焦耳定律公开课精选课件.ppt

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1、关于焦耳定律公开关于焦耳定律公开课课第一页，本课件共有36页 复习回顾复习回顾1、电流做功的过程的本质是、电流做功的过程的本质是 过程。过程。2、说出你知道的计算电功的公式。、说出你知道的计算电功的公式。3、对下面的用电器进行分类、对下面的用电器进行分类A：日光灯：日光灯 B：暖手宝：暖手宝C：手电筒：手电筒 D：洗衣机洗衣机E：可充电玩具小汽车：可充电玩具小汽车 F：电扇：电扇 G：电饭煲：电饭煲H：电视机：电视机 I：取暖器：取暖器 J：电吹风：电吹风 K：饮水机：饮水机第一类：第一类：第二类：第二类：第三类：第三类：电能转化为其它电能转化为其它形式能量的形式能量的W=Pt=UIt=U2/

2、R t=I2Rt第二页，本课件共有36页家中常用的电热器家中常用的电热器看一看看一看 热热得得快快电暖气电暖气电熨斗电熨斗电热毯电热毯第三页，本课件共有36页想一想想一想 定义：电流流过导体时，导体就要发热，这种现定义：电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做象叫做电流的热效应电流的热效应。电流的热效应是电流的。电流的热效应是电流的基本效应。基本效应。1 1、电流流过导体时，导体产生的热量的多少、电流流过导体时，导体产生的热量的多少与哪些因素有关呢？与哪些因素有关呢？第四页，本课件共有36页现象：电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？根据此现象，你能做出怎样的

3、猜想？why why？合理猜测合理猜测1第五页，本课件共有36页着火着火了！了！why why？合理猜测合理猜测2根据此现象，你又能做出怎样的猜想？第六页，本课件共有36页跟跟电流电流有关有关跟跟电阻电阻有关有关跟跟时间时间有关有关返回返回合理猜测合理猜测返回返回第七页，本课件共有36页实验名称：实验名称：实验方法：实验方法：实验猜想：实验猜想：研究电流通过导体产生的热量Q 跟电流大小I，电阻R和通电时间t的关系。实验设计：实验设计：1、如何在实验中展示出电流产生的热量Q的多少？2、如何控制电流大小I相同？3、如何控制电阻R的大小不变？4、通电时间t比较好控制。控制变量法探究电流产生的热量跟哪

4、些因素有关？制定方案制定方案第八页，本课件共有36页1、如何控制电流相同？、如何控制电流相同？让电阻串联2、如何控制电阻大小相同？、如何控制电阻大小相同？用2个相同的电阻 返返 回回探究如何控制探究如何控制 I、R、t 返返 回回第九页，本课件共有36页电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见也摸不着，如何测量呢？产生的热量既看不见也摸不着的科学量既液面的高度变化看得见也能测量的科学量转化转化转化转化（转化法）寻找观察电热的方法寻找观察电热的方法第十页，本课件共有36页演示电阻丝电阻丝结论：结论：实验验证实验验证1在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值阻值 大大 的电阻产生的热量

5、多。的电阻产生的热量多。探究一：电热多少与电阻大小的关系探究一：电热多少与电阻大小的关系第十一页，本课件共有36页演示电阻丝电阻丝结论：结论：实验验证实验验证2探究二：电热多少与通电时间的关系探究二：电热多少与通电时间的关系在电流、电阻相同时在电流、电阻相同时，通电时间长通电时间长 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。第十二页，本课件共有36页演示电阻丝电阻丝结论：结论：返回返回实验验证实验验证3探究三：电热多少与电流大小的关系探究三：电热多少与电流大小的关系在电阻、通电时间相同时在电阻、通电时间相同时，电流大电流大 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。第十三页，本课件共有36页1.内

6、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：Q=I2Rt3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦.注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到倍9英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定电热跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律.得出结论得出结论第十四页，本课件共有36页焦耳（焦耳（James Prescott Joule，18181889），英国物理学家。用），英国物理学家。用近近 40 年的时间做了年的时间做了 400 多次实验，多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实研究热和功的

7、关系。通过大量的实验，于验，于 1840 年最先精确地确定了电年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。焦耳逝世后，为了纪念时间的关系。焦耳逝世后，为了纪念焦耳，人们把功和能的单位定为焦耳。焦耳，人们把功和能的单位定为焦耳。焦焦 耳耳第十五页，本课件共有36页电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?演示实验演示实验实验装置实验装置第十六页，本课件共有36页实验实验1：研究电热与电阻关系：研究电热与电阻关系R1=5 R2=10 A在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越在电流相同、通电时间相同的情况下，电

8、阻越大，这个电阻产生的热量越多。大，这个电阻产生的热量越多。第十七页，本课件共有36页实验实验2：研究电热与电流关系：研究电热与电流关系I=2I1IAR=5 R=5 R=5 I1在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个在电阻相同、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电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。多。第十八页，本课件共有36页根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.纯电阻电路：纯电阻电路：纯电阻电路：纯电阻电路：W=QQ=Pt=UIt=UU2 2/R t=I2Rt非纯电阻电路：非纯电阻电路：WQ (WUIt UIt=W其他其

