焦耳定律(公开课)
合集下载
焦耳定律课件公开课
控制变量法
2.如何比较电流通过导体 产生热量的多少？
转换法 通过空气温度的变化， 判断导体产生热量的多少。
二. 实验探究
不同材料、不同长度、不同粗细的金属丝
二. 实验探究
电热Q与I、R、t的关系
活动1：Q与R 的关系 如何控制I、t相同？
改变电阻？
I R1 I R2
温馨提示：
先记录初始温度，接通电 源，开始计时，隔1分钟记 录数据，组内分工合作。
时间t 的单位：s
焦耳（1818-1889）
四. 电流热效应的利用与危害
1.电热的利用
用来加热
利用电热孵化器孵小鸡
四. 电流热效应的利用与危害
2.电热危害的防止
通风散热
五. 理性探究
电
电
饭 电能 ?= 电热 风
锅
扇
1.若电流做的功全部用来产生热量，应用电功公
式W =UIt 和欧姆定律U =IR ，你有什么推论？
二. 实验探究
电热Q与I、R、t的关系
活动2：Q与I 的关系 如何控制R、t相同？
改变电流？
I1 R1 Rp
温I馨2 提R1示：
先记录初始温度，接通电 源，开始计时，隔1分钟记 录数据，组内分工合作。
二. 实验探究
实验表明：
在I、R相同的情况下，t 越长，导体
产生的热量越多。
在I、t相同的情况下，R 越大，导体
第六章 电功率
3.焦耳定律
体验电热
利用电阻丝和电源可以切割泡沫, 这是真的么？
一.电流的热效应
电流通过导体时电能转化为内能， 这种现象叫电流的热效应。
二. 实验探究
电流的热效应与什么因素有关？
物理九年级第18章第4节《焦耳定律》优质课件
你们知道他妈妈是用什么方法知道小伟 刚看过电视吗？
交流举出日常生活中 用电器通电后主要产生热的例子。 （比一比哪一组找得多。）
电热器
热水器
电熨斗
饮水机
电饭煲
上面这些生活中常用的电器有什 么共同的特性？
电
内
电流通过导体热时效应能转化成 能，
这个现象叫做电流的
。
一、电流的热效应 动手做：自制灯泡
不同材质，不同粗细，不同长度的金属丝， 都会出现发热现象，且烧掉的时间也不相同。
二、电流的热效应与什么因素有关
实验探究：影响电流热效应的因素
猜想与假设 跟电阻 有关
烫手 用越久
干路 着火
越烫手
不烫手
跟电流 有关
跟时间 有关
二、电流的热效应与什么因素有关
实验探究：影响电流热效应的因素 实验方法
（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？
生的热量为Q2，那么Q2是Q1的 ( B )
A、2倍
B、4倍 C、0.25倍 D、0.5倍
3.一根60Ω 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/60Ω=0.6A
Q=I2Rt=(0.6)2×60×5×60=6480J 4.某电动机上标有“220V 2A”，它的线圈电阻为5 Ω， 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 Ω×60S=120J 得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－120J=25200J
学习了本课后，你有哪些收获和感想？ 和大家分享一下好吗？
交流举出日常生活中 用电器通电后主要产生热的例子。 （比一比哪一组找得多。）
电热器
热水器
电熨斗
饮水机
电饭煲
上面这些生活中常用的电器有什 么共同的特性？
电
内
电流通过导体热时效应能转化成 能，
这个现象叫做电流的
。
一、电流的热效应 动手做：自制灯泡
不同材质，不同粗细，不同长度的金属丝， 都会出现发热现象，且烧掉的时间也不相同。
二、电流的热效应与什么因素有关
实验探究：影响电流热效应的因素
猜想与假设 跟电阻 有关
烫手 用越久
干路 着火
越烫手
不烫手
跟电流 有关
跟时间 有关
二、电流的热效应与什么因素有关
实验探究：影响电流热效应的因素 实验方法
（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？
生的热量为Q2，那么Q2是Q1的 ( B )
A、2倍
B、4倍 C、0.25倍 D、0.5倍
3.一根60Ω 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/60Ω=0.6A
Q=I2Rt=(0.6)2×60×5×60=6480J 4.某电动机上标有“220V 2A”，它的线圈电阻为5 Ω， 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 Ω×60S=120J 得到的机械能为：W机=W总－Q=26400J－120J=25200J
学习了本课后，你有哪些收获和感想？ 和大家分享一下好吗？
焦耳定律课件
18
小结: 电功和电功率、电热和热功率
一、电功W
定义：电场力(或电流)所做的功.
