【整合汇编】201学年九年级物理全册18.4焦耳定律课件新版新人教版 (1)

1、导入新课讲授新课课堂小结随堂训练18.4 焦耳定律1情景导入点亮的灯泡过一会儿会烫手，点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？说明什么？导线和电熨斗串联，为什导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？很热？说明什么？2知识点一 电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做做电流的热效应电流的热效应。1.利用电流的热效应工作的电器叫作利用电流的热效应工作的电器叫作电热器电热器。2.电热器的主要组成部分是电热器的主要组成部分是发热体发热体，发热体是由，发热体是由 电阻率大、熔点高的电阻丝电阻率大、熔点高的电阻丝

2、绕在绝缘材料上制绕在绝缘材料上制 成的。成的。1电流通过导体时将电能转化为电流通过导体时将电能转化为_能，这种能，这种现象叫做电流的热效应现象叫做电流的热效应。2下列家用电器中，将电流热效应作为工作原理的下列家用电器中，将电流热效应作为工作原理的是是()a电风扇电风扇 b洗衣机洗衣机c电热水壶电热水壶 d电视机电视机内内c2知识点二 电流的热效应与哪些因素有关猜想：猜想：设计实验设计实验讨论讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用 什么方法去什么方法去研究？研究？ 讨论讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少？：实验中通过观察什

3、么现象来比较电流产生的热量的多少？这种研究方法叫什么法？这种研究方法叫什么法？当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。流产生的热量越多，液面就会上升得越高。实验中，通过观察实验中，通过观察_来比较电流产生的热量来比较电流产生的热量的多少。的多少。 实实验验装装置置管中液面上升的高度管中液面上升的高度r1 = 5 r2 = 10 a结论：在通电时间和电流大小相同的情况下，电阻的阻值越大

4、产结论：在通电时间和电流大小相同的情况下，电阻的阻值越大产生的热量越多。生的热量越多。实验实验1：研究电热与电阻关系：研究电热与电阻关系实验实验2 2：电流通过导体时产生热的多少与：电流通过导体时产生热的多少与时间时间的关系的关系结论：在阻值和电流不变的情况下，通电时间越长电流产生的结论：在阻值和电流不变的情况下，通电时间越长电流产生的热量越多。热量越多。r1 =5 r2 = 10 a实验实验3 3：电流通过导体时产生热多少与：电流通过导体时产生热多少与电流大小电流大小的关系的关系i = 2i1iar = 5 r = 5 r = 5 i1结论：在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过电阻的电结论

5、：在通电时间和电阻大小相同的情况下，通过电阻的电流越大产生的热量越多。流越大产生的热量越多。次数次数电压电压u/v电流电流i/a发光情况发光情况电功率电功率p/w12.5223 3小灯泡的额定电压是小灯泡的额定电压是_v。 2.5实验数据实验数据0.280.30.34正常正常较暗较暗较亮较亮0.560.751.02u实实 = u额额p实实 =p额额灯正常发光灯正常发光u实实u额额p实实 p额额灯比正常发光灯比正常发光_u实实u额额p实实 p额额灯比正常发光灯比正常发光_灯有可能被灯有可能被_暗暗亮亮烧毁烧毁分析数据得出结论分析数据得出结论【典例赏析】【典例赏析】3探究电流产生热量的多少用如图所

6、示的电路。探究电流产生热量的多少用如图所示的电路。(1)图示操作，是通过图示操作，是通过_的方法来保证流过的方法来保证流过两电热丝的电流相等，这时探究电流产生热量两电热丝的电流相等，这时探究电流产生热量的多少与的多少与_的关系。的关系。串联串联电阻电阻(2)若要探究电流产生的热量与电流大小的关系，则可若要探究电流产生的热量与电流大小的关系，则可以在电路中接入以在电路中接入_，来方便地改变电路中，来方便地改变电路中的电流。的电流。(3)本探究过程除了运用到控制变量法，同时还用到的本探究过程除了运用到控制变量法，同时还用到的主要方法是主要方法是_。滑动变阻器滑动变阻器转换法转换法4. 如图所示是探

7、究电流通过导体时产生热量的多少与哪如图所示是探究电流通过导体时产生热量的多少与哪些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量些因素有关的实验装置。两个透明容器中密封着等量的空气，通电的空气，通电一段时间一段时间后后，右侧，右侧u形管中液面高度差比形管中液面高度差比左左侧侧的大。下列说法正确的的大。下列说法正确的是是()a左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大左侧容器中电阻丝的阻值比右侧容器中的大b该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大该装置用来探究电流通过导体产生的热量跟电流大小的关系小的关系c该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通该装置可以用来探究电流通过导体产生的热量跟通电时