9、他其他其他Q)焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效对只存在电流热效应的电路也可用应的电路也可用Q=W=UIt=Pt=U2 t/R 来计算热量来计算热量.Q=W=UIt=I2Rt又又W=UIt若电流做的功全部用来产生热量即若电流做的功全部用来产生热量即Q=W注意：注意：返回返回交流讨论交流讨论第十九页，本课件共有36页1、当、当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为安的电流通过一金属线时产生的热量为QQ1，若，若使通过的电流增加到使通过的电流增加到0.4安时，在相同的时间内产生的热量安时，在相同的时间内产生的热量安时，在相同的时间内产生的热量

10、安时，在相同的时间内产生的热量为为为为QQ2 2，那么，那么Q2是是是是Q1的的()A、2倍倍 B、4倍倍 C C、0.25倍倍 D、0.5倍倍B2 2、两个电热器的电阻之比为、两个电热器的电阻之比为4 43 3，通过相同的电流，在，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为相等的时间里产生的热量之比为_；若两个电热器的；若两个电热器的；若两个电热器的；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为电阻相同，通过的电流强度为电阻相同，通过的电流强度为电阻相同，通过的电流强度为1 13 3，在相等的时间里产生，在相等的时间里产生的热量之比为的热量之比为_。43193 3、某电热器电阻丝的电阻是、某

11、电热器电阻丝的电阻是、某电热器电阻丝的电阻是、某电热器电阻丝的电阻是2 2欧，当欧，当欧，当欧，当1 1安的电流通过时，安的电流通过时，安的电流通过时，安的电流通过时，1 1分钟产生的分钟产生的分钟产生的分钟产生的热量是多少焦？热量是多少焦？热量是多少焦？热量是多少焦？解：解：Q=I2Rt=(1A)2 2 60S=120J第二十页，本课件共有36页v制电热器（要求电热丝材料电阻率大、熔点高）v制白炽灯电流热效应的利用和预防电流热效应的利用和预防第二十一页，本课件共有36页常见的电热的应用电炉电炉电热毯电热毯热热得得快快电热水壶电热水壶电暖气电暖气电熨斗电熨斗第二十二页，本课件共有36页电热的预

12、防计算机显示器的散热孔计算机CPU的散热风扇第二十三页，本课件共有36页提出问题提出问题电流通过电热器所产生的热量多少与哪些电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？因素有关？科学探究的过程科学探究的过程合理猜想合理猜想合理猜想合理猜想实验验证实验验证制定方案制定方案得出结论得出结论交流讨论交流讨论交流讨论交流讨论电流通过电热器所产生热量的多少可能电流通过电热器所产生热量的多少可能与与I I、R R、T T有关。有关。控制变量法、转换法。控制变量法、转换法。猜想正确，猜想正确，Q Q与与I I、R R、T T有关有关Q=I2Rt纯电阻电路中纯电阻电路中W=Q；非纯电阻电路；非纯电阻电路WQ

13、第二十四页，本课件共有36页123焦耳定律：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纯电阻电路：纯电阻电路：WW=Q=PtPt=UIt=U2/R t/R t=I2Rt非纯电阻电路：非纯电阻电路：WQ (WWUIt UIt=W其他其他其他其他Q)电热的电热的好处好处是可以制作各种电热器；是可以制作各种电热器；坏处坏处是浪是浪费不必要的电能甚至可能引发火灾。费不必要的电能甚至可能引发火灾。第二十五页，本课件共有36页1、利用如图所示的装置探究利用如图所示的装置探究“导体产生导体产生的的热量与电阻大小的关系热量与电阻大小的关系”两瓶煤油中都浸

14、泡着一段金属丝，烧两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧瓶瓶A中的金属丝电阻比较小，中的金属丝电阻比较小，烧瓶烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大两瓶煤油中温度计可以显示比较大两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度煤油的温度（1）根据控制变量法的研究思想，应）根据控制变量法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量该使这两个烧瓶中煤油的质量 （2）实验中，发现烧瓶）实验中，发现烧瓶B中温度计的示数升高的快这表明：中温度计的示数升高的快这表明：在在 和通电时间相同的情况下，导体的电阻越和通电时间相同的情况下，导体的电阻越 ，电流产，电流产生的热量越生的热量越 。BA相等相等电

15、流电流大大多多焦耳定律焦耳定律第二十六页，本课件共有36页RR2、研究电热与电流的关系，那么就要控制、研究电热与电流的关系，那么就要控制 和通电时间不变。所以就设计以上的电路，用了相同的和通电时间不变。所以就设计以上的电路，用了相同的电热丝来保证电阻相同。那么怎样使并联的两个电阻电流不同呢？电热丝来保证电阻相同。那么怎样使并联的两个电阻电流不同呢？。最后发现：电流大的那个支路，煤油的示数上升的快。所以表明最后发现：电流大的那个支路，煤油的示数上升的快。所以表明在电阻和通电时间相同的情况下，导体的电流越在电阻和通电时间相同的情况下，导体的电流越 ，电流产生的，电流产生的热量越热量越 。RR电阻电

