人教版九年级物理第十八章-第4节-焦耳定律(基础班)辅导教学案

第十八章第4节焦耳定律

师：手机运行大型游戏、观看视频时，手机工作时间长了就会发热。尤其是夏天，甚至烫手。不只是手机，家里很多用电器就是利用电来获得热的。

电热器3.问题：

出现的高度

③实验结论：在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流通过电阻产生的热量越多。

实验三：探究通电导体产生热量Q与通电时间t的关系

我们可以让同一段导体，第一次通电5s，第二次通电10s，比较液面的高度变化。通电时间越长,液柱上升得越高,说明通电时间越长,电流通过电阻产生的热量越多.

结论：当电流通过导体时，电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。

探究二：焦耳定律

英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间定量的关系：

1．焦耳定律:电流通过导体产生的热量跟电流的平方正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。

2.公式：Q = I ²R t。其中“Q ”表示热量，单位是J ；“I”表示电流，单位是A ；“R”表示电阻，单位是Ω ；“t”表示时间，单位是S 。

3. 焦耳定律是由焦耳由大量实验得来的，适用于计算一切导体所产生的热量。

4.理论推导：

如果电流通过导体时，消耗的电能全部转化为内能，那么，电流产生的热量Q和消耗的电能W：

Q= W=UIt,根据欧姆定律U=IR就得到：Q=I2Rt.

5.问题：电流经过导线和电炉丝时，电炉丝中的电流与导线中的电流相等，因为导线的电阻比电炉丝的电阻小得多，所以导线几乎不热，而电炉丝却热的发红。

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：通过电阻丝的电流为：

电流产生的热量为：Q= I²Rt =(0.6A) ²×60Ω×5×60s =6480J

6.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?

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，两者不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。

探究三：电热的利用和防止

1．电热器是利用电流的热效应制成的加热设备，如：电热水器、电炉子、电热毯等。

2．电热的防止：在用电器上开散热窗、加散热片、安装电风扇，都是为了散热__。

【精讲点拨】

1.在电路中接入的是电炉、电烙铁等“纯电阻性”的用电器，当电流通过时，消耗的电能全部转

化为内能，此时消耗的电能与电热相等，即Q =W＝UIt=Pt＝

2

U

t

R

=I2Rt。

2.当电路中接入的是电动机，则消耗的电能中大部分转化为机械能，电热只占小部分，W>Q，只能用焦耳定律求电热了：Q = I2Rt

◎例题

【例1】一个标有“6V 3W”的小灯泡，接在电源电压为9V的电路中，为使其正常发光，应串联一个Ω的电阻，该电阻在10秒内产生的热量是J。

＝＝＝

＝

如图装置可用来探究电流产生的热量与通电时间的关系

图中电路能探究电磁铁磁性强弱与电流大小关系

图中电路可以探究导体电阻与导体材料的关系

知道，两个发热电阻的阻值之比是：

＝可知：灯泡电阻＝

＝

产生的热量之比为：＝

瓦特