第十八章-电功率-第4节-焦耳定律—秋人教版九年级全一册物理复习课件.ppt

1、第十八章第十八章 电功率电功率第第4 4节节 焦耳定律焦耳定律1.1.能通过生活实例，认识电流的热效应。能通过生活实例，认识电流的热效应。2.2.在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦在实验的基础上引出焦耳定律，会用焦耳定律进行计算。耳定律进行计算。3.3.了解电热的利用和防止。了解电热的利用和防止。4.4.了解纯电阻电路和非纯电阻电路中电热了解纯电阻电路和非纯电阻电路中电热和消耗电能的关系。和消耗电能的关系。学习目标学习目标1.1.焦耳定律的理解及应用。焦耳定律的理解及应用。(重点重点)2.2.对纯电阻电路和非纯电阻电路中热量对纯电阻电路和非纯电阻电路中热量与电能的区别和计算。与电能的区别和计算

2、。(难点难点)重点难点重点难点1.1.如图所示这些电器的共同点是将电能转如图所示这些电器的共同点是将电能转为为_能。能。电压力锅电压力锅 电熨斗电熨斗 电烤箱电热器电烤箱电热器知识点一：电流的热效应知识点一：电流的热效应课堂导学课堂导学内内如图所示的用电器中不是利用电流热效应如图所示的用电器中不是利用电流热效应工作的是工作的是()例例1B B电流通过导体会产生热量，但是对于不同电流通过导体会产生热量，但是对于不同的电路，消耗相同的电能转化成的内能是的电路，消耗相同的电能转化成的内能是不同的。如电炉等电热器，可以认为电能不同的。如电炉等电热器，可以认为电能全部转化为内能，但是对于电冰箱、电风全部

3、转化为内能，但是对于电冰箱、电风扇等用电器，只有少部分电能转化为内能。扇等用电器，只有少部分电能转化为内能。方法指导方法指导电流通过导体会产生热量，但是对于不同电流通过导体会产生热量，但是对于不同的电路，消耗相同的电能转化成的内能是的电路，消耗相同的电能转化成的内能是不同的。如电炉等电热器，可以认为电能不同的。如电炉等电热器，可以认为电能全部转化为内能，但是对于电冰箱、电风全部转化为内能，但是对于电冰箱、电风扇等用电器，只有少部分电能转化为内能。扇等用电器，只有少部分电能转化为内能。方法指导方法指导猜想：电流的热效应与哪些因素有关呢？猜想：电流的热效应与哪些因素有关呢？实验器材：实验器材：(1

4、)(1)下图甲装置可以用来衡量下图甲装置可以用来衡量电阻丝发热电阻丝发热(对对_加热加热)的多少，观察的多少，观察它的构造，我们可以通过它的构造，我们可以通过_来衡量电阻丝发热的多少。来衡量电阻丝发热的多少。知识点二：影响电热大小的因素知识点二：影响电热大小的因素空气空气U U型管液面高度差型管液面高度差(2)(2)如上图乙所示，同时使用两个密闭如上图乙所示，同时使用两个密闭容器时，哪一侧容器时，哪一侧U U型管中液柱出现的高度型管中液柱出现的高度差越大，表明哪一侧的电阻丝产生的差越大，表明哪一侧的电阻丝产生的_越多。越多。验证验证1 1：电热与电阻大小有什么关系？：电热与电阻大小有什么关系？

5、思考：如上图乙所示，两电阻丝是思考：如上图乙所示，两电阻丝是_联的。这样做的目的是保证通过两根电阻联的。这样做的目的是保证通过两根电阻丝的丝的_和和_相同，探究相同，探究电流通过导体产生的热量与电流通过导体产生的热量与_的关系。的关系。热量热量串串电流电流通电时间通电时间电阻电阻观察：闭合开关一段时间后发现，观察：闭合开关一段时间后发现，_侧侧U U型管中液柱出现的高度差更大些。型管中液柱出现的高度差更大些。发现：在发现：在_和和_相同时，电流相同时，电流通过导体产生的热量与通过导体产生的热量与_有关，有关，_越大，越大，_越多。越多。验证验证2 2：电热与电流大小有什么关系？：电热与电流大小

