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(共18张PPT)
第十八章——电能 电功
第四节 焦耳定律
九年级物理全一册人教版（2024新版）
新知探究
图18.4-1通电的电炉丝
电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红（图18.4-1)，而导线却几乎不发热？
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。如：电暖器、电饭锅、电暖宝宝等。
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，可是用手一摸电视机的后盖就发现，小明刚看过电视。你知道他爸爸是根据什么判断的吗？
电流通过导体时电能转化成内能的现象。
电流的热效应：
？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
？电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关
观察与思考
一.电流的热效应
电流的热效应与那些因素有关？
讲授新课
思考
猜想与假设
现象一：电炉丝通电能产生热。
猜想一：电炉丝产生的热量与电流有关
现象二：电炉丝通电的时间越长产生的热量越多。
猜想二：电炉丝产生的热量与通电时间有关。
事实：电炉丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。
猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关。
二、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。
讲授新课
电热与电阻的关系
如图18.4-2所示，两个透明容器中密封着等量的空气， U 形管中液面高度的变化反映密闭空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中电阻丝的电阻比较大。
两个容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，通过两段电阻丝的电流相同。通电一定时间后，比较两个 U 形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？
演示
三、研究电热与电流关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5Ω
R =5Ω
I1
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
如图18.4-3所示，两个密闭容器中电阻丝的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将另一段电阻丝与容器内的电阻丝并联，因此通过两个容器中电阻丝的电流不同。闭合开关，在通电时间相同的情况下，观察两个 U 形管中液面高度的变化。你看到的现象说明了什么？
电流 I 的单位：A
电阻 R 的单位：Ω
时间 t 的单位：s
热量 Q 的单位是：J
焦耳（1818-1889）
讲授新课
2.公式： Q = I2Rt
3.单位：焦耳（J）
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。
四、焦耳定律
结论1：电流和时间相同时，电阻大，热量多。
结论2：电阻和时间相同时，电流大，热量多。
结论3：电流和电阻相同时，时间长，热量多。
实验结论
四个电阻器的电阻分别为 R 1、R2、R3、R4。如图18.4-5甲所示，电阻为 R 、R2的电阻器串联后接在电压为 U 的电路中；如图18.4-5乙所示，电阻为R3、R4的电阻器并联后也接在电压为 U 的电路中。已知R1=R3,R2=R4,R1>R2
(1)电阻为R1和R2的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？
(2)电阻为R3和R4的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？
解:(1)在串联电路中，通过电阻为 R1和R2的两个电阻器的电流相等。根据焦耳定律 Q = I2Rt当I、t相同时，Q与R成正比,由于R1>R2,因此相同时间内电阻为R1的电阻器放出的热量比电阻为R2的电阻器多。
(2）在并联电路中，电阻为R3和R4的电阻器两端的电压相等。根据焦耳定律 Q =I2Rt和欧姆定律I=U/R,可得Q=U2t/R.由公式可知,电压相同时，相同时间内导体放出的热量与它们的电阻成反比，且R3>R4 ，因此相同时间内电阻为R4的电阻器放出的热量比电阻为R3的电阻器多。
1.通过某电阻丝的电流为2A时，测得它的电阻是2Ω，该电阻丝1min产生多少热量？
2.一台额定功率是450W的电饭锅，在额定电压下使用，1 min 产生多少热量？
解：电阻丝产生热量
Q=I2Rt=22X2X60
=480(J)
答：电阻丝1min产生480J的热量.
解：电饭锅产生的热量
Q=W=Pt
=450X60
=2700(J)
答：电饭锅产生2700J的热量。
1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
　 电热器的优点：清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。
讲授新课
五、电流热效应的利用和危害
　　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。
2.电热的危害
讲授新课
（减小电阻——减小电热）
在各种电器的线路板中，用铜箔或银箔做导线，可减小导线电阻，避免电器温度过高。
输电导线常采用铝线或铜线作为芯线，是为了减小电热造成能量损耗。
课堂小结
焦耳定律
电流的热效应
焦耳定律
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
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。
公式： Q = I2Rt
Q = I2Rt 的推导公式的应用
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 （ ）
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（ ）
A.电烙铁 B.充电器 C.电风扇 D.一样多
B
A
随堂训练
2.某电动机上标有“220V，2A”它的线圈电阻为5 ，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 ×60s=1200J
得到的机械能为：
W机=W总－Q=26400J－1200J=25200J
答：......
随堂训练
3.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下通电10min产生多少热量？
解：
(因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以)
Q=W= =
U2
R
t
220X220
1210
X10X60=
答：......
随堂训练
下 课
Thanks!
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