焦耳定律(市优质课评选课件)
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《焦耳定律》优质课课件
思考：热量是从哪里来的呢？
§6.3 焦耳定律
一、电流的热效应： 电能 内能
电流通过不同的用电器放出的热量相同吗？
二、探究影响电流产生热量多少的因素
1、猜想与假设： 电流产生热量的多少与哪些因素有关？
着火了！
电流产生热量的多少可能与电流大小有关
电饭锅内刚通电时温度较 低 ，时 间越长温度越 高 ，说明产生热量
9 流增加到3倍时，它产生的热量增大到 倍
例题
例1：一根10Ω 的电阻丝接在10V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。
解：I U 10V 1A R 10
Q I2Rt 12 10 300 3000J
观察_U_形__管__液_面__ _的__高__度__差__来比较
产生热量的多少。
观察_气__球_膨__胀__
_的__体__积__来比 较产生热量的 多少。
（3）实验过程： a. 电流不同，电阻、通电时间相同； b. 通电时间不同，电阻、电流相同； c. 电阻不同，电流、通电时间相同。
1、现象：电通电流电阻大时大的间的这越这边长边液，液面液面上面上升上升的升的更的更高更高高 2、结论：在在在电电电阻流阻和和和通通电电电流时时相间间同相相时同同，时时通，，电电电时流阻间越越越大大长，，，
的多少与什么有关？
电流产生热量的多少可能与通电时间长短有关
电流通过电饭锅和导线时放出热量 不同 。
电饭锅和导线是 串 联的，所以电 流 相同，不同的是 电阻 。
烫！
不烫
电流产生热量的多少可能与电阻大小有关
二、探究影响电流产生热量多少的因素
1、猜想与假设： 电流产生热量的多少与哪些因素有关？
§6.3 焦耳定律
一、电流的热效应： 电能 内能
电流通过不同的用电器放出的热量相同吗？
二、探究影响电流产生热量多少的因素
1、猜想与假设： 电流产生热量的多少与哪些因素有关？
着火了！
电流产生热量的多少可能与电流大小有关
电饭锅内刚通电时温度较 低 ，时 间越长温度越 高 ，说明产生热量
9 流增加到3倍时，它产生的热量增大到 倍
例题
例1：一根10Ω 的电阻丝接在10V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。
解：I U 10V 1A R 10
Q I2Rt 12 10 300 3000J
观察_U_形__管__液_面__ _的__高__度__差__来比较
产生热量的多少。
观察_气__球_膨__胀__
_的__体__积__来比 较产生热量的 多少。
（3）实验过程： a. 电流不同，电阻、通电时间相同； b. 通电时间不同，电阻、电流相同； c. 电阻不同，电流、通电时间相同。
1、现象：电通电流电阻大时大的间的这越这边长边液，液面液面上面上升上升的升的更的更高更高高 2、结论：在在在电电电阻流阻和和和通通电电电流时时相间间同相相时同同，时时通，，电电电时流阻间越越越大大长，，，
的多少与什么有关？
电流产生热量的多少可能与通电时间长短有关
电流通过电饭锅和导线时放出热量 不同 。
电饭锅和导线是 串 联的，所以电 流 相同，不同的是 电阻 。
烫！
不烫
电流产生热量的多少可能与电阻大小有关
二、探究影响电流产生热量多少的因素
1、猜想与假设： 电流产生热量的多少与哪些因素有关？
人教版九年级物理18.4《焦耳定律》优质课件 (共13张PPT)
18.4 焦 耳 定 律
课外欣赏
18.4 焦 耳 定 律
研究电热与电流的关系
18.4 焦 耳 定 律
结论：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。
18.4 焦 耳 定 律
焦耳定律 1.内容：…… 2.公式：Q=I2Rt 3.单位：
J
A
U2 t ， R
Ω s
注：如果电能全部转化为内能，则 Q=UIt= 即只适用于纯电阻电路，在非纯电阻电 路中，导出式均不成立。
18.4 焦 耳 定 律
1.电功公式： 2.电功率公式：
U 2 W=Pt=UIt=I2Rt= R t
P=UI=I2R=
U2 R
3.电流的热效应：电流通过导体时，
电能转化为内能 ，这种现象叫做
电流的热效应。
18.4 焦 耳 定 律
研究电热与电阻的关系
18.4 焦 耳 定 律
结论：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。
18.4 焦 耳 定 律
5.一台电动机正常工作时，两端的电压
为 220V，通过线圈的电流为10A，若 此圈的电阻为2 Ω，那么它的电功率 是 2200 W，这台电动机1min内产 J. 生的热量是 1.2×105
2Rt=（10A 2×2 Ω ×60s=1.2×105J 解析： 解析： Q=I P=UI=220V ×） 10A=2200W
18.4 焦 耳 定 律
3.阻值为50Ω的定值电阻R接在电源两端，
通过电阻R的电流为0.2A，10s内电流
产生的热量是
20 A
J.
