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1、初三物理课件焦耳定律焦耳定律第七章 第一节第1页新课引入 灯灯泡泡发发光光一一段段时时间间后后，用用手手触触摸摸灯灯泡泡，有有什什么么感感觉觉？用用手手触触摸摸电电线线却却感感觉觉不不到到热热，这这是是为为何何？第2页提出问提出问题：题：电流产生热量跟哪些原因相关呢？电流产生热量跟哪些原因相关呢？猜测：通电时间通电时间电流大小电流大小导体电阻大小导体电阻大小第3页试验方法：试验方法：实验目:研究电流经过导体产生热量跟哪研究电流经过导体产生热量跟哪些原因相关些原因相关 试验原理试验原理:当电流经过电阻丝时，电流产生热量当电流经过电阻丝时，电流产生热量就使瓶中空气温度升高、体积膨胀，就使瓶中空气温
2、度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高液柱就会逐步上导管里面原来一样高液柱就会逐步上升升.电流产生热量越多，液面就会上电流产生热量越多，液面就会上升得越高升得越高.我们能够经过管中液面上我们能够经过管中液面上升高度比较电流产生热量升高度比较电流产生热量.试验探究试验探究控制变量法控制变量法第4页试验探究试验探究现象现象：电阻较大这边空气柱上升较高：电阻较大这边空气柱上升较高说明说明：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流所产生热量越多所产生热量越多第5页现象现象：电流较大这边空气柱上升较高。：电流较大这边空气柱上升较高。说明说明：电阻相同，时间相同时，
3、电流越大，电流：电阻相同，时间相同时，电流越大，电流所产生热量越多。所产生热量越多。第6页 电流经过导体产生热量，跟电流二次方成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比。第7页焦耳定律焦耳定律1、内容：电流经过导体产生热量，跟电流二次方成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比。2、公式：QI2Rt注意：1、公式中Q、I、R、t各物理量针对 是同一段导体而言；2、Q是I二次方成正比；3、计算时各物理量单位：I 安，R欧，t秒，Q焦。第8页3、焦耳定律理论推导：因为 W=Q 且 W=UIt U=IR所以 Q=W=UIt=(IR)It=I Rt4、焦耳定律公式扩展：Q=W=Pt=UIt =(只适合
4、用于纯电阻电路)2U2Rt第9页5、Q=I2Rt与与W=IUt区分区分在在纯电阻纯电阻电路中，这两个公式是通用。电路中，这两个公式是通用。把电能只转化为热能把电能只转化为热能在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，W=IUt 公式求得是公式求得是总消耗电能；总消耗电能；Q=I2Rt 公式求得是在总电能中公式求得是在总电能中部分转发为热能能量部分转发为热能能量即：即：W Q第10页 焦耳在1812月24日生于英国曼彻 斯特，他父亲是一个酿酒厂主.焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规教育。青年时期，在他人介绍下，焦耳认识了著名化学家道尔顿.道尔顿给予了焦耳热情教诲.焦耳向他虚心学习了数学、哲学和
5、化学，这些知识为焦耳以后研究奠定了理论基础.1840年，焦耳把环形线圈放入装水试管内，测量不一样电流强度和电阻时水温.经过这一试验，他发觉：导体在一定时间内放出热量与导体电阻及电流强度平方之积成正比.四年之后，俄国物理学家楞次公布了他大量试验结果，从而深入验证了焦耳关于电流热效应之结论正确性.所以，该定律称为焦耳楞次定律.焦耳活到了七十一岁.1889年10月11日，焦耳在索福特逝世.后人为了纪念焦耳，把功和能单位定为焦耳.第11页经典例题解析经典例题解析【例【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎铜导线却不怎 么热，这是