公式：W=IUt
单位：J 1kWh=3.6×106J
二、电功率P 定义：单位时间内电流所做的功
对纯电阻电路: 电功=电热
公式：P=W/t=IU 单位：W kW
三、电热Q
定义: 电流通过导体产生的热量.
公式：Q=I2Rt
第二章 恒定电流
2.5 焦耳定律
焦耳定律
1
焦耳定律
2
焦耳定律
3
一、电功
1、定义：电场力(或电流)所做的功.
电功是电能转化为其他形式能的量度.
电炉通电时，电能转化为内能；电动机通电 时，电能转化为机械能；电池充电时，电能转 化为化学能。电能转化为其他形式能的过程就 是电流做功的过程。
电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由 电荷的电场力做功。电场力对电荷做功，电荷 的电势能减少，其他形式的能增加。
由于以上三个条件中的任何一个得到满足时，其余两个条 件必定满足，因此它们是用电器正常工作的等效条件.
灵活选用等效条件，往往能够简化解题过程．
2、用电器接入电路时：
①纯电阻用电器接入电路中，若无特别说明，应认为其
电阻不变．
②用电器实际功率超过其额焦耳定定律功率时,认为它将被烧毁.
21
例1：对计算任何用电器的电功率
电流在一段电路中所做的功W等于这 段电路中的电流 I 、电路两端的电压U、 通电时间 t 三者的乘积．
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW·h).
1kW·h＝3.6×106J
焦耳定律
6
二、电功率
1、定义：单位时间内电流所做的功.
表示电流做功的快慢．
焦耳定律PPT课件(人教版)
点亮的灯泡过一 猜想：电流的热 会儿会烫手，为 效应与哪些因素
什么？
有关？（理由）
交流一下
猜想：与 电阻、电流、时间 有关
小组合作设计实验： 电流产生的热量跟 电阻、电流、时间 有啥关系
温度计
煤油
电热丝
小组合作设计实验： 电流产生的热量跟 电阻、电流、时间 有啥关系
设计验:
如何比较电流流过导体产生热量的多少
一、电流的热效应：
电流通过导体时，电能要转化为热 能，这个现象叫电流的热效应。
生活中电能转化为热能的装置有哪些？
电热器
热水器
水用管状电热器
饮水机
电熨斗
电烤箱
电烙铁
电炉
一、电流的热效应：
电流通过导体时，电能要转化为热 能，这个现象叫电流的热效应。
导线和电熨斗串联，为什 么电熨斗很热而导线并不 很热？
结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件 下，电阻越大，电流产生的热量越多。
结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下，电 流越大，电流产生的热量越多。
结论3. 在通电电流和电阻相同的条件下，通 电时间越长，电流产生的热量越多。
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。
1、能通过生活实例，认识电流的热效应 2、能在实验的基础上引出焦耳定律，会 用焦耳定律进行计算及解释现象。 3、说出利用和防止电热的场合和方法 4、通过学习电热的利用和防止，学会辩 证地看待问题。
周六，小明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。 可之后就发现，小明刚看过电视。你做过 这样的事吗？
一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上,
焦耳定律通用课件
电源
12V直流电源
导线
用于连接电源和实验装置
电阻丝
不同阻值的电阻丝，用于模拟不 同导体的电阻
支架
用于固定电阻丝和温度计
计时器
用于测量加热时间
温度计
用于测量电阻丝的温度
实验步骤
步骤1
准备实验器材，检查电源、导线 、电阻丝、温度计和计时器是否
完好。
步骤2
将电阻丝固定在支架上，连接电源 和导线，确保电路连接正确无误。
在此添加您的文本16字
分析影响电熨斗能耗的因素，如加热元件的功率、工作时 间和熨烫负荷等。
在此添加您的文本16字
探讨如何通过优化加热元件的功率和工作时间来降低电熨 斗的能耗。
在此添加您的文本16字
提供实际案例，如不同品牌和型号的电熨斗，说明如何应 用焦耳定律降低其能耗。
感谢您的观看
THANKS
的转换关系，进一步证明了热力学第一定律和能量守恒定律的正确性。