8、间的关系电时间的关系du形管中液面高度发生变化是因为形管中液面高度发生变化是因为u形管中液体的热形管中液体的热胀冷缩造成的胀冷缩造成的2知识点二 实验过程中的常见故障常见故障原因分析闭合开关，闭合开关，灯泡不亮，灯泡不亮，电流表、电电流表、电压表无示数压表无示数电路断路：电路断路：电源、电流表、电源、电流表、导线、开关或导线、开关或滑动变阻器损滑动变阻器损坏：接线柱坏：接线柱接触不良接触不良闭合开关，灯闭合开关，灯泡不亮，电流泡不亮，电流表几乎无示数，表几乎无示数，电压表指针明电压表指针明显偏转显偏转灯泡断路；灯泡断路；电流表、电流表、电压表位置电压表位置接反接反电流表电流表有示数，有示数，电

9、压表电压表无示数无示数电压电压表损坏表损坏或断路；或断路；灯泡灯泡短路短路电流表与电电流表与电压表的指针压表的指针向零刻度左向零刻度左侧的方向偏侧的方向偏转转电流表、电流表、电压表的电压表的“+”“-”接接线柱接反线柱接反.电流表与电流表与电压表的电压表的指针偏转指针偏转角度很小角度很小电流表、电流表、电压表的电压表的量程选择量程选择过大；过大；电源电压电源电压过低过低常常见见故故障障原原因因分分析析电流表指电流表指针超过最针超过最大刻度大刻度量程选量程选择过小；择过小；电路中电路中出现短路出现短路移动滑动变阻器移动滑动变阻器滑片时，电表示滑片时，电表示数及灯泡亮度无数及灯泡亮度无变化变化滑动

10、变阻器连接滑动变阻器连接时，没有遵循时，没有遵循“一上一下一上一下”的的接线原则，滑动接线原则，滑动变阻器相当于定变阻器相当于定值电阻或导线值电阻或导线无论怎样调节滑无论怎样调节滑动变阻器，电压动变阻器，电压表的示数总小于表的示数总小于灯泡的额定电压灯泡的额定电压电源电压过低电源电压过低灯不亮，灯不亮，电流表与电流表与电压表稍电压表稍有偏转有偏转电源电电源电压过低；压过低；变阻器变阻器连入电路连入电路的电阻过的电阻过大大5利用如图所示的电路图进行利用如图所示的电路图进行“测量小灯泡电功率测量小灯泡电功率”的实验，请分析出现以下各现象时，电路可能出的实验，请分析出现以下各现象时，电路可能出现的故

11、障。现的故障。(电源、开关、导线及电表均正常电源、开关、导线及电表均正常)(1)闭合开关，灯不亮，电压表示数接近电源电压，闭合开关，灯不亮，电压表示数接近电源电压，电流表几乎没有示电流表几乎没有示数：数：_；(2)闭合开关，灯不亮，电压表示数为零，而电流表闭合开关，灯不亮，电压表示数为零，而电流表有较大示数：有较大示数：_；(3)开关闭合，灯不亮，电压表和电流表示数均为零：开关闭合，灯不亮，电压表和电流表示数均为零：_；灯丝断路灯丝断路(或灯与灯座没有或灯与灯座没有良好接触，或灯座断路等良好接触，或灯座断路等)灯被短路灯被短路(或电压表被短路或电压表被短路)滑动变阻器处断路滑动变阻器处断路(4

12、)开关闭合，灯较亮，但移动滑动变阻器滑片，灯开关闭合，灯较亮，但移动滑动变阻器滑片，灯的亮度不变：的亮度不变：_；(5)开关闭合，灯发出较暗的光，而移动滑动变阻器开关闭合，灯发出较暗的光，而移动滑动变阻器的滑片，灯的亮度不变：的滑片，灯的亮度不变：_。同时使用滑动变阻器上方的两个同时使用滑动变阻器上方的两个接线柱接线柱方的两个接线柱方的两个接线柱同时使用滑动变阻器下同时使用滑动变阻器下2知识点三 焦耳定律焦耳（焦耳（james prescott joule，18181889），英国物理学家。用近），英国物理学家。用近 40 年的时间年的时间做了做了 400 多次实验，研究热和功的关系。多次实验

