九年物理《焦耳定律》课件.pptVIP

18.4 焦耳定律 我们家的电器中哪些是把电能转化为内能（热能）的？ 同学们还记得我们前边学习的电功的公式么？ 它表示什么意义呢？ W=UIt 它们的共同特征是什么？ ——电能转化为内能 猜想四:........ 现象一：电炉丝通电能产生热，不通电不产生热。 猜想二：电阻丝产生的热量同通电时间有关。 猜想三：导体通电时产生的热量多少与导 体的电阻大小有关。 现象二：电阻丝通电的时间越长产生的热量越多。 事实：电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材 料是铜。 猜想一：电阻丝产生的热量同电流有关 控制变量法 由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较，实验中怎样将它变为便于直接观察比较的现象呢？ 转换法 想一想 议一议 U型管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大，液面升高。 目标：在电流相同、电阻不同时，产生电热的效果如何呢？ 思考： ①实验设计中，怎样保证电流等大？ ②用什么仪器反映产生热量的多少？ 【演示实验1】 想一想 议一议 ①电阻串联时电流相同。 ②U型管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大，液面升高。 请回答： ①看到了什么现象？ ②说明了什么结论？ 现象：I 相同时，R 大的一边液面升的高，即升温快。 结论1：在电流和时间相同时，电阻越大产生的热量越多。 思考： ①此时，哪个电流小？为什么？ ②并联分流的电阻为什么要放在盒子外面? 让相同的电阻，流过不同的电流，看效果会如何呢？ 【演示实验2】 ①右边的发热器热量少，因为并联的电阻分去一半的电流。 ②不让它产生的热量影响盒内的温度。 看到了什么现象？说明了什么结论？ ①电流 I 大的液面升高快，即产生的热量Q 多。 ②结论：在电阻相同和时间相同时，通过的电流越大，产生的热量越多。 【跟踪思考】 通过以上实验你能总结出什么规律？ 电阻上产生的电热与电阻大小和流过的电流都有关，电阻越大，电流越大，产生的热量越多。 Q = I 2 R t 热量 电流 电阻 时间 J = A Ω S 2，公式： 意义： 单位： 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。 (普遍适用) 　　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．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 = Pt= =I2Rt　　 　　2．在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： 　　W电＞Q热 三、电能和电热关系 电能 内能+机械能 此时，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热 ①焦耳通过实验得到电流产生热量与电流、电阻、通电时间是什么关系？ ②如何用公式表示这一规律？单位是什么？ ③可否从能量守恒的观点，通过电流做功推出电阻的电热公式？ 【问题思考1】 为什么用导线连接的电磁炉通电后，电炉很快发红发热，而导线却不热？ 因导线电阻很小（0.01~0.001Ω），而电炉电阻很大（几十、几百欧姆），串联时导线生热很微小，故感觉不热。 【问题思考2】 例题解析 例题 一根60的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量？ 解法1：通过电阻丝的电流 再由焦耳定律电流产生的热量 即 解法2：