人教版九年级物理上册第十八章《电功率》第4节《焦耳定律》课件(29张ppt)

A．左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大 B．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系 C．该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时间的关系 D．U 形管中液面高度发生变化是因为 U 形管中液体的热胀冷缩造成的
•9、要学生做的事，教职员躬亲共做；要学生学的知识，教职员躬亲共学；要学生守的规则，教职员躬亲共守。2021/9/192021/9/19Sunday, September 19, 2021 •10、阅读一切好书如同和过去最杰出的人谈话。2021/9/192021/9/192021/9/199/19/2021 9:49:37 AM •11、只有让学生不把全部时间都用在学习上，而留下许多自由支配的时间，他才能顺利地学习……（这）是教育过程的逻辑。2021/9/192021/9/192021/9/19Sep-2119-Sep-21 •12、要记住，你不仅是教课的教师，也是学生的教育者，生活的导师和道德的引路人。2021/9/192021/9/192021/9/19Sunday, September 19, 2021
10．如图所示，是晨晨同学探究焦耳定律的部分实验装置。已知 R 甲＝5Ω， R 乙＝10Ω，在探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系时，应将两 电阻丝 串 联在电路中。若电路中的电流为 0.3A，则甲电阻丝在 1min 内 产生的热量为 27 J。
11．(福建中考)如图所示，是某种电热保暖鞋的工作原理示意图。供电电压 为 6V，R1、R2 的阻值分别为 3Ω、6Ω，通过旋转扇形开关 S，接触不同触 点，实现高、中、低三个挡位的转换。保暖鞋在低温挡工作时的电功率是
(1)由电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察 U 形管中液 面的 高度差 来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用了 转换法 的 探究方法。

3.单位：焦耳（J）
时间 t 的单位：s 热量 Q 的单位是：J
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讲授新课
例1：一根60Ω 的电阻丝接在36V的电源上，在5分钟内共产 生多少(duōshǎo)热量？
分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定 律公式(gōngshì)计算电流产生的热量。
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
（）十二页，共二十五页。
随堂训练
3.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻 (diànzǔ)是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下通电
解： I =
U =
36V
=0.6A
R 60Ω
Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J
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讲授新课
4.根据(gēnjù)电功公式和欧姆定律推导焦耳定律
若电流做的功全部用来产生热量即Q = W
又∵W = UIt 根据欧姆定律U = IR
∴Q = W = UIt = I2Rt
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讲授新课
实验结论
结论1：在通电电流(diànliú)和通电时间相同的条件下，电阻越 大，电流(diànliú)产生的热量越多。
结论2：在电阻和通电时间相同的条件下，电流(diànliú)越大，电流
(diànliú)产生的热量越多。
结论3：在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流
②可能与电流有关。电流越大，电流热效应越大。 ③可能与通电时间有关。通电时间越长，电流热效应越大。

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)
焦耳定律
公式： Q = I ² R t 意义： 热量 电流 电阻 时间
单位： J
A
ΩS
焦耳定律的理论推导 电流通过导体时，如果消耗电能全部转化
为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么， 电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。 即: Q = W = Pt = UIt = IR It = I2Rt
A 电烙铁
B
D 一样多
充电器
C 电风扇
没有艰苦的学习，就没有最简单的科学发明。
[猜想与假设] 1、可能与电阻有关 2、可能与电流有关 3、可能与通电时间有关
[实验一] 探究电热与电阻的关系
应控制不变的物理量： 相同的电流和通电时间 应变化的物理量： 电阻 怎样才能使两个不同的电阻有相等的电流和通电时间？
将它们串联
R甲
R乙
动画演示：电流产生的热量与哪些因素有关
三、焦耳定律
电暖器
电热器
热水器
饮水机Βιβλιοθήκη 电熨斗上面这些生活中常用的电器有什 么共同的特性？
电流通过导体时电能转化成热能，这个 现象叫做电流的热效应。
电热杯
电饭煲
热水器 实质: 电能转化为热能。
二、探究：电流的热效应与什么因素有关
电炉丝通过导线接到电路里， 电炉丝和导线通过的电流相同。 为什么电炉丝热得发红，而导线 却几乎不发热？
2.电热器 定义：将电能转化为内能的装置。 原理：电流的热效应。 组成：发热体由电阻率大、 熔点高的合金制成。
练一练
1.电流的热效应是电流通过导体时_电__能__转化成___热_的 现象。 电热器是利用电流的热__效__应___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 电_阻____、时__间___一定，用滑动变阻器改变电阻 丝的电流。 3.一根100Ω 的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是 40_0__W 通电1min时产生的热量是__2_4_0_0_0_J。 4.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_2_:_3__。 Q1:Q2=___2_:_3_。

