九年级物理全册 第十八章 第4节焦耳定律习题课件 （新版）新人教版.ppt

第4节焦耳定律 新课导思 我们在使用电暖气时 导线和电暖气中通过的电流相同 电暖气很热 而导线却几乎不怎么热 这是为什么 目标导学 1 知道电流的热效应 2 通过探究 知道电流的热效应与电流 电阻和通电时间有关 3 知道焦耳定律 并会应用焦耳定律进行计算 4 知道电热的利用和防止 自主预习 1 电流的热效应 定义 电流通过导体时 转化成 的现象 2 探究电流通过导体时产生热的多少与哪些因素有关 1 探究电流通过导体时产生热量与电阻的关系 实验思路 控制 不变 改变 实验结论 电流 通电时间相同时 越大 电阻产生的热量越多 电能 内能 电流 通电时间 电阻 电阻 2 探究电流通过导体时产生热量与电流的关系 实验思路 控制 不变 改变 实验结论 电阻 通电时间相同时 越大 电阻产生的热量越多 电阻 通电时间 电流 通过电阻的电流 3 焦耳定律 1 确定 英国物理学家 最先精确地确定电流产生的热量与电流 电阻和通电时间的关系 2 内容 电流通过导体产生的热量跟 成正比 跟导体的 成正比 跟 成正比 3 公式 焦耳 电流的二次方 电阻 通电时间 q i2rt 4 电流通过导体时 如果电能全部转化为内能 没有同时转化为其他形式的能量 电流产生的热量q 消耗的电能w 即 等于 q w uit 4 电热的利用和防止 1 电热的利用 养鸡场的电热孵化器等 2 电热的防止 散热片 散热扇等 电热水器 电饭锅 电熨斗 散热孔 知识点一电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关1 提出问题 电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关 2 猜想与假设 电流产生的热量可能与 有关 参考答案 电流 电阻 通电时间 3 实验方法 1 由于电流产生的热量可能与多个因素有关 故需要利用 法 2 实验中 电流通过导体产生热量的多少无法直接显示 通过 显示产生热量的多少 这种方法为 参考答案 1 控制变量 2 u形管中液面的高度差转换法 4 进行实验 1 探究电流产生的热量与电阻的关系 实验装置 如图所示 两个透明容器中密封等量的空气 两个容器中都有一段电阻丝 两电阻丝串联 且右边容器中的电阻比较大 实验现象 通电一段时间后 发现与右边容器相通的u形管液面高度差较大 实验结论 参考答案 在电流相同 通电时间相同的情况下 电阻越大 电阻产生的热量越多 2 探究电流产生的热量与电流的关系 实验装置 如图所示 两个密闭容器中的电阻一样大 在右边容器的外部 将一个电阻和这个容器内的电阻并联 实验现象 通电一段时间后 发现与左边容器相通的u形管液面高度差较大 实验结论 参考答案 在电阻相同 通电时间相同的情况下 通过电阻的电流越大 电阻产生的热量越多 5 交流与讨论 实验中 加热空气与加热液体相比有什么优点 参考答案 一是安全 如果容器内是液体 则液体与电接触 加热空气不会出现漏电的危险 二是省电 由于加热的是空气 因此耗电量非常小 三是空气膨胀大 实验效果更好 示范题1 2016 宜昌中考改编 采用如图所示的装置探究 电流产生的热量跟什么因素有关 接通电源 瓶内的空气被加热后膨胀 使u形管中的液面发生变化 通过观察u形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少 1 如图所示的是探究电流产生的热量跟 的关系 通电一段时间 选填 左瓶 或 右瓶 内的电阻丝产生的热量多 2 让实验装置冷却到初始状态 把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内 接通电源比较两瓶内电阻丝发热多少 此时该装置是探究电流产生的热量跟 的关系 一段时间后电阻丝产生的热量 选填 左瓶 右瓶 或 两瓶一样 多 3 该实验中用到了控制变量法和 法 精讲精析 1 装置中 右边两个5 的电阻并联后与左边5 的电阻再串联 根据串联电路的电流特点可知 右边两个电阻的总电流和左边电阻的电流相等 即i右 i左 两个5 的电阻并联 根据并联电路的电流特点可知i右 i内 i外 比较可知i左 i内 两瓶中电阻相等 均为5 通电时间相等 电流不同 故探究的是电流产生的热量跟电流的关系 通电一段时间后 由于电阻相同 通电时间相同 i左 i内 根据焦耳定律q i2rt可知 左瓶内的电阻丝产生的热量多 2 让实验装置冷却到初始状态 把右瓶并联的两根电阻丝都放入瓶内 右瓶中两根电阻丝对瓶内空气进行加热 根据并联电路总电阻的计算公式可得 右瓶中两根5 电阻丝的总电阻为2 5 小于5 即r左 r右 两瓶内电阻丝的总电阻不相等 通电时间相等 电流相等 故探究的是电流产生的热量跟电阻的关系 通电一段时间后 由于电流相同 即i右 i左 通电时间相同 r左 r右 根据焦耳定律q i2rt可知 左瓶内的电阻丝产生的热量多 3 瓶内的空气被加热后膨胀 使u形管中的液面发生变化 通过观察u形管的液面变化情况比较出瓶内电阻丝的发热多少 故该实验还用到了转换法 答案 1 电流左瓶 2 电阻左瓶 3 转换 微点拨 1 实验中利用了控制变量法和转换法 2 在实验中要使两容器密闭 不能漏气 3 实验结束时 要及时断电 防止u形管里的水溢出 知识点二焦耳定律1 公式的应用 备注 计算时 公式中的各物理量要对应于同一导体或同一段电路 2 串 并联电路中电热与电阻的关系 1 串联电路 电热与电阻成正比 即q1 q2 r1 r2 2 并联电路 通电时间相同时 电热与电阻成反比 即q1 q2 r2 r1 示范题2 2015 杭州中考 某同学根据如图所示电路进行实验 先用夹子夹住电动机转轴使其不能转动 闭合开关s 移动滑动变阻器滑片 记下电压表读数和电流表读数 然后松开夹子 使电动机转轴转动 移动滑动变阻器滑片 记下电压表读数和电流表读数 数据记录如表 利用如表数据计算和分析 1 电动机不转动时 通电10s 电动机所做的电功w1和所产生的热量q1 2 电动机转动时 通电10s 电动机所做的电功w2和所产生的热量q2 3 试比较w1和q1的大小关系以及w2和q2的大小关系 并分析其原因 精讲精析 本题考查电功与热量的计算 1 电动机不转动时 电动机所做的电功 w1 u1i1t 0 2v 0 2a 10s 0 4j 因为i 所以电动机不转动时电阻r 电动机所产生的热量q1 rt 0 2a 2 1 10s 0 4j 2 电动机转动时所做的电功w2 u2i2t 3 0v 1 2a 10s 36j 电动机转动时电阻r与电动机不转动时的电阻相等 电动机所产生的热量 q2 i22rt 1 2a 2 1 10s 14 4j 3 通过上述计算可得 w1 q1 w2 q2 电动机未转动时 电流流经线圈时电能全部转化为内能 因此w1 q1 电动机转动时 电流流经线圈时电能一部分转化为机械能 另一部分转化为内能 因此w2 q2 答案 1 0 4j0 4j 2 36j14 4j 3 w1 q1 w2 q2 电动机未转动时 电流流经线圈时电能全部转化为内能 因此w1 q1 电动机转动时 电流流经线圈时电能一部分转化为机