6、有什么关系？通电时间通电时间右右电流电流电阻电阻电阻电阻产生的热量产生的热量思考：如图甲所示，在右侧容器外并思考：如图甲所示，在右侧容器外并联一个电阻丝。这个实验装置的等效电路联一个电阻丝。这个实验装置的等效电路图如图乙所示，干路电阻中的电流图如图乙所示，干路电阻中的电流I I与支与支路电阻中的电流路电阻中的电流I1I1的大小关系是：的大小关系是：_。这样连接电路的目的是保证两个容器中的这样连接电路的目的是保证两个容器中的电阻丝的电阻丝的_大小和大小和_相等，探相等，探究电流通过导体产生的热量与究电流通过导体产生的热量与_的关系。的关系。观察：闭合开关一段时间后发现，观察：闭合开关一段时间后发

7、现，_侧侧U U型管中液柱出现的高度差更大些。型管中液柱出现的高度差更大些。电流电流I I I I1 1电阻电阻通电时间通电时间左左发现：在发现：在_和和_相同时，电相同时，电流通过导体产生的热量与流通过导体产生的热量与_有关，有关，_越大，越大，_越多。越多。验证验证3 3：电热与通电时间有什么关系？：电热与通电时间有什么关系？在在_和和_相同时，电流通过相同时，电流通过导体产生的热量与导体产生的热量与_有关，有关，_越长，越长，_越多。越多。产生的热量产生的热量电阻电阻通电时间通电时间电阻电阻电流电流通电时间通电时间电流电流通电时间通电时间通电时间通电时间产生的热量产生的热量(2015(2

8、015广东广东)用如图所示的装置做用如图所示的装置做“探究探究电流相同时，通过导体产生的热量与电阻电流相同时，通过导体产生的热量与电阻大小的关系大小的关系”的实验。的实验。(甲、乙是完全相甲、乙是完全相同的密闭容器，闭合开关前，同的密闭容器，闭合开关前，A A、B B 两两U U 形管内液面相平形管内液面相平)例例2由于电流产生的热量不易直接测量，因由于电流产生的热量不易直接测量，因此在实验中是通过观察此在实验中是通过观察U U形管中液面的形管中液面的_来显示甲、乙容器内空气温度的来显示甲、乙容器内空气温度的变化，这里采用了变化，这里采用了_的探究方法。的探究方法。通过对比观察，通过对比观察，

9、_(_(选填选填“甲甲”或或“乙乙”)”)容器中导体的电阻产生的热量较容器中导体的电阻产生的热量较多。由此可知，在电流强度和通电时间相多。由此可知，在电流强度和通电时间相同时，电阻越同时，电阻越_，导体产生的热量越，导体产生的热量越多。多。高度差高度差转换转换乙乙大大把握好实验中的探究方法：把握好实验中的探究方法：(1)(1)转换法的应用：通过温度计的示数变转换法的应用：通过温度计的示数变化或化或U U形管液面高度的变化反映产生电热形管液面高度的变化反映产生电热的多少。的多少。(2)(2)控制变量法的应用：在探究通电导体控制变量法的应用：在探究通电导体产生的热量与导体电阻的关系时，应该控产生的

10、热量与导体电阻的关系时，应该控制通过不同导体的电流相同、通电时间相制通过不同导体的电流相同、通电时间相同；在探究通电导体产生的热量与通过导同；在探究通电导体产生的热量与通过导体电流的关系时，应该控制相同导体的通体电流的关系时，应该控制相同导体的通电时间相同，改变通过导体的电流大小。电时间相同，改变通过导体的电流大小。方法指导方法指导知识点二：焦耳定律知识点二：焦耳定律1.1.焦耳定律：英国物理学家焦耳做了大量焦耳定律：英国物理学家焦耳做了大量实验，得出了焦耳定律：实验，得出了焦耳定律：_。_2.2.公式：公式：_，变形公式：，变形公式：_、_、_。2QRI Rt 电流通过导体产电流通过导体产生

