人教版九年级物理焦耳定律介绍.ppt

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第四节 焦耳定律 郑州市第107中学 张 冰   生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。   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。 一、电流的热效应   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?    想想议议 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 猜想一下:电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?应该如何设计实验? 演示实验 实验装置 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2:研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω I1   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。   焦耳(James Prescott Joule, 1818—1889),英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验, 研究热和功的关系。通过大量的实 验,于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。 焦 耳 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。  2.公式:Q = I2Rt? 热量—— Q ——焦耳(J) 电流—— I ——安培(A) 电阻—— R ——欧姆(?) 时间—— t ——秒(s)  3.热量的国际单位:焦耳(J) 二、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。 属于纯电阻电路,欧姆定律适用 三、电能和电热关系   2.当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:   W>Q热 电能 内能+机械能 这种情况属于非纯电阻电路,欧姆定律不适用 Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×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? 答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。 解: 例题 I =  =   = 0.6 A U R 36 V 60 Ω 完成动手动脑学物理1——4题   额定电压相同的灯泡,额定功率越大,电阻越小,正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律,电阻越大,单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾,这是怎么回事? 想想议议   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。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。 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。 四、电热的利用和防止   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。 2.电热的危害 1.两电热丝电阻之比R1 : R2=2 : 3,通 过的电流之比I1 : I2=3 : 2, 在相同的时 间内它们放出的热量之比Q1 : Q2是 ( ) A. 3 : 2 B. 1 : 1 C. 27 : 8 D. 4 : 9 A 2. 要使电热器在单位时间内产生的热量减 为原来的一半,下列措施中可行的是( ) R不变,I减为原来的一半 B. U不变,R增大为原来的四倍 C. U和R均减为原来的一半 D. R不变,U减为原来的一半 C 3. 有四段电阻线a、b、c、d,它们由同种材料做成,截面积相同,但绕成不相同的圈数(每圈的长度相等,a、c圈数相同,b、d圈数相同,a、c的圈数少于于b、d的)如图连接,通电后,在相同的时间内,它们产生的热量由多到少的顺序是( ) A、a、b、d、c B、a、c、b、d C、b、d、a、c D、d、c、b、a A 课堂小结 焦耳定律的实验和内容 电热的利用和危害 * *

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