生热量与电阻的关系 C．在图1中，闭合开关一段时间后，A瓶中温度计的示数更高 D．在图2中，相同时间内，电流越小，温度计的示数升高得 越多

Q
I热2R功t 电率W热：-：PQQ热==II22RRIt＜U/R
新课学习
解： P电 P机 P热 ∴P机 P电 P热 UI I 2R W P机t (UI I 2R)t (50 220 502 0.4) 60J 6105 J
课堂练习Байду номын сангаас
课堂训练
1.规格为“220V，1000W”的电炉，求： （1）电炉正常工作时，通过电阻丝的电流 （2）电炉的电阻
导体在单位时间内发出的热量
公式：P热=Q/t=I2R
单位：W
kW
新课学习
纯电阻电
路:
电能 →
指某段电路 在某段时间 内消耗的全
内能
W
=
U
Q I2
部电能!
It
M
Rt
非纯电 阻电路:
电能 → 内能+其它 W 形式的能Q
U
＞ I2
It
Rt
指转化为 内能的那 部分电能! 说I=明：欧 姆U定/ 律不 适R用于非
纯电阻电
W路-！
QI＜
U/R
新课学习
纯电阻电路:
电能
W
→ 内能
Q
电功等于电热 UIt
=
I2Rt I=U/
电功 = 电热：W=Q = =I2Rt R=U2t/
电功率= 功率：P =P热=UIt = I2R = U2R/R
非纯电阻电路:
M
电能 → 内能+其它形式的能
W
电功大于电热 UI ＞
电功：Wt = UIt 电功率：P=UI
沪粤版初中物理九年级上册
第十五单元
第4课
添加学生课前完成“导学”作业中的典型成果

初温都相同的液体,烧瓶中的电阻丝分别为R甲、R乙、R丙,且R甲>R乙=R丙,
瓶中温度计都相同,以下说法正确的是 (
A
)
物理
课时作业
A.对比甲、乙两烧瓶可探究“电热多少与电阻大小的关系”
B.对比甲、丙两烧瓶可探究不同物质的吸热能力
C.若探究“不同物质的吸热能力”,则物质吸热的多少可用温度计示数来
表示
(2)工作1 min电阻R产生的热量为96 J。
Ω;
物理
课时作业
四、实验探究题
探究电流通过导体产生的热量的多少与什么因素有关。
实验小组同学猜想:电流通过导体产生的热量可能与通过导体的电流、
导体的电阻和通电时间有关。于是他们利用如图器材进行了探究实验。
甲、乙、丙三个装置的透明容器中各有一段电阻丝,容器中密封着等量
2
B.根据Q= t可知,电阻越大,相同时间内产生的热量越少

C.根据Q=UIt可知,相同时间内,电流产生的热量与电阻无关
D.根据Q=I2Rt可知,在电流一定时,电阻越大,相同时间内产生的热量越多
物理
课时作业
3.王爷爷家的电热毯坏了,通过检查发现,是里面的电阻丝断了。为了省
钱,王爷爷打算把电阻丝断头接上继续使用,孙子小明赶紧制止了他,说
0.3 A,再闭合开关S2,电流表示数变化了0.2 A,则此时通电1 min电阻R2产
生的热量为 36
J。
物理
课时作业
4.如图所示,小桂将一条粗细不均的铝箔纸的两端分别压在电池的两极,
发现铝箔纸发热并燃烧。实验中铝箔纸较粗部分的电流
“大于” “等于”或“小于”)较细部分的电流,较 细
分先燃烧起来。
15.4 探究焦耳定律

15.4 律
探究(tànjiū)焦耳定
第2课时 焦耳定律(jiāo ěr dìnɡ lǜ)的应用
第一页，共11页。
一、电功和电热(diànrè)
1. 电功：
表达式： W=UIt
适用于 一切电路做功
单位(dānwèi)：焦耳(J) 千瓦时(kWh) 1kWh=3.6×
物理意义：反映了有多少(duōshǎo)电能转化为其他形
应该是W=E机+Q
第五页，共11页。
1．纯电阻用电器:电流通过用电器以发热(fā rè)为目的如 电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等
电能全部转化为热能,电功等于(děngyú)电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
P电
UI
I 2R
U2
R
P热
2．非纯电阻用电器:电流通过用电器是以转化为热能(rènéng)
化为热能。
b、电流→(电d能ià转nl化iú为)流化过学能和热能 电解槽
→电能转化为机械能和热能
c、电流(diànliú)流过
第三页，共11页。
在纯电阻(diànzǔ)电白路炽灯中、电（炉等
）
电能全部转化为热能，电功等于(děngyú)电热
即 电热：Q W UIt 欧姆定律：U IR
电热：Q I 2Rt
也可以说“消耗了多少(duōshǎo)电能”
思考：电路中如有白炽灯、电炉、电解槽、电动机等元件， 电功与这些元件的种类有关吗？
结论：电功W（消耗了多少电能）只与元件两端的电压U，
通过的电流I和通电时间t有关，与元件的种类无关。
第二页，共11页。
探讨(tàntǎo)几个用电器的能量转化 情况
a、电流(diànliú)流过 电炉 →电能(diànnéng)转