一.电流的热效应
高效探究
[实验二]探究电热与电流的关系
如何保证电阻相同时，电流却不同？
R=5Ω I
A
R=5Ω I1
R = 5 Ω I = 2I1
给其中一个电阻外再并联一个 电阻，到达分流目的。
在电阻相同、通电时间相同的情况下，电流越大， 这个电阻产生的热量越多。
一.电流的热效应
高效探究
[实验三]探究电热与通电时间的关系
= UIt
I2Rt 纯电阻电路。
非纯电阻电路:
W电＞Q热
电能 → 内能+其它情势的能
W
Q+E其
UIt ＞ Q=I2Rt
二.额定电压&功率 R1
重点微视
R1
R2
R2
串联电路中：根据公式 Q = I2Rt 推导 得：Q1 ：Q2 = R1 ：R2
并联电路中：根据公式 Q = U2t/R推导 得：Q1 ：Q2 = R2 :R1
220V
W机=W－Q ＝ 3.3×105J － 7.5×104J ＝2.55×105J
I
=
U R
=
220 V 10 Ω
= 22 A
Q = I2Rt ＝(22A）2×10 Ω× 5×60s ＝1.452×106J
想一想
两型引入
根据P=U2/R，额定电压相同的电热丝，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Q=I2Rt，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。 二者好像有矛盾，这是怎么回事?
焦耳
二.焦耳定律
重点微视
1．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。

压下工作相同时间，则三个用电器产生的热量最
多的是（ ）
A．电视机
B．电风扇
C．电烙铁
D．一样多
3、一根电阻丝工作时的电流为1A，在10min内共 产生3.6×104J的热量，它的电阻为多大？ 4、某一只标有“220V 800W”的电热水壶，在 220V的电压下使用，工作0.5h产生多少J的热量？
注意： 在纯电阻电路中(即：Q=W)，除了焦耳定律 外下面公式也通用(同学们可自己推导)：
想想议议： 电炉工作时：电炉丝热得发红而导线却不热。 就此提出你的探究课题？
探究：电流的热效应及影响因素。
提出问题：电流通过导体时产生的热量跟什么因素有关？ 猜想与假设：导体的电阻？电压？电流？通电时间？…… 设计实验：
想想议议：1、多因素问题用什么方法研究?2、怎样 比较导体放热更多?3、实验时你需要哪些器材？……
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电热的利用与防止:
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1、(2006年陕西省课改区)下列关于电饭锅的说法，
正确的是（ ）
A．它工作时金属外科可以不接地。
B. 它工作时将内能转化为电能。
C．它利用电流产生的热量来加热食物。
D. 它工作时与其他家电是串联的。
2、(2006年山东省)如果电视机、电烙铁和电风扇
上都标有“220V 60W”的字样，它们都在额定电
一、电流的热效应： 电流通过导体时电能转化成热，这个现象叫做电流的
热效应。 二、焦耳定律：
1、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。这个规律 叫做焦耳定律。
2、公式：Q=I2Rt 三、电热的利用与防止：
练习：课堂练习、课后练习。
实验:
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1.1
A.1∶1
B．2∶5
C．5∶2
D．4∶1
1．下列事例中，能防止电热危害的是( A ) A．收音机、电视机的机壳上开有许多网状小孔 B．高空飞行员所穿衣服里的电热保温装置 C．烘干物品的电烘箱 D．大型爆破工程，用电热装置引爆炸药
2．电炉丝通电一段时间后热得发红，而连接电炉丝的导线却不怎么热，这 主要是因为( B ) A．导线的绝缘皮隔热 B．导线的电阻远小于电炉丝的电阻 C．导线散热比电炉丝快 D．通过导线的电流小于通过电炉丝的电流
7．如图所示为某电热饮水机电路原理图，当开关S闭合时，饮水机处于加热 状态，当S断开时，处于保温状态，从其说明书上收集到的信息如下表，为 了测量它加热时的实际功率，小明断开家中其它所用电器，只将该饮水机接 入家庭电路，闭合开关S，测得水箱装满时水从20℃升高到100℃所用时间为 15分钟，同时观察到家中标有“3000r/kW·h”字样的电能表转盘转过600转 (r)。
a端时为低温档工作，R1与R2串联。
【答案】 (1)90Ω (2)1A 60Ω (3)2592J
电热的应用与防止
如图所示，在计算机内的主板位置装有一个小电风扇，在电动机的外壳上有 很多皱褶，它们都是为了加快散发电流产生的热，不过，前者是用 增大空 . 气的流速 的方法加快散热，后者是利用 增大散热面积 的方法加快散热。
3．现有两根电阻丝R1、R2(R1＞R2)，小明要用它们制成电热壶中的电热丝。 要求在电压一定时，能让相同质量的水升高相同的温度所用时间最短。下列 四种设计方案中正确的是( A ) A．把两根电阻丝并联起来 B．把两根电阻丝串联起来 C．单独用R1电阻丝 D．单独用R2电阻丝
4．如图所示，两透明容器中密封着等质量的空气，通电t秒后(两容器都不向 外放热)，下列说法正确的是( C )

