资源简介

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一、新课引入
你有类似的经历吗？
时间：某星期六中午；
地点：宇轩同学家中
人物对话：
妈妈：说好了的，上午不要玩电脑，你为什么还要玩呢？
同学：我没有玩，真的，妈妈，你看电脑都是关着的。
妈妈：你又撒谎，怎么成了一个不诚实的人。你自己用手摸摸电脑，电脑还是热的。
人教版初中2011版物理
九年级全一册
第十八章第4节
焦耳定律
学习目标:
1.知道电流的热效应；
2.能理解焦耳定律的内容、公式、单位，并且会运用公式进行简单的计算；
3.能用焦耳定律解释简单的现象，知道利用和防止电热的场合和方法。
1.电流的热效应：电流通过导体时____能转化为____能的现象。
2.焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟__________成正比，跟导体的______成正比，跟通电_______成正比。用公式表示为Q＝_________
3.对于纯电阻电器：Q＝W＝____＝____
＝___＝_____。
电
内
电流的二次方
电阻
时间
I2Rt
I2Rt
UIt
Pt
二、自主学习
U2/Rt
4.生活中应用电流热效应的实例： 、 。
5.很多情况下需要防止电热造成的危害的实例，请举出一例： 。
电饭锅
电熨斗
电视机后盖有很多孔用来通风散热
探究一、电流的热效应
三、合作探究
活动1.生活观察与思考
现象1：灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？想想为什么。
现象2：电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分，有什么感觉？想想为什么。
发烫，电流的热效应！
实验：把一段电热丝接入电路中，将一根火柴轻放在电热丝上面，如图，通电一段时间后，火柴会被 。
思考：为什么会出现这样的现象？
_______________________________________。
小结：电流通过导体时将____能转化为_____能，这种现象叫做_____________，它和电流的磁效应、电流的化学效应统称为电流的三大效应。
电热丝通电后温度升高，达到火柴的燃点
电
内
电流的热效应
活动2.实验与思考
点燃
烫手
不烫手
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。
探究二、影响电热大小的因素
活动1.生活观察与思考
活动2.实验1.电流热效应与电流大小的关系
实验电路:
实验步骤：
1.读出通电前温度计示数t0，闭合开关，观察10 s后煤油瓶温度计的示数t1；
2.断开开关，待温度计示数回到后t0，闭合开关，调节___________，使电流增大，观察10 s后煤油瓶温度计的示数t2；
3.断开开关，待温度计示数回到后t0，闭合开关，再次调节______________，使电流比(2)更大，观察10 s后煤油瓶温度计数示数t3。
实验结论:_________________________________________。
滑动变阻器
滑动变阻器
在电阻和通电时间相同时，电流越大，产生的热量越多
实验2.电流热效应与电阻大小的关系
实验电路:
3.电阻大小与热量的关系.wmv
实验步骤：
1.读出通电前温度计示数t0，闭合开关，观察10 s后两支温度计的示数；
2.断开开关，换成5 Ω和10 Ω的电阻丝，待温度计示数回到后t0，闭合开关，观察10 s后两支温度计数示数t。
实验结论：____________________________________。
电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
实验3.电流热效应与通电时间的关系
实验电路：
实验步骤：
实验结论：_________________________________。
总结论：
电流通过电阻丝产生的热量跟导体的_______、通过导体的_______以及____________有关。
闭合开关，观察随着时间的增加温度计的示数变化。
电流和电阻相同时，通电时间越长，产生的热量越多
电阻
电流
通电时间
焦耳定律
Q =I Rt
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
公式：
意义：
单位：
探究三、焦耳定律的理解
1.焦耳定律内容：
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。
U2
R
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= t
　
如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
探究四、电能和电热的关系
在纯电阻电路，电流所做的功全部转化为内能，电路消耗的电能和生成的内能在数值上是相等的。
(纯电阻电路）
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
（非纯电阻电路)
在非纯电阻电路中，电流做的功只有一部分转化为内能，大部分转化为机械能，但通过线圈电阻R的电流仍使线圈发热，产生的热量Q=I2Rt，但此时Q≠W，而是Q＜W，即W=Q+机械能。
如电动机、电解槽等
纯电阻电路:
电能 → 内能
Q
I2Rt
W
UIt
=
M
非纯电阻电路:
电能 → 内能+其它形式的能
W
Q+E其
UIt
I2Rt=Q
＞
电流通过导体时，使导体只发热的用电器是利用电流的热效应，这类用电器称为电热器，而电热器的主要部分是发热体。
探究五、电热的利用和防止
1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
电熨斗
电热水器
电烤箱
电褥子
电烙铁
电饭锅
　　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。
　　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
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6480 J
例1.一根 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
答: 在 5 min 内共产生 6480 J 热量。
解:
I =　 = 　　　= 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
通过电阻丝的电流:
电阻丝产生的热量:
探究六、电热大小的计算
例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:
W总=UIt=220V×2A×60S=26400J
线圈中产生的热量：
Q=I2Rt=(2A)2×5 ×60S=120J
得到的机械能：
W机=W总－Q=26400J－120J=25200J
计算公式及其适用范围
1.下列用电器中，利用电流热效应工作的是 (　　)
C
A. 计算器
B. 电风扇
C. 电暖气
D. 电视
2.电熨斗通电一段时间后变得很烫，而连接电熨斗的导线却不怎么热，其原因是 （ ）A.导线的绝缘皮隔热 B.导线散热比电熨斗快C.通过导线的电流小于通过电熨斗的电流D.导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻
五、检查反馈
D
第十八章 电功率
3.某电炉丝电阻为100 Ω，通电10 s产生的热量为4×103 J，则通过电炉丝的电流是 (　　)
A.2 A B.4 A C.20 A D.40 A
4.电热器是利用电流的________来加热的设备，一台额定电压为220 V的电炉，电炉丝电阻为44 Ω，正常工作10 min，电炉丝产生的热量是________J。
6.6×105
热效应
A
5.一台线圈电阻为0.3 Ω的电动机，接在12 V的电源上时，通过电动机的电流为0.5 A，在2 min内电流产生的热量是____J，消耗的电能为______J。
9
720
6.小伟利用图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金丝的电阻小。
(1)实验中煤油吸热的多少是通过____________ (选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的。
(2)闭合开关后，通过两段金属丝中的电流_____。为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容_____水的比热容。(选填“大于”或“小于”)。
(3)该实验中用到的研究物理问题的方法是_________。
(4)通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升得的快，由此得出的实验结论是______________________________。
温度计示数
小于
电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多
控制变量法
相同
7.如图所示为电吹风内部结构电路图，当只闭合S2时，吹冷风，吹冷风时电吹风的功率为88 W；当S1和S2都闭合时吹热风，吹热风时电吹风的功率为440 W，试求：
(1)吹冷风时通过电动机的电流为多少？
(2)发热电阻的阻值为多少？
(3)吹5 min，发热丝产生的热量是多少？
解：（1）吹冷风时只有电动机工作，此时通过电动机的电流：
（2）吹热风时，电动机和电阻丝并联工作，此时通过电阻丝的发热功率：
电阻丝的阻值：
电阻丝产生的热量：
B.查一查（要求：每组最先完成的同学交给老师检查，然后该同学检查本组其他同学的完成情况）
C.思一思：
1.通过这节课，我们掌握哪些知识？
2.还有哪些不懂的地方？
D.评一评：（分“优”“良”“一般”评价导学案完成的情况，自我评价完成后交给学科组长，学科组长检查评价完全组最后交给教师检查并评价。）
自我评价：_____小组评价：_______教师评价：________
五、检查反馈

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