9年级物理（第十八章 电功率）第4节 焦耳定律（人教版 学习、上课课件）.pptx

第十八章电功率 第4节焦耳定律 电流的热效应 焦耳定律 电热的利用和防止 逐点 导讲练 课堂 小结 作业 提升 1.电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能的现象。 2.探究电热的影响因素 (1)实验方法：转换法、控制变量法。 感悟新知 知 1 一 讲 实验详解 ●转换法：通过U形管两边液面高度的变化反映密闭 空气温度的变化，从而反映电阻产生热量的多少。 ●控制变量法： 实验一是通过串联保证电流相同； 实验二中，左边容器内电阻中电流是右边容器内 电阻中电流的2倍，探究电热与电流的关系。 (2)实验方案设计 实验一：如图1甲所示， 探究电流通过导体时产生热量 的多少与导体电阻的关系。 实验二：如图1乙所示， 探究电流通过导体时产生热量 的多少与电流的关系。 甲 图 1 乙 实验一结论 在电流相同、通电时间相同的情况 下，阻值越大的电阻产生的热量越多。 实验二结论——在电阻相同、通电时间相同的情况 下，通过的电流越大的电阻产生的热量越多。 在两次实验过程中，随着加热时间的延长， U 形管 两边液面的高度差增大，表明在电流大小、电阻大小相 同时，通电时间越长，电阻产生的热量越多。 感悟新知 (3)实验结论 知 1 一 讲 感悟新知 知 1 一 讲 特别提醒 实验中用电阻丝对空气加热可以缩短实验时间， 并会使实验现象更加明显。实验中应使两容器密闭 且封闭等量的空气，不能漏气。 例1 [中考 ·广东]用如图2所示的 装置做“探究电流相同时， 通过导体产生的热量与电阻 大小的关系”的实验。(甲、 乙是完全相同的密闭容器， 闭合开关前， A、B 两U 形管 内液面相平) 知1一练 52 甲 空气 空气 图 2 A B (1)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U形管中液面的 高度变化来显示甲、乙容器内空 气温度的变化，这里采用的探究方法是 转换法。 (2)通过对比观察， 乙 (填“甲”或“乙”)容器中导体 产生的热量较多。由此可知，在电流和通电时间相同时， 电阻越 大 ,导体产生的热量越多。 感悟新知 解 题 秘 方 ：对 比 图 文 信 息 ， 读 图 也 能 得 出 答 案 。 知1一练 解析： 通过情景观察可以发现，两电阻丝串联，即 保证电流相等，探究电热与电阻的关系，再观察U 形管液面高度的变化情况，哪一侧液面高度变化大， 哪一侧容器中电阻丝在相同时间产生的热量多。 技巧点拨： 在探究电流产生的热量与电阻的关系时， 要保证电流大小和通电时间相同。其中，保持电流 大小相同的方法是将两个电阻串联。 1-1.如图3所示，两个密闭容器中接入电热丝R₁ 、R₂ , 右 边容器上方接入电热丝R₃ , 在通电时间相同的情况下， 观察两个U 形管中液面高度的变化。 图 3 本实验是根据 气体(填“气体”或“液体”)的热胀 冷缩来反映电流产生的热量多少，已知R₁=102, R₃=692, 为了研究电流产生的热量与电流的关系，则 R₂=. 10 Q。若将R₃ 和R₂ 并联接入右边密闭容器中， 则可研究电流产生的热量与 电阻 的关系。 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。 公式 Q=IRt 物理 量及 单位 电流I A 电阻R Ω 通电时间t S 热量Q J 2.焦耳定律公式及各物理量单位 (1)公式的意义：公式反映的是电流通过导体时产生热效应 的规律，定量地揭示了电能转化为内能的规律。 (2)适用范围：公式是由实验总结出来的，只要是电流所产 生的热量，都可以利用这一公式进行计算。 3.在纯电阻电路中，电热与电阻的关系 多用于定性比较 (1)在只有R₁ 和R₂ 的串联电路中，电热 两用电器相同时 与电阻成正比，即Q₁ :Q₂=R₁ :R₂ ; 间产生的热量。 (2)在只有R₁ 和R₂ 的并联电路中，通电时间相同时，电热 与电阻成反比，即Q₁ :Q₂=R₂ :R₁。 电功和电热的计算公式分别为W=UIt、Q=PRt, 均适用于所有电路。 在纯电阻电路中，由于电能全部转化为电热，所 以W=Q。 在非纯电阻电路中，电能只有一部分转化为电热， 即WQ。 拓展延伸 电功(或消耗的电能)与电热间的关系： 例2 [中考 ·新疆]如图4所示的电路中， R₁=2Ω,R₂=4Ω, 闭合开关S 后， 电流表的示数为0.5A。 求： 图 4 感悟新知 知 2 一 练 (1)电路的总电阻； 解题秘方：本题用到串联电路电阻的规律、欧姆定 律公式和焦耳定律公式。 (1)串联电路的