6、为何么热，这是为何?电炉电阻丝和铜导线是串联在同一电路中，所以经过电电炉电阻丝和铜导线是串联在同一电路中，所以经过电流是相同，时间也是相同，依据焦耳定律流是相同，时间也是相同，依据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两可知，当两导体中电流和通电时导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生热量与导体电阻间均相同时，电流产生热量与导体电阻成正比成正比.因为电炉电阻丝电阻比铜导线电因为电炉电阻丝电阻比铜导线电 阻大得多，所以电阻大得多，所以电炉丝产生热量比铜导线要大得多炉丝产生热量比铜导线要大得多.【例【例2】一台电动机正常工作时线圈两端电压为】一台电动机正常工作时线圈两端电压为380V，线圈，线圈电阻为电阻
7、为2，经过线圈电流为，经过线圈电流为10A.这台电动机正常工作时，这台电动机正常工作时，一秒钟消耗电能为一秒钟消耗电能为_J，产生热量为，产生热量为_J.3800200第12页例题3 一根60电阻丝接在36V电源上，在5min内共产生多少热量？分析：先利用欧姆定律计算出经过电阻丝电流，再用焦尔定律公式计算电流产生热量。U R解：I36V 600.6AQ=I2Rt=(0.6)260300J=6480J U R解：I36V 600.6A U R解：I36V 600.6A解：I36V 600.6A第13页经典例题解析经典例题解析【例【例4】在如图】在如图9-3-1所表示电路方框内有一个发烧装置，它所
8、表示电路方框内有一个发烧装置，它是由三段阻是由三段阻 值相同电热丝组成，这个发烧装置电路与方框外值相同电热丝组成，这个发烧装置电路与方框外电路相连接电路相连接.当开关当开关S掷到掷到A点时点时 为高温，掷到为高温，掷到B点时为低温点时为低温(电源电压不变电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生热量是低，且在相同时间内，高温时产生热量是低 温温时产生热量时产生热量2倍，试在方框内画出它电路图倍，试在方框内画出它电路图.图图9-3-1答案答案第14页经典例题解析经典例题解析第15页1.电流经过导体时产生热量跟电流经过导体时产生热量跟_成正比，跟导体成正比，跟导体_成正比，跟成正比，跟_成正比，这
9、个规律叫做焦耳成正比，这个规律叫做焦耳定律，数字定律，数字 表示式是表示式是_.2.电热器是利用电流电热器是利用电流_效应制成，它主要部件是效应制成，它主要部件是_.电流流过电热器所做功全部用来产生电流流过电热器所做功全部用来产生_.3.有两根金属电阻丝，电阻分别为有两根金属电阻丝，电阻分别为5和和15，将它们串联后，将它们串联后接在一个电源两端，它们电接在一个电源两端，它们电 压之比为压之比为_，在相同时间，在相同时间内产生热量之比为内产生热量之比为_；假如将它们并联同一电源两极间假如将它们并联同一电源两极间，经过它们电流之比为，经过它们电流之比为_，在相等，在相等 时间内产生热量时间内产生
10、热量之比为之比为_.电流平方电流平方电阻电阻通电时间通电时间Q=I2Rt热热发烧体发烧体 热量热量1 31 33 13 1当堂检测第16页4.在两根横截面积相同、长度不一样镍铬合金线两端分别在两根横截面积相同、长度不一样镍铬合金线两端分别加上相同电压，那么以下说法加上相同电压，那么以下说法 中正确是中正确是()A.长镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生热量较多长镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生热量较多B.短镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生热量较多短镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生热量较多C.长镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生热量较少长镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生热量较少D.短镍铬合
