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九年级全一册物理第十八章 第3节
焦耳定律
第一课时
新课导入
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？
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。
电取暖器
电熨斗
电饭煲
电烤箱
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。
一、电流的热效应
热得发红
几乎不发热
电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？
影响电流产生热量的因素
电流通过导体产生的热量与什么因素有关？
实验
电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？
可能跟导体的电流、电阻、通电时间有关。
1、提出问题
2、猜想与假设
3、设计实验
两个相同的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，空气吸热后温度升高，使与之相连的U形管中的液面出现高度差。
实验器材：
1
实验方法：
2
每次只改变其中的一个因素，而控制其余几个因素不变。
控制变量法
通过U形管液面的高度变化来反映产生热量的多少。
转换法
4、进行实验
实验一：电热与电阻的关系
①选择两个阻值 （相同/不同）的电阻丝。需要控制 相同。
电流大小和通电时间
②因此，可以将它们 在电路中。
串联
相同
实验视频：电热与电阻的关系
在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，这段电阻产生的热量越多。
结论一
实验二：电热与电流的关系
①需要控制 相同，改变 。
电阻大小和通电时间
电流
②实验时，选择三根阻值相同的电阻丝，将一根相同的电阻丝与其中一根电阻丝 ，就可以改变电阻丝中电流的大小。
并联
怎么改变电流
实验视频：电热与电流的关系
在电阻、通电时间相同的情况下，电流越大，这段电阻产生的热量越多。
结论二
现象：随着通电时间越长，U型管中的液面高度差越大。
电热与通电时间的关系
在电阻与电流相同的情况下，通电时间越长，这段电阻产生的热量越多。
结论三
二、焦耳定律
英国物理学家焦耳做了大量实验，于1840年最先确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，从而得到了焦耳定律。
1、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。
2、公式：
Q=I2Rt
电流 I 的单位：安（A）
电阻 R 的单位：欧（Ω）
时间 t 的单位：秒（s）
热量 Q 的单位：焦（J）
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 =　 =　　　= 0.6 A
U
R
36 V
60 Ω
Q=I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s= 6 480 J
练一练
√
纯电阻电路
3、焦耳定律公式的推导
若电流做的功全部用来产生热量
Q = W
= UIt =Pt= = I2Rt
Q=I2Rt
（普遍使用）
P=UI= =I2R=
实例：白炽灯、电炉、电饭锅、电烙铁、卡住的电动机
非纯电阻电路
电能转化为其他形式的能和内能。
（W=Q+W外）
W=UIt=Pt
Q=I2Rt
P=UI=
实例：电风扇、转动的电动机
W＞Q
四个电阻器的电阻分别为R1、R2、R3、R4。如图甲所示，电阻为R1、R2的电阻器串联后接在电压为U的电路中;如图乙所示，电阻为R3、R4的电阻并联后也接在电压为U的电路中。已知R1=R3,R =R4,R1>R2。
(1)电阻为R1和R 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
(1)R1、R2串联,电流相同，利用公式 Q=I2Rt ，因为R1>R2,所以Q1>Q2
(2)R3、R4并联,电压相同，利用公式 ，因为R3>R4,所以Q3解：
练一练
√
后者
前提条件：
电流相同
Q=I2Rt
公式：
（串联）
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
想想议议
前者
前提条件：
电压相同
公式：
（并联）
三、电热的利用和防止
1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
电烤箱
电取暖器
用来加热
利用电流的热效应来工作的，工作时将电能转化为内能。
2.电热危害的防止
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。过多的热量，不能及时散失。会产生安全隐患。
散热设备
课堂小结
焦耳定律
电流的热效应
电流通过导体时电能转化成 能的现象
定义：
内
影响因素：
电压
电流
通电时间
焦耳定律
公式：
Q=I2Rt
I ——安（A）
R ——欧（Ω）
t ——秒（s）
Q ——焦（J）
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（ ）
A.甲放热多
B.乙放热多
C.同样多
D.无法判断
B
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.电烙铁 B.充电器
C.电风扇 D.一样多
A
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？
Q=W=Pt=40W×10×60s=24000J
解：
4、某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。
∵ P=I2R
∴
5、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=120J
得到的机械能为：
W机=W总－Q=26400J－120J=25200J
6、所以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
电炉丝和导线串联,电流相同，利用公式 Q=I2Rt ，因为R炉>R导,所以Q炉>Q导

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