16、阻移动滑动变阻器的滑片移动滑动变阻器的滑片大大多多第二十七页，本课件共有36页1）为什么选用煤油，而没有用水？（为什么选用煤油，而没有用水？（）3、实验中，几个重要的问题，你能回答出来吗？、实验中，几个重要的问题，你能回答出来吗？3）通过什么样的连接方式可以使阻值不同的电阻丝保）通过什么样的连接方式可以使阻值不同的电阻丝保持相同的电流？持相同的电流？2）本实验电流产生热量的多少是通过什么方式来表）本实验电流产生热量的多少是通过什么方式来表明的？明的？A因为煤油有颜色便于观察因为煤油有颜色便于观察 B因为煤油有比较大的热值因为煤油有比较大的热值C因为煤油是绝缘体、可以增强实验的安全性因为煤油是绝

17、缘体、可以增强实验的安全性 D因为煤油有比较小的比热容因为煤油有比较小的比热容C、D第二十八页，本课件共有36页4.电热器:利用电流做功将能转换为能的装置.5.电热器的原理:利用电流的制成的加热设备。电热器主要组成部分是。它是由电阻率。熔点的合金丝制成的加热设备。电内热效应发热体大高焦耳定律焦耳定律第二十九页，本课件共有36页【练习练习6】：下面各种用电器的额定功下面各种用电器的额定功率均为率均为100W，当它们都正常工作时，单，当它们都正常工作时，单位时间内电流产生热量和做的电功说法位时间内电流产生热量和做的电功说法正确的是（正确的是（）1、电扇、电扇 2、灯泡、灯泡、3、电饭煲、电饭煲 4

18、、电脑、电脑：因为功率相同，所以产生热量和所做的电功都相等。：因为功率相同，所以产生热量和所做的电功都相等。：电饭煲产生的热量最多，做的电功都相等。：电饭煲产生的热量最多，做的电功也最多。：电饭煲和灯泡产生的热量和所做电功一样多。B焦耳定律焦耳定律第三十页，本课件共有36页【练习练习7】：为了研究温度对种子发芽的影为了研究温度对种子发芽的影响响,课外活动小组要做一只电烘箱课外活动小组要做一只电烘箱,要求在要求在10min10min内产生内产生6106104 4J J的热量的热量,接用的是家接用的是家庭电路庭电路,请计算一下这只电烘箱电热丝的电请计算一下这只电烘箱电热丝的电阻是多少阻是多少?解：

19、解：因为是纯电阻电路，所以因为是纯电阻电路，所以 Q=W=I2Rt=U2/Rt即：即：R=U2/Qt =(220V)2/(6104J)10 60S =484 焦耳定律焦耳定律第三十一页，本课件共有36页【练习练习8】：某小电动机正常工作时的电压某小电动机正常工作时的电压为为12V12V，正常工作时的电流为，正常工作时的电流为2A2A，经检测，经检测，该电动机的绕线电阻为该电动机的绕线电阻为2 2。求（。求（1 1）该电）该电动机正常工作动机正常工作5S5S产生的热量产生的热量Q Q（2 2）该电动机的效率。）该电动机的效率。解解解解（1 1）Q=I2Rt=（2A）22 5S=40J （2）电动

20、机电动机5S内做的电功内做的电功内做的电功内做的电功 W=UIt=12V2A2A5S=120J其中机械功：其中机械功：W W机机=W-Q=120J-40J=80J=W-Q=120J-40J=80J=W-Q=120J-40J=80J=W-Q=120J-40J=80J 机械效率：机械效率：=W=W机机/W=80J/120J=66.7%/W=80J/120J=66.7%焦耳定律焦耳定律第三十二页，本课件共有36页【练习练习8】：某电动机标有某电动机标有“6V1A”6V1A”字样，能在字样，能在10S10S内内将质量为将质量为1Kg1Kg的砝码提升的砝码提升4.84.8米，求米，求（1 1）该电动机的

21、效该电动机的效率（率（2 2）电动机的电阻）电动机的电阻R R（2）因为电动机是非纯电阻电路，所以因为电动机是非纯电阻电路，所以 Q=W Q=W20%=(6V1A10s)20%=12J R=Q/I2t =I =I2J/(1A)2 J/(1A)2 10S=1.2焦耳定律焦耳定律解：解：解：解：（1）=W=W机机机机/W/W电电=Gh/UIt=Gh/UIt=Gh/UIt=Gh/UIt =(1Kg =(1Kg10N/kg4.8m)/(6V1A10s)=80%第三十三页，本课件共有36页小知识-勿将空调靠近窗帘 第三十四页，本课件共有36页 祝大家学习进步祝大家学习进步 再见再见第三十五页，本课件共有36页感谢大家观看第三十六页，本课件共有36页