教科版九年级上册物理课件：6.3 焦耳定律.ppt

1、电流通过导体时电能转电流通过导体时电能转 化成内能（热能）化成内能（热能） 这些用电器工作时的共这些用电器工作时的共 同点是什么同点是什么? ? 电饭锅电饭锅 电烙铁电烙铁 热得快热得快 电热毯电热毯 电炉子电炉子 电熨斗电熨斗 电流通过导体时能使导体的电流通过导体时能使导体的 温度升高，电能转化为内能，这温度升高，电能转化为内能，这 就是就是电流的热效应。电流的热效应。 【设计实验设计实验】 讨论讨论1：当大家猜想电热与多个因素有关，实验研究时应用：当大家猜想电热与多个因素有关，实验研究时应用 什么方法去什么方法去 研究？研究？ 控制变量法控制变量法 讨论讨论2：观察实验装置观察实验装置 （

2、1）用什么方法去观察不可见的物理量（电热）？用什么方法去观察不可见的物理量（电热）？ 通过空气受热膨胀程度，观察产生热量的多少。通过空气受热膨胀程度，观察产生热量的多少。 像这种利用物理量产生的效应来观察像这种利用物理量产生的效应来观察 不可见的物理量的方法叫不可见的物理量的方法叫转换法。转换法。 实验中，通过观察两个实验中，通过观察两个U形管中染色水柱液面高度的变化来判形管中染色水柱液面高度的变化来判 断产生热量的多少。断产生热量的多少。 实验实验 装置装置 （2）如何比较电流通过导体产生热量的多少？）如何比较电流通过导体产生热量的多少？ 甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。 当通电时间、电流

3、相同时，电阻越大电流产 生的热量越多。 电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。 电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量越电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量越 多。多。 通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。 电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。 电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。 通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的

4、低。通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。 我们用欧姆定律，能不能推导出电流的热效我们用欧姆定律，能不能推导出电流的热效 应跟电阻的关系呢？应跟电阻的关系呢？ P=IU U=IR P=IU=IIR=I R 在电流相同的情况下，电能转化成热时的功在电流相同的情况下，电能转化成热时的功 率跟导体的电阻成正比。率跟导体的电阻成正比。 即：在电流相同时，电阻较大的导体在一定即：在电流相同时，电阻较大的导体在一定 时间内产生的热较多。时间内产生的热较多。 结论：结论： 分析论证：分析论证： 焦耳定律焦耳定律 1内容：内容：电流通过导体产生的热量跟电流通过导体产生的热量跟 电流的平方成正

5、比，跟导体的电阻成正比，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。跟通电时间成正比。 2公式：公式：Q = I2Rt 焦耳（焦耳（James Prescott Joule， 18181889），英国物理学家。用），英国物理学家。用 近近 40 年的时间做了年的时间做了 400 多次实验，多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实研究热和功的关系。通过大量的实 验，于验，于 1840 年最先精确地确定了年最先精确地确定了 电电 流产生的热量与电流、电阻和通电流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。时间的关系。 3 3. .单位：单位：I- -安安，R- -欧欧， t- -秒秒

6、，Q- -焦焦。 非纯电阻电路：非纯电阻电路：W总总Q ( (W总总UIt = =W外外Q) ) Q = W = UIt = I2Rt 根据欧姆定律根据欧姆定律U = IR 又又 W = UIt， 若电流做的功全部用来产生热量即若电流做的功全部用来产生热量即Q=W 注意： 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对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以下公式来只存在电流热效应的电路也可用以下公式来 计算热量。计算热量。 纯电阻电路：纯电阻电路：W总总= =Q放放= =Pt=UIt= = t= =I2Rt R R U U 2 2 t R U PtUItWQ 2 【例例

7、1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着 铜导线却不怎么热，这是为什么铜导线却不怎么热，这是为什么? 电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通 过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt 可知，当两导体中电流和通电时可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生的热间均相同时，电流产生的热 量与导体的电阻成正比量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的 电电 阻大得多，所以电

8、炉丝产生的热量比铜导线要大得多。阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多。 【例【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈，线圈 的电阻为的电阻为2 ，通过线圈的电流为，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时，这台电动机正常工作时， 一秒钟消耗的电能为一秒钟消耗的电能为 J，产生的热量为，产生的热量为 J。 3800 200 典例精析典例精析 【例【例3】一根】一根60的电阻丝接在的电阻丝接在36V的电源上，在的电源上，在5min内共产内共产 生多少热量？生多少热量？ 已知：已知：R=60 U=36V t=5min 求：求：Q

9、解：通过电阻丝的电流为：解：通过电阻丝的电流为： U I= _ R = 36V 60 =0.6A 产生的热量为：产生的热量为： Q=I2Rt =(0.6A)260560s =6480J 答：答： 5min内共产生的热量是内共产生的热量是6480J。 1.1.电热的应用电热的应用 电流热效应的利用与危害电流热效应的利用与危害 利用电热孵化器孵小鸡利用电热孵化器孵小鸡 用来加热用来加热 电热器的优点电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污清洁卫生，没有环境污 染，热效率高，还可以方便地控制和调节温染，热效率高，还可以方便地控制和调节温 度。度。 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。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。运行时要用微型风扇及时散热等等。 2电热的危害电热的危害 1.1.电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫电电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫电 流的热效应。流的热效应。 2.2.焦耳定律：焦耳定律：Q=IRt 3.3.要从通风、散热等角度来有效地防止电热的要从通风、散热等角度来有效地防止电热的 危害。危害。