人教版九年级物理第十八章第4节焦耳定律及其应用.ppt

你们家的电器中哪些是把电能转化为内能（热量）的？ 同学们还记得我们前边学习的电功的公式么？ 它表示什么意义呢？ W=UIt 它们的共同特征是什么？ ——电能转化为内能 电热器（电流的热效应） 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。 电流的热效应： 通电导体发热的现象 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 猜想四:........ 现象一：电炉丝通电能产生热，不通电不产生热。 猜想二：电阻丝产生的热量同通电时间有关。 猜想三：导体通电时产生的热量多少与导 体的电阻大小有关。 现象二：电阻丝通电的时间越长产生的热量越多。 事实：电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材 料是铜。 猜想一：电阻丝产生的热量同电流有关 控制变量法 由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较，实验中怎样将它变为便于直接观察比较的现象呢？ 转换法 想一想 议一议 U型管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大，液面升高。 实验过程： （1）在电流和时间相同的情况下， 研究热量和电阻的关系； （2）在电流和电阻相同的情况下，研究热量和时间的关系； （3）在电阻和时间相同的情况下，研究热量和电流的关系； 目标：在电流相同、电阻不同时，产生电热的效果如何呢？ 思考： ①实验设计中，怎样保证电流等大？ ②用什么仪器反映产生热量的多少？ 【演示实验1】 ①电阻串联时电流相同。 ②U型管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大，液面升高。 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 请回答： ①看到了什么现象？ ②说明了什么结论？ 现象：I 相同时，R 大的一边液面升的高，即升温快。 　　结论1：在电流和时间相同时，电阻越大产生的热量越多。 思考： ①此时，哪个电流小？为什么？ ②并联分流的电阻为什么要放在盒子外面? 让相同的电阻，流过不同的电流，看效果会如何呢？ 【演示实验2】 I = 2I1 I A R = 5Ω R 1= 5Ω R2 = 5Ω I1 ①右边的发热器热量少，因为并联的电阻分去一半的电流。 ②不让它产生的热量影响盒内的温度。 I = 2I1 I A R = 5 Ω R1= 5Ω R2= 5Ω I1 看到了什么现象？说明了什么结论？ 现象：电流 I 大的液面升高快，即产生的热量Q 多。 【跟踪思考】 　　2、结论：在电阻相同和时间相同时，通过的电流越大，产生的热量越多。 通过以上实验你能总结出什么规律？ 电阻上产生的电热与电阻大小和流过的电流都有关，电阻越大，电流越大，产生的热量越多。 　　焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。 焦 耳 Q = I 2 R t 热量 电流 电阻 时间 J = A Ω S 2，公式： 意义： 单位： 二，焦耳定律： 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。 (普遍适用) 体验——创新实验 【实验原理】利用细电阻丝绕在铁钉上，通电后对铁钉加热，其热的程度通过插接的蜡块熔掉为标记，先实现者获热量多。 【要求】：①设计出实验步骤。 ②能连接组装器材。 ③会操作。 ④得到结论。 【思考】：此实验在选材上有什么要求？ ①电阻丝： ②电源电压： ③插蜡块时注意： ①焦耳通过实验得到电流产生热量与电流、电阻、通电时间是什么关系？ ②如何用公式表示这一规律？单位是什么？ ③可否从能量守恒的观点，通过电流做功推出电阻的电热公式？ 【问题思考1】 为什么用导线连接的电磁炉通电后，电炉很快发红发热，