4.下列事例中，能防止电热造成危害的是 解析：Q=I2Rt=（0.2A）2×50 Ω ×10s=20J （ ）
焦耳定律 大赛获奖课件 公开课一等奖课件
飞鸽传书
烽火戏诸侯
家书抵万金
导入新课
现代传递信息
有线通信：电话、电报、电视 无线通信：收音机、对讲机 数字化通信：互联网、数字电视 纸张通信：书信、报纸
导入新课
学习目标
1.知道电话的结构和工作原理。 2.知道电话交换机的作用。 3.知道模拟信号的数字信号，了解它们的基本区别。
讲授新课
1876年贝尔发明了电话
这个电阻产生的热量越多。
讲授新课
实验2：研究电热与电流关系 R = 5Ω
R=5Ω
I
I1 R =5Ω I = 2I1
A
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。
讲授新课
实验结论
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。
课堂小结
电流的 热效应
特征：电流通过导体会发热 探究电流热效应跟哪些因素有关
焦耳
定律 表述：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。 焦耳定律 公式： Q = I2Rt Q = I2Rt 的推导公式的应用
随堂训练
1.现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接 入电源电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情 况是 （ B ） A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断 2.将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W” 的充电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V 的电源上，在相同时间内，电流通过他们时发热功率最 大的是 （A ） A.电烙铁 C.电风扇 B.充电器 D.一样多
焦耳定律--优质获奖课件 (24)
住，电动机的发热功率是多大？
5.焦耳定律 │ 学习互动
(1)1.5 W (2)8 W [解析] (1)电动机在接入电压为 0.2 V 的电路中时，电动机不转， 测得电流是 0.4 A，可知此时的电功等于电热，根据欧姆定律， 可求得电动机的线圈电阻 r＝UI ＝0.5 Ω.当接入电压为 2.0 V 的电 路中时，电流为 1.0 A，电动机正常工作，可知此时电功率为 P ＝U′I′＝2.0 W，线圈发热功率为 P 热＝I′2r＝0.5 W，即电功不等于 电热，功率的差值 P－P 热＝1.5 W 以机械功率的形式输出． (2)如果在正常工作时电动机转子被卡住，则电流所做的功全部转 化为电热，这时 I″＝Ur′＝4 A，P′热＝I″2r＝8 W.
5.焦耳定律 │ 知识必备
知识必备
► 知识点一 电功 1．定义：电流流过一段电路，自由电荷在__静__电__力__的作用下 发生定向移动，静电力对自由电荷做了功，简称为电功． 2．表达式：__W_＝__I_U__t ． 3．单位：__焦__耳____，符号为J.