03 焦耳定律的应用
电热器
总结词
电热器是焦耳定律的重要应用之一， 通过电能转化为热能，实现加热和保 温效果。
详细描述
电热器利用电阻丝发热，将电能转化 为热能，通过散热片将热量散发到空 气中。电热器具有加热速度快、温度 可调、使用方便等特点，广泛应用于 家庭、办公室等场所。
焦耳定律通用课件
目录
CONTENTS
• 焦耳定律简介 • 焦耳定律的原理 • 焦耳定律的应用 • 焦耳定律的实验 • 焦耳定律的扩展知识 • 焦耳定律的习题与解答
01 焦耳定律简介
焦耳定律的发现
01
焦耳定律是由英国物理学家詹姆 斯·焦耳在19世纪初通过实验发现 的。
02
焦耳通过研究电阻中产生的热量 与电流、电阻和时间的关系，得 出了焦耳定律的基本原理。
焦耳定理教学市公开课金奖市赛课一等奖课件
2、公式：Q＝I2Rt
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： 由于 W=Q 且 W=UIt U=IR 因此 Q=W=UIt=(IR)It=I2Rt
4、焦耳定律公式扩展： Q=W=Pt=UIt
通电相同时间时，R1，R2上产生热量之比Q1∶Q2
＝
2，:3若并联在电路中，通电相同时间， R1，
R2上产生热量之比Q1∶Q2＝
， 3:2
第21页
电热器：利用电流热效应制成加热设备
1、电热器主要构成部分：发热体
2、发热体普通由电阻率大、熔点高金属丝 绕在绝缘材料上做成。
3、电热器长处：清洁、无污染、热效率 高且便于控制和调整。
第17页
学时训练
6.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
中装满煤油，瓶中各放一根 电阻丝，甲瓶中电阻丝阻值比乙
瓶中电阻大.试验分三步进行，其中第一步为：接通电 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
什么情况下研究热量跟哪 个物理量关系?( )
D
A.是在通电时间相同情况下，研究热量跟电流关系
6
第23页
第24页
解： I＝ U ＝ 36V ＝0.6A R 60Ω
Q=I 2 Rt=(0.6) 2 ×60×300J=6480J
第13页
典型例题解析
【例4】在如图9-3-1所表示电路方框内有一个发热装置，它 是由三段阻 值相同电热丝构成，这个发热装置电路与方框 外电路相连接.当开关S掷到A点时 为高温，掷到B点时为低 温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生热量是低 温时产生热量2倍，试在方框内画出它电路图.
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： 由于 W=Q 且 W=UIt U=IR 因此 Q=W=UIt=(IR)It=I2Rt
4、焦耳定律公式扩展： Q=W=Pt=UIt
通电相同时间时，R1，R2上产生热量之比Q1∶Q2
＝
2，:3若并联在电路中，通电相同时间， R1，
R2上产生热量之比Q1∶Q2＝
， 3:2
第21页
电热器：利用电流热效应制成加热设备
1、电热器主要构成部分：发热体
2、发热体普通由电阻率大、熔点高金属丝 绕在绝缘材料上做成。
3、电热器长处：清洁、无污染、热效率 高且便于控制和调整。
第17页
学时训练
6.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
中装满煤油，瓶中各放一根 电阻丝，甲瓶中电阻丝阻值比乙
瓶中电阻大.试验分三步进行，其中第一步为：接通电 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
什么情况下研究热量跟哪 个物理量关系?( )
D
A.是在通电时间相同情况下，研究热量跟电流关系
6
第23页
第24页
解： I＝ U ＝ 36V ＝0.6A R 60Ω
Q=I 2 Rt=(0.6) 2 ×60×300J=6480J
第13页
典型例题解析
【例4】在如图9-3-1所表示电路方框内有一个发热装置，它 是由三段阻 值相同电热丝构成，这个发热装置电路与方框 外电路相连接.当开关S掷到A点时 为高温，掷到B点时为低 温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生热量是低 温时产生热量2倍，试在方框内画出它电路图.