11、的热量跟电流的二次方成正比，跟导体生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比的电阻成正比，跟通电时间成正比2QtI RQIRt2QI Rt注意：公式中的电流注意：公式中的电流I I的单位要用安培的单位要用安培A A，电阻，电阻R R 的单位要用欧姆的单位要用欧姆()()，通电时，通电时间间t t的单位要用秒的单位要用秒(s)(s)。这样热量的单位就。这样热量的单位就是焦耳是焦耳(J)(J)。3.3.交流讨论：电炉丝工作时，电炉丝与它交流讨论：电炉丝工作时，电炉丝与它的连接导线通过的电流相同，为什么电炉的连接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？电

12、炉丝热得发红，而导线却几乎不发热？电炉丝与导线是丝与导线是_联的，通过的电流联的，通过的电流_。串串相同相同根据焦耳定律公式根据焦耳定律公式_，在，在_时间内，时间内，_一定时，电流产生的热一定时，电流产生的热量跟量跟_成正比，成正比，电炉丝比电线的电阻电炉丝比电线的电阻_，相同条件，相同条件下电流产生的热量下电流产生的热量_，因此电炉丝，因此电炉丝热得发红。热得发红。Q Q I I2 2RtRt相同相同电流电流电阻电阻大大多多1.1.电流通过导体时，如果电能全部转化为电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热

13、量那么电流产生的热量Q Q等于消耗的电能，等于消耗的电能，即即_。此时结合欧姆定律还可。此时结合欧姆定律还可推导出另一个公式推导出另一个公式Q Q W W t t。故此时。故此时W W和和Q Q的关系为：的关系为：_。2.2.Q Q I I2 2RtRt与与W WIUtIUt的区别的区别在在_电路中，电流做功消耗的电电路中，电流做功消耗的电能全部转化为内能，这两个公式是通用的。能全部转化为内能，这两个公式是通用的。即：即：W W_Q Q。_电路电能只转化为内能。电路电能只转化为内能。知识拓展与延伸知识拓展与延伸Q Q W W Pt Pt I I2 2RtRtUItUItQ Q W WUItUI

14、t纯电阻纯电阻=纯电阻纯电阻在非纯电阻电路中，电路消耗的电在非纯电阻电路中，电路消耗的电能能(即即W WUItUIt)分为两部分，一大部分转化分为两部分，一大部分转化为其他形式的能为其他形式的能(例如电流通过电动机，例如电流通过电动机，电动机转动，电能转化为机械能电动机转动，电能转化为机械能)；另一；另一小部分不可避免地转化为电热小部分不可避免地转化为电热Q QI2I2RtRt(电电机的电阻生热机的电阻生热)。W WE E其他其他Q Q。电功只能。电功只能用用W W_计算；电热只能用计算；电热只能用Q Q_计算计算W_W_Q Q。I I2 2RtRtUItUIt 一根一根10 10 的电阻丝，

15、通过的电流是的电阻丝，通过的电流是2 A,2 A,在在10 min10 min内共产生多少热量？内共产生多少热量？例例3解：解：Q Q I I2 2RtRt(2 A)(2 A)2 21010101060s60s24000 J24000 J答：略答：略一只电烙铁的额定电压是一只电烙铁的额定电压是220 V220 V，在额定，在额定电压下工作时的电阻是电压下工作时的电阻是1 210 1 210，它的额，它的额定功率有多大？在额定电压下通电定功率有多大？在额定电压下通电10 min10 min产生多少热量？产生多少热量？例例42222(220V)40W1210(220V)W10 60s24000J1

