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人教版九年级物理全册第十八章电功率第4节《焦耳定律》综述
实验结论: 1、在电流、通电时间相同的情况下,电阻越大,产生的热量越多。 (I与t相同,R越大,Q越多) 2、在通电时间、电阻相同的情况下,电流 越大,产生的热量越多。 ( R与t相同,I越大,Q越多) 3、在电阻、电流相同的情况下,通电时间越长,产生的热量越多。 ( R与I相同,t越大,Q越多) 1.电流通过导体时,电能转化为热的现象,叫电流的热效应。 * * 焦耳定律 第十八章 第4节 用手摸一下电视机后盖 上周六,小刚同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业,不要看电视。当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 ,后来发现小刚说了谎。 生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生。 你有类似的经历吗,这个故事对你有什么启示? 生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。 电热壶 电烤箱 电炉 电饭锅 热水器 电热器 通电后,这些用电器会发热,为什么? 一、电流的热效应: 电流通过导体时电能转化为内能,这种现象叫做电流的热效应。 电流通过导体产 生热的多少跟什么因素有关? 点亮的灯泡过一会儿会烫手,说明什么? 导线和电熨斗串联,为什么电熨斗很热而导线并不很热?说明什么? 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? 想想议议 [猜想与假设] 1.可能与电阻有关。电阻越大,电流热效应越大 电流的热效应与那些因素有关? 2.可能与电流有关。电流越大,电流热效应越大 3.可能与通电时间有关。通电时间越长,电流热效应越大 [设计实验] 讨论1.当一个物理量被猜测与多个因素有关,应用 什么 方法去研究? 答:控制变量法 讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量? 答:转换法 电热—— 气体(或液体)受热膨胀,观察产生热量的多少 实验中,通过观察U形管中液面高度的变化 来判断产生热量的多少, 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 演示实验 实验装置 实验1: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。 实验2:研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω 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。 焦耳(James Prescott Joule,1818—1889),英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验,研究热和功的关系。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、电阻和通电时间的关系。 焦 耳 3.单位:焦耳(J) Q = I 2 R t 热量 电流 电阻 时间 J A Ω S 公式: 意义: 单位: 二、焦耳定律 2.公式:Q = I 2 Rt? 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。 我们学习了焦耳定律,怎样回答前面的问题? 导线和电炉丝串联,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热呢? 答:电炉通过导线接到电路中,导线中的电流跟电炉丝中的电流相等,但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多,根据焦耳定律Q=I2Rt知,电流相等时,电阻大的,相同时间里放出的热较多,所以电炉丝很热,而导线却不热。 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 如:电暖器,电饭锅,电炉子等。 2.当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能: W>Q热 电能 内能+机械能 三、电能和电热关系 Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 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? 答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。 解: 例题 I = = = 0.6 A U R 36 V 60 Ω 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 答: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
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