《焦耳定律》公开课一等奖课件
第十八章 电功率第4节 焦耳定律教学目标2.在实验过程中，体验控制变量法和转换法的应用，进一步提高实验设计能力，养成实事求是和严谨的科学态度。
1. 理解焦耳定律，并能用焦耳定律进行有关计算，会解释有关电热现象；了解电热的利用和防止。
1、电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
电热水器电热水壶电炉电烤箱电饭锅电热取暖器这些用电器工作时有什么共同特点？一、电流的热效应一、电流的热效应1、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。
2、电流产生的热量用Q来表示；热量的单位和能量的单位一样，都是焦耳，焦，J灯泡通电一会儿会烫手，不通电不烫手，说明什么？导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？猜想：电热Q与电阻、电流、时间有关。
观察与猜想讨论1：当一个物理量被猜测与多个因素有关，应该用什么方法去研究？（控制变量法）讨论2：实验中通过观察什么现象来比较电流产生的热量的多少？（转换法）实验装置实验中，通过观察_________________来比较电流产生的热量的多少。
管中液面上升的高度这种研究方法叫二、电流产生热量Q 的多少跟什么因素有关？请同学们以4人为一小组，结合书P99页内容讨论R 1 = 5 ΩR 2 = 10 ΩA 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。
现象：电阻较大的这边的液柱上升较高。
结论1：控制不变的量是：__________、____________。
电流通电时间 实验1：研究电热与电阻关系点击图片播放实验视频I = 2I1IAR = 5 ΩR = 5 ΩR = 5 ΩI 1在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
现象：电流较大的这边的液柱上升较高。
结论2：控制不变的量是：____________、______________。
电阻通电时间 实验2：研究电热与电流关系点击图片播放实验视频结论3：生活经验可知：在电阻、电流相同时，通电时间越长,产生的热量越多。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
1kW＝103W＝106mW
精选文本
9
4．用电器的额定功率和实际功率
(1)额定功率：用电器正常工作时所需电压叫额定电压，在 这个电压下消耗的功率称额定功率。 (2)实际功率：用电器实际工作时消耗的电功率．为了保证 用电器不被损坏，要求实际功率不能大于其额定功率．
精选文本
10
例题1. 有一个额定电压为220V的白炽灯，它在额定电压工作 是的电流为0.5A，在白炽灯正常工作8小时的情况下，问： （1）白炽灯的功率是多少？ （2）在工作8小时后，电流做功多少？ （3）消耗了功：
1. 定义：在一段电路中电场力所做的功，也就是通常所说的电流所 做的功，简称为电功．
W=qU q=I t W=ＵＩｔ
电流在一段电路上所做的功等于这段电路两端的电压U、电路 中的电流 I 和通电时间 t 三者的乘积．
2. 单位：在国际单位制中电功的单位是焦（J），常用单位有千瓦时
2. 电能全部转化为内能：
Q=W=IUt Q=I2 R t
欧姆定律：U=IR
3、 适用于一切电路 （纯电阻电路、非纯电阻电路）中电热的计算。
六、热功率：P Q I2R
t
精选文本
13
例2、对计算任何用电器的热功率都适用的
公式是 (
Ａ． PI2R
)
Ｂ．P U2 R
Ｃ． PUI D . P = Q
（kW·h）.
1kW·h＝3.6×106J
精选文本
7
精选文本
8
四、电功率：单位时间内电流所做的功叫做电功率．
PWt UI
（１）一段电路上的电功率P等于这段电路两端的电压U和电 路中电流I的乘积．
（２）物理意义：电功率表示电流做功的快慢．
（３）单位：在国际单位制中是瓦（W），常用单位还有 毫瓦（mW），千瓦（kW）．
不同的解法： 解法一：W＝IUt＝0.8 A×2 V×60 s＝96 J 解法二：W＝I2Rt＝(0.8 A)2×1 Ω×60 s＝38.4 J 你认为哪种解法对，请作出判断并说明理由． (2)求电动机正常工作 1 min 所转化的机械能是多少？
精选文本
22
解：(1)解法一对．因为电动机工作时电能没有全部转化为 内能，而大部分转化为机械能．解法二求出的是电动机工作时 产生的电热，只占所消耗电能的一部分．
(2)电动机工作 1 min 消耗的电能为 W＝IUt＝0.8 A×2 V×60 s＝96 J 电动机工作 1 min 产生的电热为 Q＝I2Rt＝(0.8 A)2×1 Ω×60 s＝38.4 J 电动机工作 1 min 转化成的机械能为 W机械＝W－Q＝96 J－38.4 J＝57.6 J.