从身边常ห้องสมุดไป่ตู้的现象引入电流的热效应，贴近生活，贴近实际， 体现了从生活走向物理。探究过程中，让学生充分讨论，调 动学生学习的积极性，使学生掌握知识，同时培养他们分析 归纳、辩证思维的能力，注重对物理研究方法的教学，培养 学生应用所学物理研究方法解决物理问题的能力，体现以学 生为主体的教学思想。
在生活经验方面，学生经常接触到电热器，对电流的热效应已有 了一定的了解；在知识储备方面，学生对欧姆定律、电功率有了 一定的基础；在研究方法上，对于转换法、控制变量法、探究性 学习的过程与方法也有了一定的认识。同时对于与生活接触紧密 的电热现象及其应用，学生兴趣浓厚。所以，本节课的关键在于 教师正确引导，充分调动学生学习的主动性与积极性，让学生充 分讨论、探究、合作、交流，使学生真正成为学习的主人。
同学们在演算过程中，教师要提醒大家注意：代入计算的时候， 要将电流的单位“A”一起平方。
师：我们通过实验、观察，利用公式推导得出了电流热效应跟 电阻大小的关系。同学们现在能不能回答本节开始时的问题？
生：导线和用电器（电炉或电饭锅或电灯）中通过的电流相同 ，但是导线的电阻较小，那些用电器的电阻较大。所以，那些 用电器发热，而导线几乎感觉不到热。
生1：电视机后盖上有许多孔，就是为了能通风散热。 生2：电脑中还装有风扇，也是为了散热，减少电热的危害。 生3：老师用的投影仪上也装有小风扇，也是为了快点散热。 生4：农村抽水、磨面用的电动机连续工作一段时间后要休息一会， 等凉了再用，是为了防止电热可能造成的危害。 师：同学们对电热的危害及防止了解得还真不少，这儿有一份电器 的说明书，请大家仔细阅读，并分析说明其中的道理。（投影电器 说明书） 教师引导学生着重注意以下内容：将电器置于通风良好处；勿使电 器淋雨或受潮，长期不用的电器隔一段时间应该通电一次。

第十八章 电功率
第４节 焦耳定律
复 习
实验目的 实验原理 实验器材 测量小灯泡的电功率。 P = UI。 电源、开关、导线、电流表、电压表、滑 动变阻器、小灯泡（额定电压2.5 V）。
实验电路图
实验要求
P （1）移动变阻器的滑片使小灯 泡两端的电压分别为额定电压、 低于额定电压、高于额定电压 （约 1.2U额） 。 （2）记录电压值，电流值， 计算小灯泡的功率，同时观 察比较灯的亮度有何区别。
四、电热的利用和防止
1．电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
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。
2．电热的危害
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。
课堂小结 焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产 生。请举例说明。
一、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。
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?
演示实验
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
I——安（A）
3．单位：焦耳（J）
R——欧（Ω）
t——秒（s）
例题
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? 解:
U 36 V I= = = 0.6 A R 60 Ω
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。