13、，研究热和功的关系。通过大量的实验，于通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电定了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。焦焦 耳耳焦耳（焦耳（j）q=ww=uitu=irq=i2rt电流通过导体产生的热量跟电流的二次方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，跟通电时成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。间成正比。焦耳定律焦耳定律公式公式q = i2rt 单位单位焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热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效应的电路也可用

14、q =w = uit = pt = u2/r t来计算热量来计算热量.【知识拓展知识拓展】当电流通过导体时，当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化而没有同时转化成其他形式的能量，那么成其他形式的能量，那么电流产生的热量电流产生的热量q 就等于消耗的电能就等于消耗的电能w，即即q = w = uit = i2rt (如：电暖器，电饭锅，电炉子等如：电暖器，电饭锅，电炉子等)此时：此时：q = w = pt = uit = 当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：能：电能电能内能内能+机械能机械能 wq热

15、热2utr6.关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是关于电流通过导体时产生的热量，以下说法正确的是()a根据根据qi2rt可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多可知，电阻越大，相同时间内产生的热量越多b根据根据q t可知，电阻越大，相同时间内可知，电阻越大，相同时间内 产生的热量越少产生的热量越少c根据根据quit可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关可知，相同时间内，电流产生的热量与电阻无关d根据根据qi2rt可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内可知，在电流一定时，电阻越大，相同时间内产生的热量越多产生的热量越多2urd7如图所示的电路中，电源电压如图所示的电路中，电源电压

16、u12 v，r110 ，闭合开关闭合开关s后，电流表读数为后，电流表读数为0.5 a，求：，求：(1)r1在在1 min内产生的热量；内产生的热量；(2)r2的阻值。的阻值。(1)由图知，两电阻串联，电流表测电路中的电流由图知，两电阻串联，电流表测电路中的电流，由，由串串联电路的电流特点知，联电路的电流特点知，ii1i20.5 a，所以，所以r1在在1 min内产生的热量内产生的热量：q1i2r1t(0.5 a)210 60 s150 j；(2)由由i 可知可知，电路的总电阻，电路的总电阻：r 24 ，由串联电路的电阻特点可得，电阻由串联电路的电阻特点可得，电阻r2的阻值的阻值：r2rr124

17、 10 14 。urui12v0 5a. .8. 如图所示的电路中，定值电阻如图所示的电路中，定值电阻r1150 、r2300 。闭合开关。闭合开关s后，电流表后，电流表a2的示数为的示数为5 ma。求。求：(1)电阻电阻r1两端的电压为多少。两端的电压为多少。(2)电流表电流表a1的示数为多少。的示数为多少。(3)电路工作电路工作5 min，r1产生的焦耳热是多少产生的焦耳热是多少。由电路图可知，由电路图可知，r1与与r2并联，电流表并联，电流表a1测干路电流，测干路电流，电流表电流表a2测测r2支路的电流。支路的电流。(1)因并联电路中各支路两端的电压相等，电阻因并联电路中各支路两端的电压

18、相等，电阻r1两端两端的电压的电压：u1u2i2r25103 a300 1.5 v；(2)通过通过r1的电流：的电流：i1 0.01 a10 ma，电流表电流表a1的示数：的示数：ii1i210 ma5 ma15 ma；11ur. . v v 1 5150(3)电路工作电路工作5 min，r1产生的焦耳热：产生的焦耳热：q1i21r1t(0.01 a)2150 560 s4.5 j。2知识点四 电热的利用和防止 电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用电电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用电流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要

19、部分是发热体部分是发热体.很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电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。型风扇及时散热等等。散热孔（窗）散热孔（窗）散热风扇散热风扇电功与电热的区别：电功与电热的区别： 电功是指电流通过一段电路所做的功电功是指电流通过一段电路所做的功，它的大小表示，它的大小表示电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式电路消耗电能的多少，也表示有多少电能转化为其他形式的能的能.电热是指电流通过一段电路做功，电能转化为内能的电热是指电流通过一段电路做功，电能转化为内能的那一部分那一部分.两者表示的意义不同，是两个不同的概念两者表示的意义不同，是两个不同的概念.在纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，电路在纯电阻电路，电流所做的功只转化为内能，电路消耗的电能和生成的内能在数值上是相等的，即消耗的电能和生成的内能在数值上是相等的，即w=q，如电灯、电炉、电热器、电熨斗等如电灯、电炉、电热器、电熨斗等.在非纯电阻电路中，如含有电动机、电解槽等，电在非纯电阻电路中，如含有电动机、电解槽等，电流做的功一部分转化为内能，大部分转化为机械能，通流做的功一部分转化为内能，大部分转化为机械能，通过线圈电阻过线圈电阻r的电流仍使线圈发热