5.焦耳定律 │ 知识必备
• ► 知识点二 电功率
A [解析] 电功率越大，电流做功越快，相同时间内电流做功越 多，但电路中产生的热量不一定越多，A 错误．W＝UIt 是电功 的定义式，适用于任何电路，而 I＝UR只适用于纯电阻电路，B 正 确．在非纯电阻电路中，电流所做的功等于热量与其他形式的能 之和，所以 W＞Q，即 UIt＞I2Rt，C 正确．Q＝I2Rt 是热量的定 义式，适用于任何电路中产生的热量，D 正确．
5.焦耳定律 │ 知识必备
• ► 知识点三 焦耳定律 • 导1体．的焦电耳阻 定律 • (1)内容Q：＝电I2R流t 通过导体产生的热量跟电流
的二次方成正比，跟___________和通电 时间成正比． ••时(2间2．)表热达功瓦P式＝ 特率Qt：＝_I2_R ______． • (1)定义：电流流过导体时释放的热量与释 放 这 些 热 量 所 用 ________ 的 比 值 ， 称 为
5.焦耳定律 │ 学习互动
(1)1.5 W (2)8 W [解析] (1)电动机在接入电压为 0.2 V 的电路中时，电动机不转， 测得电流是 0.4 A，可知此时的电功等于电热，根据欧姆定律， 可求得电动机的线圈电阻 r＝UI ＝0.5 Ω.当接入电压为 2.0 V 的电 路中时，电流为 1.0 A，电动机正常工作，可知此时电功率为 P ＝U′I′＝2.0 W，线圈发热功率为 P 热＝I′2r＝0.5 W，即电功不等于 电热，功率的差值 P－P 热＝1.5 W 以机械功率的形式输出． (2)如果在正常工作时电动机转子被卡住，则电流所做的功全部转 化为电热，这时 I″＝Ur′＝4 A，P′热＝I″2r＝8 W.
5.焦耳定律 │ 知识必备
知识必备
► 知识点一 电功 1．定义：电流流过一段电路，自由电荷在__静__电__力__的作用下 发生定向移动，静电力对自由电荷做了功，简称为电功． 2．表达式：__W_＝__I_U__t ． 3．单位：__焦__耳____，符号为J.
5.焦耳定律 │ 知识必备
• ► 知识点二 电功率
A [解析] 电功率越大，电流做功越快，相同时间内电流做功越 多，但电路中产生的热量不一定越多，A 错误．W＝UIt 是电功 的定义式，适用于任何电路，而 I＝UR只适用于纯电阻电路，B 正 确．在非纯电阻电路中，电流所做的功等于热量与其他形式的能 之和，所以 W＞Q，即 UIt＞I2Rt，C 正确．Q＝I2Rt 是热量的定 义式，适用于任何电路中产生的热量，D 正确．
5.焦耳定律 │ 知识必备
• ► 知识点三 焦耳定律 • 导1体．的焦电耳阻 定律 • (1)内容Q：＝电I2R流t 通过导体产生的热量跟电流
的二次方成正比，跟___________和通电 时间成正比． ••时(2间2．)表热达功瓦P式＝ 特率Qt：＝_I2_R ______． • (1)定义：电流流过导体时释放的热量与释 放 这 些 热 量 所 用 ________ 的 比 值 ， 称 为
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问题一：请同学们自己列举生活中的用电 器，并说明通电后能量的转化情况。
问题二：电能是如何转化成其他形式的能 ？电流做功的实质是什么？
一、电功
1、定义：电场力(或电流)所做的功.
电流做功实质上是导体中的恒定电场对自由 电荷的电场力在做功。电场力对电荷做功，电 荷的电势能减少，其他形式的能增加。 功是能量转化的量度，电流做了多少功就有 多少电能转化为其他形式的能。
一、电功
2、公式:
一段电路两端的电压为U,通过的电流为I, 电荷 从左向右定向移动，移动的时间为t,则静电力做 的功为
则在时间t内通过这段电路任一横截面 q=I t 的电荷量：
电场力做功：W=qU
W=IUt
一、电功
1、定义：电场力(或电流)所做的功.
2、公式:
W=IUt 电功普适公式
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．
问题情境2：一个电动机，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:电动机消耗的电功率P电、电动机的发热功率P热、转 化为机械能的功率P机。三者之间遵从能量守恒定律: P电＝P热+P机 由焦耳定律:电动机的热功率为: P热 ＝I2R 消耗的电功率为: P电＝IU 因此电动机所做机械功的功率: P机＝P电－P热＝IU－I2R 根据功率与做功的关系，电动机每分钟所做的机械功为: W＝P机t=(IU一I2R)t =(5×220-52×0.4) ×60J =6.5×104J
W
IUt
＞ 电功：W= IUt ＞
电功率：P = IU
＞
问题情境1：对计算任何用电器的电 功率都适用的公式是( CD )
Ａ． P I R
2
Ｃ． P UI
W Ｄ． P t
U Ｂ．P R
2
变式训练1、对计算任何用电器的 热功率都适用的公式是 ( AD )
Ａ．P I R
2
U Ｂ．P R
纯电阻电路:
R
I=U/R
电能
W
→
内能
Q
2Rt I IUt = 电功 = 电热: W= IUt = U2t/R =I2Rt =Q
电功率=热功率：P = I U = U2/R = I2R =P热
非纯电阻电路: 电能
M
I＜U/R
→Q 内能+其它形式的能
W其
I2Rt 电热：Q=I2R(J) 千瓦时(kW· h).