电流和通电时间相同时，电__阻__
越大，产生的热量越多。
火柴支
1、纪律是集体的面貌，集体的声音，集体的动作，集体的表情，集体的信念。 2、知之者不如好之者，好之者不如乐之者。 3、反思自我时展示了勇气，自我反思是一切思想的源泉。 4、在教师手里操着幼年人的命运，便操着民族和人类的命运。一年之计，莫如树谷；十年之计，莫如树木；终身之计，莫如树人。 5、诚实比一切智谋更好，而且它是智谋的基本条件。 6、做老师的只要有一次向学生撒谎撒漏了底，就可能使他的全部教育成果从此为之失败。2021年11月2021/11/32021/11/32021/11/311/3/2021 7、凡为教者必期于达到不须教。对人以诚信，人不欺我;对事以诚信，事无不成。2021/11/32021/11/3November 3, 2021 8、教育者，非为已往，非为现在，而专为将来。2021/11/32021/11/32021/11/32021/11/3
猜想： 与 电阻、电流、时间 有关
试一试：
将一段铜丝与一段镍铬合金丝串联, 通过观察凡 士林熔化所用的时间长短进行比较.
接电源
铜丝 镍铬丝
铜
镍
丝
铬 丝
A
火柴支 支架 火柴支
探究实验：
接电源
铜
镍
丝
铬 丝
支架
火柴支
条件：等量火柴支，电流相同, 时间相同
现象：
镍铬丝上的火柴支先掉,
此时温度上升的多
结论：
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
焦耳
(1818－1889)
导体的电阻成正比，跟通电时间
成正比。 公式： Q = I ²Rt
焦耳定律 单位： J A Ω S

•教学过程
•例2 在图中，电源电压、灯丝电阻都保持不变，灯L上标有“6 V 3 W”字样。当开关闭合，滑动变阻器的滑片从a点移到b点时，电压 表的示数从5 V变为8 V，且滑片位于a点时，灯L消耗的功率与位于b 点时灯L消耗的功率之比为16∶1。求： •（1）灯L正常发光时，通过灯丝的电流； •（2）灯丝的电阻； •（3）灯L正常发光1 min电流做的功； •（4）滑片位于a点时，通过灯L的电流。
•RL＝U额/I额＝6 V/0.5 A＝12 Ω。 •（3）灯L正常发光时，表明它达到了额定功率，则 •W＝P额t＝3 W×60 s＝180 J。
•教学过程
•教学过程
•四、课堂小结本节课我们学习了如下知识： •1.电流的热效应跟电阻大小的关系。 •2.电热的利用及防止。 •五、作业设计 •见练闯考第85页课内精练
•教学板书
• 一、电流的热效应：电流通过导体时，电能转化成热的现象 • 二、探究：电流产生的热量与哪些因素有关 • 1.猜想 2.设计实验 3.进行实验 4.分析论 5.结论 • 三、焦耳定律 • 四、电热的利用和防止
•教学反思
•本节课的设计力图体现“从生活走向物理，从物理走向社会” 的基本理念，注重科学的探究，激发学生的学习兴趣，培养 良好的思维习惯。 •从电灯发光发热这种学生常见的现象及生活中的电热器引入 电流的热效应，贴近生活、贴近实际，体现了从生活走向物 理。在学习电流通过导体产生的热跟什么因素有关的过程中 ，注重了科学探究过程，特别突出了猜想和设计实验环节， 在教学过程让学生参与讨论，充分调动学生学习的积极性， 不仅使学生掌握了知识，而且培养了他们的分析归纳能力和 辩证思维能力，充分体现了以学生为主体的教学思想，注重 了对物理研究方法的教学。在科学探究的设计实验环节，引 导学生应用控制变量法和转换法进行实验设计，培养学生应 用所学物理研究方法解决物理问题的能力。