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1、第十五章电能与电功率 四 探究焦耳定律 九年级物理 你知道发光小灯泡灯丝发热的原因么 课前导入 学习目标 1 知道什么是电流的热效应 知道电流的热效应与导体的电阻 通过导体的电流 通电时间的定量关系 2 掌握焦耳定律 3 知道生活 生产中电流热效应的应用实例和危害以及危害的防止手段 学习目标 新知探究 思考 这些热量是从哪里来的呢 给电热水壶通电可以将其中的凉水加热 给电烤箱通电可以将其中的面包烤熟 把手靠近发光得白炽灯泡 会感到灯泡发热 电流通过导体时电能转化成内能 这个现象叫做电流的热效应 一 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 活动 探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关 猜想与假设 烫手
2、跟电阻有关 不烫手 干路着火 跟电流有关 跟时间有关 用越久约烫手 新知探究 实验方法 控制变量法 转换法 1 当一个物理量被猜测与多个因素有关 应用什么方法去研究 2 电流通过导体产热 其中所产生的热量既看不见也摸不着 如何测量呢 新知探究 活动 探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关 一 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 实验一 探究导体产生的热量跟电阻的关系 1 按照右图连接实物图 观察电流相同时 不同阻值的电阻与产生热量的关系 实验步骤 2 记录数据 分析结论 电流和时间相同 新知探究 一 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 数据分析与结论 数据分析 结论 在相等时间内 电流相同时 电阻较
3、大的导体比电阻较小的导体产生的热量多 新知探究 实验一 探究导体产生的热量跟电阻的关系 一 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 实验二 探究导体产生的热量跟电流的关系 1 按照右图连接实物图 移动滑动变阻器滑片 观察电流大小与产生热量的关系 实验步骤 2 记录数据 分析结论 电阻和时间相同 新知探究 R2 S A R 一 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 数据分析 结论 在相等时间内 电阻相同时 电流较大的电阻比电流较小的电阻产生的热量多 新知探究 数据分析与结论 实验二 探究导体产生的热量跟电流的关系 一 通电导体放出的热量跟哪些因素有关 实验三 探究导体产生的热量跟时间的关系 新知探究 一
4、通电导体放出的热量跟哪些因素有关 结论 在上面的两个试验中 随着时间的推移 液柱在不停的升高 在电阻和电流相同时 通电时间越长 产生的热量越多 Q I2Rt 二 焦耳定律 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 Q的单位 JI的单位 AR的单位 t的单位 s 总结 热量与电流 电阻和通电时间的公式 新知探究 1 当电流通过导体时 如果电能全部转化为内能 而没有同时转化成其他形式的能量 那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W 即 Q W UIt I2Rt如 电暖器 电饭锅 电炉子等 2 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 想一想 W
5、和Q的关系 新知探究 二 焦耳定律 新知探究 例题 某电热器接在220V的电源上 其电阻是100 则通电8min能产生多少热量 已知 U 220V R 100 t 8min 480s 求 Q 解 根据已知条件 由欧姆定律 得I U R 220V 100 2 2A 将I的值带入焦耳定律的公式 得Q I2Rt 2 2A 2 100 480s 2 3 105J 答 这个电热器通电8min产生的热量为2 3 105J 二 焦耳定律 1 电热的利用 电热驱蚊器 电饭煲 电熨斗 电取暖器 三 电流热效应的应用与控制 新知探究 利用电热孵化器孵小鸡 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
6、调节温度 1 电热的利用 新知探究 三 电流热效应的应用与控制 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 电脑运行时要用微型风扇及时散热等等 2 电热的防止 新知探究 三 电流热效应的应用与控制 本课小结 通过本节课 你学到了什么 电流通过导体时电能转化成内能 这个现象叫做电流的热效应 一 电流的热效应 二 影响电流热效应的因素 电流通过导体时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 三 焦耳定律 Q I2Rt 本课小结 随堂练习 1 两个电热器的电阻之比为4 3 通过相同的电流 在相等的时间里产生的热量之比为 若两个电热器的电阻
7、相同 通过的电流强度为1 3 在相等的时间里产生的热量之比为 4 3 1 9 2 当0 2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q1 若使通过的电流增加到0 4A时 在相同的时间内产生的热量为Q2 那么Q2是Q1的 A 2倍B 4倍C 0 25倍D 0 5倍 B 随堂练习 3 一根60 的电阻丝接在36V的电源上 在5分钟内共产生多少热量 解 I U R 36V 60 0 6AQ I2Rt 0 6 2 60 5 60 6480J 4 某电动机上标有 220V2A 它的线圈电阻为5 当它正常工作一分钟后 消耗的电能为多少 线圈中产生的热量为多少 如没有其他能量的损失 则得到多少的机械能 解 消耗的电能为 W总 UIt 220V 2A 60S 26400J 线圈中产生的热量为 Q I2Rt 2A 2 5 60S 120J 得到的机械能为 W机 W总 Q 26400J 120J 25200J 随堂练习