16、210:UPUIRUQtR解:因为电流做的功全部转化为热量所以答 略电流通过电烙铁做功消耗的电能全部用来电流通过电烙铁做功消耗的电能全部用来产生热量，因为电烙铁在额定电压下工作，产生热量，因为电烙铁在额定电压下工作，所以实际功率等于额定功率，再利用所以实际功率等于额定功率，再利用 ，求在额定电压下通电，求在额定电压下通电10 10 minmin产生的热量。本题也可以先用欧姆定产生的热量。本题也可以先用欧姆定律求出通过电烙铁的电流律求出通过电烙铁的电流I I，再用焦耳定，再用焦耳定律来进行计算。律来进行计算。方法指导方法指导2WUQtR1.1.电热可以给人们的生活带来方便，也电热可以给人们的生活

17、带来方便，也可以给人们带来危害。利用电热的用电器可以给人们带来危害。利用电热的用电器有有_、_、_ _等。等。电热器的主要部件是发热体，它是由电阻电热器的主要部件是发热体，它是由电阻大、熔点高的电阻丝制成的。大、熔点高的电阻丝制成的。2.2.电热的防止：电流通过用电器产生的电热的防止：电流通过用电器产生的热量，会使用电器的温度升高，可能会使热量，会使用电器的温度升高，可能会使用电器不能正常工作或损坏电器。所以在用电器不能正常工作或损坏电器。所以在制作用电器时要采取有效措施进行散热，制作用电器时要采取有效措施进行散热，防止电热造成的危害。防止电热造成的危害。知识点四：电热的利用与防止知识点四：电

18、热的利用与防止电热水器电热水器电饭锅电饭锅电烙铁电烙铁3.3.比如：电视机的后盖有散热孔。电动比如：电视机的后盖有散热孔。电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴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，也是为了降相连的扇叶还向散热片吹风，也是为了降温。电动机外壳温。电动机外壳)，给这些用电器进，给这些用电器进行分类，哪些是利用电热、哪些是防止电行分类，哪些是利用电热、哪些是防止电热造成危害的。热造成危害的。知识点四：电热的利用与防止知识点四：电热的利用与防止下列情况中防止电热危害的是下列情况中防止电热危害的是()A.A.电视机背后有散热窗电视机背后有散热窗B.B.家电长时

19、期不使用，隔一段时间要通家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次电一次C.C.家庭电路一般安装有漏电保护器家庭电路一般安装有漏电保护器D.D.大型爆破工程用电热引发炸药大型爆破工程用电热引发炸药例例5A A电热有有利的一面，也有有害的一面，解电热有有利的一面，也有有害的一面，解题关键是看电热为我们服务，还是我们不题关键是看电热为我们服务，还是我们不需要电热。如果是我们不需要的，要把它需要电热。如果是我们不需要的，要把它及时散发掉。及时散发掉。方法指导方法指导1 1标有标有“220 V“220 V40 W”40 W”电热器安装在电热器安装在220 V 220 V 的电路中，工作的电路中，工作100

20、 s 100 s 后，所消耗后，所消耗的电能是的电能是_J_J，通过电热器的电流是，通过电热器的电流是_A _A，产生的热量是，产生的热量是 _J _J。2 2下列电器中，不属于电热器的是下列电器中，不属于电热器的是()A A电饭锅电饭锅 B.B.电熨斗电熨斗 C.C.电风扇电风扇 D.D.电烤炉电烤炉课堂达标课堂达标400040000.180.1840004000C C3 3家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接导线是串联的，当电炉丝发热发红时，连接导线却不热，这是因为却不热，这是因为()A.A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大

21、通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大B.B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小C.C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小电炉丝两端电压比连接导线两端电压小D.D.电炉丝的电阻比两节导线的电阻大电炉丝的电阻比两节导线的电阻大C C4.(20194.(2019凉山凉山)家用电风扇的电动机线圈电家用电风扇的电动机线圈电阻为阻为2 2，正常工作时，通过的电流为，正常工作时，通过的电流为2A2A,通通电电1010分钟，电风扇消耗的电能为分钟，电风扇消耗的电能为_J_J，线圈产生的热量为线圈产生的热量为_J_J。5.(20195.(2019云南云南)一只标有一只标有“