解：
I U36V0.6A R 60
Q I2Rt0 .6 2 6 0 30 60480J
精选文本
16
纯电阻电路:
电能 → 内能
W
Q
指转化为
内能的那 部分电能!
指某段电路 在某段时间
UIt
内消耗的全
部电能!
非纯电阻电路: 电能
=
I2Rt I=U/R
说明：欧姆
M
定律不适用
→ 内能+其它形于非电式纯路的电！能阻
Q＝I2Rt＝UIt＝W
2、非纯电阻电路：含有电动机、电解槽的电路，欧姆定律不 再适用
电功 W＝Q+E其它 =电U热It≠I2QR＝t I2Rt≠UIt
电功率 P＝UI≠I2R
精选文本
19
例4、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线 圈电阻为2Ω，线圈中电流为10A。这台电动机正常工作1S
精选文本
4
二、两种电路：
1.纯电阻电路：
电路中只有电阻元件，电流做功，电能全部转化为内能 如白炽电灯、电炉、电热毯、电热棒等
2.非纯电阻电路：
电流做功，电路中电能转化为内能和其他形式的 能量
如电路中含用电动机、电解槽等
精选文本
5
思考：
水流推动水轮机可以做功，电流通过用电器也会做 功， 那如何计算电流通过用电器所做的功呢？
焦耳定律
精选文本
1
讨论几个用电器的能量转化情况，并发现相同点
精选文本
2
能量转换情况：
a、电流流过电炉
•→电能转化为热能
b、电流流过电解槽
→电能转化为化学能和热能
c、电流流过电风扇
→电能转化为机械能和热能
相同的特点：电能转换为热能
精选文本
3
一、电流的热效应：
导体中有电流通过时，导体要发热，这种 现象叫电流的热效应
t
计算热功率的普适公式为:P Q I2R
t
精选文本
14
例3、一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使 用，每分钟产生的热量C是( )
A、45J B、220J C、2700J D、9900J
精选文本
15
例3：一根60Ω 的电阻丝接在36v的电源上，在 5分钟内共产生多少热量？
分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流， 再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。
W
Q
W-Q
UIt ＞ I2Rt
I＜U/R
精选文本
17
纯电阻电路:
电能 → 内能
W
Q
UIt
=
I2Rt
电能 → 内能
非纯电阻电路:
I=U/R
说明：欧姆 定律不适用 于非纯电阻
电路！
UIt ＞ I2Rt
I＜U/R
电能 →精选文本内能+其它形式的能
18
电功与电热
1、纯电阻电路： W＝UIt＝I2Rt
P＝UI＝I2R
消耗的电能为W，产生的热量为Q，则（ A）
A．W=3800J，Q=200J B．W=3800J，Q=3800J C．W=72200J，Q=200J D．W=72200J，Q=3800J
精选文本
20
针对练习一、一个电动机，线圈电阻是0.4 ，当它两端所 加的电压为220V时，通过的电流是5A。这台电动机每分钟 所做的机械功有多少?
解：（1）P=UI=220×0.5W=110W （2）W=UIt=220×0.5×8×3.6×103 J=3.168×106J
（3）n=
W 1KW
h
=0.88KW •h
精选文本
11
精选文本
12
五、焦耳定律（实验定律）
1、内容：电流通过导体产生的热量Q等于电流I 的二次方、导体的电阻R 和通电时间 t 三者的乘积
解:据能量守恒定律得:
IUt = I2Rt +W 故电动机每分钟所做的机械功为:
W=(IU-I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60 J =6.5×104 J
精选文本
21
针对练习二：一电动机线圈的电阻为 1 Ω，线圈两端所加电压
为 2 V时，电流为 0.8 A，电动机正常工作．
(1)在求电动机正常工作 1 min 所消耗的电能时，有以下两种