九年级上学期15.4探究焦耳定律.ppt

电热器 15.4 焦耳定律 第十五章 电能和电功率 用手一摸电视机后盖 上周六，我们班小刘同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。 可是 后就发现，小刘刚看过电视。 因为电视机还有余热！ 生活中，许多用电器接通电源后，都 伴有热现象产生。 电 炉 电暖器 电水壶 电熨斗 电饭锅 热得快 电热器： 利用电流做功将电能转化为内能的装置。 电热器在工作过程中的能量转化是怎样的？ 一、电流的热效应 导体中有电流通过的时候，导体要发热，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。 电热器的主要组成部分是发热体。 发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝 缠绕在绝缘材料上制成的。 电热器就是利用电流的热效应工作的 　　电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 　　电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 想想议议 提出问题 电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？ 科学探究的过程 猜想依据 合理猜测 实验验证 制定计划 得出结论 交流讨论 科学探究 演示实验 实验方法 实验目的 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 实验原理 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上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.我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量. 控制变量法 探究电流的热效应跟哪些因素有关 制定计划 演示 电阻丝 结论： 在电流、通电时间相同时，阻值 大 的电阻产生的热量多。 探究一：产热多少与电阻大小的关系 实验验证 演示 电阻丝 结论： 在电流、电阻相同时，通电时间 长 的产生的热量多。 探究二：产热多少与通电时间的关系 实验验证 演示 电阻丝 结论： 在通电时间、电阻相同时，电流越 大 的产生的热量多。 探究三：产热多少与电流大小的关系 实验验证 1．内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2．公式：Q = I2Rt? 3．单位：焦耳（J） 二、焦耳定律 1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉子等），当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W， 即Q = W = UIt = I2Rt=Pt=　　 2．在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： W＞Q热 电能 内能+机械能 此时，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热 三、电能和电热关系 分析论证：电流热效应与电阻关系 利用欧姆定律，可以推导出电流热效应与电阻的定量关系 1.在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出Q= 。 这个式子表明：电流相等时，在一定时间内，导体产生的 热量跟电阻成 。 2.在并联电路中，由P=UI， ，可以得出Q= 。 这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生的 热量跟电阻成 。 I2Rt 正比 反比 Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J 　　一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量? 答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。 解: I =　 =　　　= 0.6 A U R 36 V 60 Ω 例题一 有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？ 解：消耗的电能： W= UIt =220V×5A×600s=6.6×105J 电热：Q = I2Rt =(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J 转化为的机械能：E机=W－Q=6.6×105J －7.5×104J=5.85×105J 例题二 答：电动机消耗的电能为6.6×105焦,产生的热量为7.5×104焦，有5.85×105焦电电能转化为机械能 1.电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 　　电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 四、电热的利用和防止 1.原理：利用电流的热效应来工作的。 2.核心部分：发热体，它是有电阻率大，熔点高的材料制成的 3.电热器的电热和电功的关系 因为电热器中消耗的电