1kW· h＝3.6×106J
二、电功率
1、定义：单位时间内电流所做的功.
物理意义：表示电流做功的快慢．
2、公式:
P =W/t=IU
电功率普适公式
电流在一段电路上做功的功率P等于 电流I与这段电路两端的电压U的乘积．
3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
1kW＝103W
作业：课后练习题4、5
三、焦耳定律
1、定义:电流通过导体产生的热量叫电热
设在一段电路中只有纯电阻元件，其电阻为R，通 过的电流为I，试计算在时间t内电流通过此电阻产生 的热量Q。
推导： 电能全部转化为内能： Q=W=IUt 欧姆定律：U=IR
Q=I2 Rt
三、焦耳定律
2、公式:
2 Q=I R
t
电热普适公式
焦耳定律：电流通过导体产生的热量Q 跟电流 I 的二次方成正比，跟导体的 电阻R 及通电时间 t 成正比 ．
2、公式:
P=Q /t=I2R
热功率普适公式
热功率P等于通电导体中电流 I 的二次 方与导体电阻R 的乘积．
3、单位：瓦(W) 千瓦(kW)．
研究电功率与热功率
的区别和联系。
实验电路图和实验内容： 取一个玩具小电机，其内阻R=2.9Ω，把它接在如 图所示的电路中 （1）先夹住电动机轴，闭合电键，电机不转。调 整滑动变阻器的阻值，使电压表的示数为2.0 V， 记下电流表的示数，算出小电机消耗的电功率和 热功率，并加以比较。 （2）再松开夹子，使小电机转动，调整滑动变阻 器的阻值，使电压表的示数为4.0 V（此电压为小 电机的额定电压），记下电流表的示数，算出小 电机消耗的电功率和热功率，并加以比较。
第二章
恒定电流
教学目标
（一）知识与技能 1、理解电功的概念，知道电功是指电场力对自由电荷 所做的功，理解电功的公式，能进行有关的计算。 2、理解电功率的概念和公式，能进行有关的计算。 3、知道电功率和热功率的区别和联系。 （二）过程与方法 通过推导电功的计算公式和焦耳定律，培养学生的分析、 推理能力。 （三）情感、态度与价值观 通过电能与其他形式能量的转化和守恒，进一步渗透辩 证唯物主义观点的教育。
2
Ｃ．P UI
Q Ｄ．P t
Q I2R 计算热功率的普适公式为:P t
电功和电功率、电热和热功率
1.电功:
W IUt
2.电功率:
3.电热: Q
对纯电阻电路: 电功=电热 W 电功率=热功率 P IU 对非纯电阻电路: t 2 电功>电热 I Rt 电功率>热功率
=
Q 2 4.热功率: P I R t
3、单位：焦(J) 千瓦时(kW· h).
焦耳定律适用于:纯电阻电路；非纯电阻电路．
纯电阻电路：只含有电热元件的电路（如白炽灯、电炉 、电烙铁；及转子被卡住的电动机（欧姆定律成立）．
非纯电阻电路：电路中含有在转动的电动机或有在发 生化学反应的电解槽的电路（欧姆定律不成立）
四、热功率
1、定义:单位时间内的发热量.
３．额定功率和实际功率 用电器铭牌上所标称的功率是额定功率， 用电器在实际电压下工作的功率是实际功率． 用电器只有在额定电压下工作实际功率才等 于额定功率．
几种常见家用电器的额定功率
用电路 额定电压 （ V） 额定功率 （W） 29吋彩 电 220 ～150 电熨斗 220 300～ 800 电冰箱 220 100～ 150 微波炉 220 800～ 1200 台灯 220 40～60