初中物理课件：焦耳定律

焦耳定律
学习目标
• • • • • 1.知识与技能： (1)知道电流的热效应。 (2)知道焦耳定律。 (3)知道电热的利用和防止。 2、过程方法：
•
(1) 通过搜索信息和信息加工，探究自然现象的内部联系和理论实质，总结规律，提出新理论，
构建理论架构体系和技能架构体系。
•
(2) 通过实验观察和理论分析，探究理论规律的应用和实质，培养学生的观察能力和理论分析能
力。
• (3)通过学习建立理论知识模型的过程，了解运用想象、猜想、假说、推论、运用数学公式推导 建立理论模型的方法。
3、情感态度价值观： (1) 通过对物理现象的理论分析和了解理论规律在实际中的应用，初步认识科学 技术对社会发展的作用，树立学好科学文化知识为社会服务的观念。 (2) 通过实验活动与推理，培养学生的操作技能和求知欲，有意识地培养学生的 自主性能动性责任性，把所学知识应用到实际生活中去。
四、电热的利用和防止
1．电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
2．电热的危害
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。
例题
一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少 热量? 解:
I= U R =
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?
zxxk
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
串联 导线和电炉丝是 的， 流过它们的 电流 相同，而 电炉丝的电阻比导线的电 阻 ，因此电能转化 大 成热能时的功率 。所 大 以，电炉丝已经热得发红， 而与其相连的导线却几乎 不热。
流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。
zxxk
焦耳
英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律。
焦
耳 定 律
1.内容：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。 2.公式： 3.单位：焦耳（J） 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律：
三、电能和电热关系
实验2：研究电热与电流关系
zxxk
R=5Ω R=5Ω I R=5Ω A I1
I = 2I1
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。
现象说明：
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. 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.
36 V 60 Ω
= 0.6 A
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
评估
1、我能：进行信息加工，鉴别、分析、评价、概括； （1）搜索信息 ：能使用搜索引擎从网络，图书馆，书籍等多渠道获取信息，进行分类整 理。（2）研究课题：自主选择主题符合课程内容，具有综合性，挑战性，针对性。 2、我行：设计实验，撰写理论成果；（3）实验记录 ：能提供对计划、方案、构造、现象、 结论、观点成果的完整记录。（4）信息加工：对信息做了总结，并以文字描写结论，阐 明理论观点，能构建理论架构。 3、我会：建立知识模型，优化学习工作性能，具有创新思想。 （5）变量分析：能独立确定独立变量和因变量并描述出变量间的内部联系，能独立设计探 究实验 。 （6）模型构建：对科学基本规律、理论体系、操作技能有明确的撰写和理解。 4、我优：展示成果，进行网络交流； （7）成果展示 ：内容完整，方案合理，知识结构体系正确。
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是 电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流 相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。
答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提 条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前 提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意 条件。
评估 项目 标准 搜索信息 20-15 -10-5
我能 课题研究 20-15 -10-5 实验记录 20-15 -10-5
我行 信息加工 20-15 -10-5 变量分析 20-15 -10-5
我会 模型构建 20-15 -10-5
我优 成果展示 20-15 -10-5
总评
赋值
(3)学习建立知识模型的方法，优化学习工作生活架构性能，培养科研生活中的
思维品质、科学素养和生活习惯。 (4)通过了解人类探索物质世界的历程和科学理论成果，培养探索精神、创新思 想和促进人类社会与自然世界和谐发展的优良品德。
电热的利用和防 止
电热的防止
电热的利用
电热的利用
电熨斗
电热水器
电烤箱
电褥子
进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.
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.
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
电烙铁
电饭锅
一、电流的热效应
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。
二、电流的热效应跟电阻大小的关系：
P=IU U=IR
所以： P = I R 2 表明：在电流相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体 的电阻成正比。
电流的热效应:电流通过导体 时，电能 转化成热能的现象。
想想议议
设计实验
验证假设
实验电路图
比较 Q与R的关系 Q与I的关系
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
控制条件 I、t不变 R、t不变
现象
初步结论
Q与t的关系
R、I不变
观察实验
演示实验
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
实验装置
实验1：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
A
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。
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：
电能
内能+机械能
W＞Q热
想想议议
额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内 产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。 二者似乎有矛盾，这是怎么回事?