11、金线电阻较小，相同时间内产生热量较少短镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生热量较少5.一根电阻丝接在电压一根电阻丝接在电压U=5V电源上，在电源上，在1s内产生热量是内产生热量是2J，要让该电阻，要让该电阻(其电阻大其电阻大 小恒定不变小恒定不变)产生产生8J热量，可采热量，可采取方法是取方法是()A.使电源电压变为使电源电压变为10V，通电时间仍为，通电时间仍为1SB.使电源电压仍为使电源电压仍为5V，通电时间变为，通电时间变为2SC.使电源电压变为使电源电压变为20V，通电时间变为，通电时间变为 SD.使电源电压变为使电源电压变为10V，通电时间变为，通电时间变为2SCA第17页课时训练课时
12、训练6.研究焦耳定律试验装置如图研究焦耳定律试验装置如图9-3-4所表示，在两个相同烧瓶所表示，在两个相同烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根中装满煤油，瓶中各放一根 电阻丝，甲瓶中电阻丝阻值比乙电阻丝，甲瓶中电阻丝阻值比乙瓶中电阻大瓶中电阻大.试验分三步进行，其中第一步为：接通电试验分三步进行，其中第一步为：接通电 路一路一段时间，比较甲、乙两瓶中煤油哪个上升得高，这一步是在段时间，比较甲、乙两瓶中煤油哪个上升得高，这一步是在什么情况下研究热量跟哪什么情况下研究热量跟哪 个物理量关系个物理量关系?()A.是在通电时间相同情况下，研究热量跟电流关系是在通电时间相同情况下，研究热量跟电流关系B.是在电流
13、相同情况下，研究热量跟通电时间关系是在电流相同情况下，研究热量跟通电时间关系C.是在电流相同但电阻不一样情况下，研究热量跟通电时间是在电流相同但电阻不一样情况下，研究热量跟通电时间关系关系D.是在电流和通电时间相同情况下，研究热量跟电阻关系是在电流和通电时间相同情况下，研究热量跟电阻关系D图图9-3-4第18页课时训练课时训练图图9-3-4第19页课时训练课时训练7.如图如图9-3-5所表示，所表示，a、b相同容器中分别装有相同质相同容器中分别装有相同质量水，水中电阻丝阻值分别量水，水中电阻丝阻值分别 为为R1和和R2，且，且R1R2，则闭分开关则闭分开关S后，后，a、b容器中水温上容器中水温
14、上 升较快是升较快是()A.a容器中水容器中水B.b容器中水容器中水C.a、b容器中水温上升快慢一样容器中水温上升快慢一样D.无法判断无法判断B图图9-3-5第20页8、有一个电阻值可任意选取电源，有若干根电阻相同电阻丝，现将1根电阻丝接在电压为U电源上，1min内电阻丝产生热量为Q现想要使电阻丝产生热量为3Q，可采取什么方法？（最少写出二种）9、把两个阻值为R16，R29电阻串联在电路中，通电相同时间时，R1，R2上产生热量之比Q1Q2 ，若并联在电路中，通电相同时间，R1，R2上产生热量之比Q1Q2 ，提醒：从时间上考虑；从电阻上考虑；从电压上考虑。2:33:2第21页电热器电热器：利用利
15、用电流热效应电流热效应制成加热设备制成加热设备1、电热器主要组成部分、电热器主要组成部分：发烧体发烧体2、发烧体、发烧体普通由普通由电阻率大电阻率大、熔点高熔点高金属丝金属丝绕在绝缘材料上做成。绕在绝缘材料上做成。3、电热器优点、电热器优点：清洁清洁、无污染无污染、热效率热效率高高且且便于控制和调整便于控制和调整。第22页课后作业课后作业1.某同学自制了一个某同学自制了一个“电热驱蚊器电热驱蚊器”，它发烧元件是一个，它发烧元件是一个阻值为阻值为1.0104电阻电阻.将这个电热驱蚊器接在电源两端，将这个电热驱蚊器接在电源两端，当电源两端电压为当电源两端电压为220V时，时，1min内产生热量内产
16、生热量_J.2.一个标有一个标有“220V，500W”字样电加热器字样电加热器(俗称俗称“热得快热得快”)，正常工作，正常工作20分钟产生热分钟产生热 量为量为_焦焦.假若电加热假若电加热器放出这些热量全部被水吸收，在标准大器放出这些热量全部被水吸收，在标准大 气压下气压下 _(填填“能能”或或“不能不能”)将质量为将质量为2千克千克20水加热至沸腾水加热至沸腾.3.阻值为阻值为R电热丝接到电压不变电源上，电热丝接到电压不变电源上，3分钟能够使一杯分钟能够使一杯水烧开，现换用阻值为水烧开，现换用阻值为2 R电阻，再接到此电源上，电阻，再接到此电源上，_分分钟能够使一样一杯水烧开钟能够使一样一杯水烧开.290.4不能不能61056第23页第24页