初中物理15.4 探究焦耳定律獲獎教學(xué)ppt課件-課件下載-教習(xí)網(wǎng)

1．能通過生活實例，認(rèn)識電流的熱效應(yīng)。2．通過實驗，探究通電導(dǎo)體放出的熱量與哪些因素有關(guān)。在設(shè)計實驗過程中運(yùn)用控制變量法和轉(zhuǎn)換法。3．能在實驗的基礎(chǔ)上引出焦耳定律，會應(yīng)用焦耳定律進(jìn)行計算。
爸爸根據(jù)什么道理判定小明是否看過電視？
生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。
電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。
提出問題：電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？
（1）浴霸燈泡和電線串聯(lián)在電路中，電流相同，燈泡下面非常熱，電線卻不怎么熱，這是為什么？
（2）如果將小功率的浴霸燈泡換成大功率的浴霸燈泡，燈泡下面更熱，這又是為什么？
（3）浴霸燈泡通電的時間更長，會產(chǎn)生更多的熱量，這說明了什么？
猜想：影響電熱大小的因素——
想一想，我們應(yīng)該采用什么樣的研究方法？
用電阻絲給密封容器里的空氣加熱，U形管中液面高度的變化反映空氣溫度的變化，進(jìn)而比較電熱的大小。
由于電流通過用電器所產(chǎn)生熱量的大小不易直接進(jìn)行觀察比較，實驗中怎樣將它變?yōu)楸阌谥苯佑^察比較的現(xiàn)象呢？
U形管連接的容器加熱后，溫度升高，氣體膨脹，壓力變大，液面升高。
目標(biāo)：在電流相同、電阻不同時，產(chǎn)生電熱的效果如何呢？思考： ①實驗設(shè)計中，怎樣保證電流等大？ ②用什么儀器反映產(chǎn)生熱量的多少？
①電阻串聯(lián)時電流相同。②與U形管連接的容器加熱后，溫度升高，氣體膨脹，壓力變大， U形管中液面升高。
①看到了什么現(xiàn)象？②得到了什么結(jié)論？
思考：①此時，哪個電流??？為什么？②并聯(lián)分流的電阻為什么要放在盒子外面?
讓不同的電流流過相同的電阻，看效果會如何呢？
①右邊的發(fā)熱器熱量少，因為并聯(lián)的電阻分去一半的電流。②不讓它產(chǎn)生的熱量影響盒內(nèi)的溫度。
現(xiàn)象：R相同時，電流 I 大的液面升高快，即產(chǎn)生的熱量Q 多。結(jié)論：在電阻和通電時間相同時，通過電阻的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。
①看到了什么現(xiàn)象？ ②得到了什么結(jié)論？
通過以上實驗?zāi)隳芸偨Y(jié)出什么規(guī)律？
結(jié)論1. 在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
結(jié)論2. 在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。
結(jié)論3. 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。
　　焦耳（James Presctt Jule， 1818—1889），英國物理學(xué)家。他用近 40 年的時間做了 400 多次實驗，研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實驗，于 1840 年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。
Q = I 2 R t
熱量電流電阻時間
J A Ω s
二、焦耳定律電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比。
為什么用導(dǎo)線連接的電爐通電后，電爐很快發(fā)紅發(fā)熱，而導(dǎo)線卻不熱？
因?qū)Ь€電阻很?。ò俜种畮讱W姆），而電爐電阻很大（幾十歐姆到上百歐姆），串聯(lián)時導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量很微小，故感覺不熱。
根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律。 ?
根據(jù)歐姆定律U ＝IR
又因為 W ＝ UIt?
若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，即 Q ＝?W?
Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×5×60 s = 6 480 J
　　一根 60 Ω 的電阻絲接在 36 V的電源兩端，在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?
答: 在 5 min 內(nèi)共產(chǎn)生 6 480 J 熱量。
　　額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?
　　電熱器的優(yōu)點(diǎn): 清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。
　　很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時要用微型風(fēng)扇及時散熱等。
1．下列家用電器，利用電流的熱效應(yīng)工作的是(　　)
2．電爐中的電阻絲通電一段時間后變得很燙，而連接的導(dǎo)線卻不怎么熱，主要是(　　)A．通過導(dǎo)線的電流小于通過電阻絲的電流 B．導(dǎo)線的絕熱皮隔熱C．導(dǎo)線的電阻遠(yuǎn)小于電阻絲的電阻 D．導(dǎo)線散熱比電阻絲快
3．下列用電器均標(biāo)有“220 V　100 W”，在額定電壓下工作相同時間產(chǎn)生熱量最多的是(　　) A．電熱水袋　　B．電視機(jī) 　　 C．電風(fēng)扇　　 D．電燈４．某導(dǎo)體電阻為10 Ω，通電5 min產(chǎn)生的熱量是1200 J，當(dāng)通過該導(dǎo)體的電流增大為原來的2倍時，在相等時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量是_______J。5. 下列情況中防止電熱危害的是(　　) A．電視機(jī)背后有散熱窗 B．家電長時期不使用，隔一段時間要通電一次 C．家庭電路一般安裝保險絲 D．大型爆破工程用電熱引發(fā)炸藥
6．探究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與什么因素有關(guān)”的實驗。如圖甲和乙所示，兩個透明容器中密閉著等質(zhì)量的空氣，兩容器中的電阻絲串聯(lián)起來，連接到電源兩端，通電一定時間后，比較兩個U形管中液面高度差的變化。（1）在圖甲中，通過兩電阻絲的電流_______；該裝置是探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體_______的關(guān)系。（2）在圖乙中，是探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通過導(dǎo)體________的關(guān)系。（3）在該實驗中，我們是通過觀察U形管中兩側(cè)液面的_________來比較各容器中電阻絲產(chǎn)生熱量的多少的。