22、6 V“6 V3 W”3 W”的小的小灯泡，接在电源电压为灯泡，接在电源电压为12 V12 V的电路中，为使的电路中，为使其正常发光，应其正常发光，应_(_(选填选填“串串”或或“并并”)”)联一个电阻联一个电阻(小灯泡灯丝电阻不变小灯泡灯丝电阻不变)，该电阻通电该电阻通电20 s20 s，产生的热量是，产生的热量是_J_J。2.642.6410105 54.84.810103 3串串60606.(20196.(2019毕节毕节)电热水壶上标有电热水壶上标有“220 V“220 V800 W”800 W”，小明发现烧水过程中，小明发现烧水过程中热水壶的发热体部分很快变热，但连接的热水壶的发热体

23、部分很快变热，但连接的电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发电线却不怎么热，是因为导线的电阻比发热体的电阻热体的电阻_；在额定电压下，热；在额定电压下，热水壶烧水水壶烧水210 s210 s，这段时间内电热水壶发热，这段时间内电热水壶发热体产生的热量为体产生的热量为_J_J。小小1.681.6810105 57.(20197.(2019重庆重庆)如图所示，定值电阻如图所示，定值电阻R1R1的阻值为的阻值为10 10，R R2 2的阻值为的阻值为30 30，闭合开关后电流表的示数为闭合开关后电流表的示数为0.1 A0.1 A。求：。求：(1)(1)电源电压；电源电压；(2)(2)电阻电阻R R1

24、1在在1 1分钟内产生的热量。分钟内产生的热量。解：解：(1)(1)由图可知，当闭合开关由图可知，当闭合开关S S时，时，电阻电阻R R1 1与与R R2 2并联，电流表测量过并联，电流表测量过R R2 2的电流。的电流。电源电压电源电压U UU U2 2I I2 2R R2 20.1 A0.1 A30303V3V1221(3V)60s54J10:RUQtR(2)电阻 在1分钟内产生的热量答 略8.(20198.(2019昆明昆明)在在“探究电流产生的热探究电流产生的热量与哪些因素有关量与哪些因素有关”的实验中，提供了如的实验中，提供了如图所示的实验器材，其中图所示的实验器材，其中R R1 1

25、 R R2 2。实验一：探究电流产生的热量与电阻的关实验一：探究电流产生的热量与电阻的关系系(1)(1)请按照图中的电路图将对应实物图连请按照图中的电路图将对应实物图连接完整；接完整；课堂提升课堂提升(2)(2)电路中电阻丝的连接方式是为了控制电路中电阻丝的连接方式是为了控制_；电阻丝放出热量的多少，通过；电阻丝放出热量的多少，通过_来进行判断；来进行判断；电流相等电流相等煤油温度的升高量煤油温度的升高量(3)(3)闭合开关，经过一定时间，用电阻闭合开关，经过一定时间，用电阻丝丝R R1 1加热的煤油温度升高了加热的煤油温度升高了t t1 1，用电阻，用电阻丝丝R R2 2加热的煤油温度升高了

26、加热的煤油温度升高了t t2 2，那么，那么t t1 1_(_(选填选填“大于大于”“”“等于等于”或或“小于小于”)”)t t2 2。实验二：探究电流产生的热量与电流的关实验二：探究电流产生的热量与电流的关系系大于大于(4)(4)闭合开关，移动滑动变阻器的滑动闭合开关，移动滑动变阻器的滑动触头，使电路中的电流变成实验一中电流触头，使电路中的电流变成实验一中电流的的2 2倍，且通电时间相同。实验发现：用倍，且通电时间相同。实验发现：用电阻丝电阻丝R R1 1(或或R R2 2)加热的煤油，温度升高量加热的煤油，温度升高量t t1 1(或或t t2 2)_2)_2t t1 1(或或22t t2 2)()(选填选填“大于大于”“”“等于等于”或或“小小于于”)”)，该实验说明电流产生的热量与电，该实验说明电流产生的热量与电流不是正比例关系。流不是正比例关系。(5)(5)你认为做这个实验产生误差的主要原你认为做这个实验产生误差的主要原因是因是_。大于大于有热量损失有热量损失课堂小结课堂小结