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.pptx

1、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

2、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,

3、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

4、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,

5、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

6、,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

7、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

8、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Q1Q2=R1R2。 (2)并联电路:通电时间相同时,电热与电阻成反比,即Q1Q2=R2R1。,【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

9、,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=0.2V0.2A10s=0.4J; 因为I= ,所以电动机不转动时电阻 R= 电动机所产生的

10、热量 Q1= Rt=(0.2A)2110s=0.4J。,(2)电动机转动时所做的电功 W2=U2I2t=3.0V1.2A10s=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)2110s=14.4J。,(3)通过上述计算可得,W1=Q1,W2Q2,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W2Q2。,答案:(1)0.4J0.4J (2)36J14.4J (3)W1=Q1,W2Q2,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