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教学课件物理九年级上册粤教沪科版第十五章电能与电功率15.4探究焦耳定律【学习目标】1．知道电流的热效应及其在实际中的应用与控制.2．通过实验探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关.在设计实验的过程中运用控制变量法和转换法.3．了解焦耳定律，用焦耳定律说明生活、生产中的一些现象，会用焦耳定律进行简与的计算.核心考点：电热的计算.【课前预习】1.电流通过导体时，通电导体产生的热量,跟成正比，跟成正比，跟成正比．2.科学家有着强烈的好奇心和执着的探究精神，英国物理学家做了大量实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系．为了纪念他做出的贡献，人们将他的名字命名为的单位．3.一根阻值为10Ω的电阻丝，通过的电流为2A，通电20s电流产生的热量为J．电流的平方导线的电阻通电的时间焦耳热量800【课堂精讲】知识点1.通电导体放出的热量跟哪些因素有关（1）猜想与假设：通电导体放出的热量可能与导体的电阻、导体中的电流和通电时间有关（2）设计实验为了比较电阻丝产生热量的多少，可以将电阻丝浸没在一定质量的煤油中，通电时电阻丝产生的热量会被煤油吸收，煤油的温度就会升高.通电导体放出的热量越多，煤油吸热后升高的温度也越多.我们可以通过温度计示数的变化来比较电阻丝产生热量的多少.a．探究导体产生的热量跟电阻的关系要探究导体产生的热量跟电阻的关系，应选择两个阻值不同的电阻丝（如电阻为5欧的铜丝和电阻为10欧的镍铬合金丝）来进行实验.研究时要控制通过两个电阻丝的电流大小相等，因此，可将两个电阻丝串联在电路中.同时，注意通电时间的控制.b．探究导体产生的热量跟电流的关系要探究导体产生的热量跟电流的关系，应保持电阻值和通电时间不变，改变通过电阻丝的电流，这可以跟电阻丝串联一个滑动变阻器，通过移动滑动变阻器的滑片来改变电路中的电流.(3)进行实验：a.按电路图连接电路，通电前，先记下瓶中煤油的初始温度t0；通电后，没经过相同的时间（如1min），就记录一次两支温度计的示数，并记录在表一中.温度t/℃电阻R/Ωt0t1t2t3t4R1=R2=b.保持通电时间相同，调节滑动变阻器改变通过电阻丝的电流大小，观察R1电阻丝所在液体的变化，将测量记录结果记录在表二中.温度t/oC电流I/At0t1t2t3t4I1=I2=I3=（4）实验结论：a．当电流一定时，导体的电阻越大，热量产生的热量就越多b．当电阻一定时，通过导体的电流越大，导体产生的热量越多c．实验还得出，通电时间越长，导体产生的热量越多通电导体产生的热量与导体的电阻、导体中的电流以及通电时间有关.导体的电阻越大、通电时间越长，通电导体产生的热量越多.知识点2.焦耳定律（1）内容：电流流过导体时产生的热量，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.这个规律叫做焦耳定律.（2）公式：Q=I2RtQ表示电流流过导体时产生的热量，单位是J；I表示通过导体的电流，单位是A；R表示导体的电阻，单位是；t表示通电时间，单位是s.（3）导出公式：Q=Pt；Q=UIt；Q=U2/Rt这三个公式只适用于电能全部转化为内能的情况，也就是电流所作的功全部用来产生热量的纯电阻电路中.【例2】一台电炉通电后电炉丝热的发红，与电炉丝连接的导线却不怎么热，这台电炉的额定电压为220V，额定功率为1100W，与电炉丝连接的导线的电阻为0.1Ω，电炉正常工作10min，通过导线的电流为A，导线上产生的热量是J.【练习2】一台线圈电阻为0.3Ω电动机，接在12V的电源上时，通过电动机的电流为0.5A，在2min内电流产生的热量是J，转化成的机械能是J．971151500知识点3.电流热效应的应用的控制（1）电流热效应的应用电热器是利用电热的主要设备，它是利用电流的热效应来加热的设备.如：电烙铁、电熨斗、电炉、电热毯、电饭锅等.（2）电流热效应的控制对于不予要热量的用电器，电流热效应是一种浪费甚至会造成危害，因此就有必要把这部分热量散发出去.如电视机后盖上开了很多孔来通风散热，电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，这些都是为了把电热及时的散发出去.【例3】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，这主要是因为（）A．导线的绝缘皮隔热B．通过导线的电流小于通过电熨斗的电流C．导线散热比电熨斗快D．导线的电阻远小于电熨斗电热丝的电阻【练习3】下列情况中不属于防止电热危害的是（）A．电视机的后盖有许多孔B．电脑机箱内有小风扇C．电动机外壳有许多散热片D．家电长时间停用，隔一段时间应通电一次DD第十五章复习课考点1.电能和电能表考点分析：本考点的考查重点是由电能表的读数及电能表中的各参数的意思，电能的计算.1.电能表的重要参数：（1）“220V”是指电能表的额定电压是220V；（2）“10（20）A”是指这个电能表的标定电流为10安，额定最大电流为20安；（3）“50Hz”指这个电能表在50赫兹的交流电路中使用；（4）“600r/kW·h”指这个电能表每消耗一度电表盘转600转.1.电学仪器正常使用时示数如图所示，电能表读数为kW·h．2.5月底电能表示数如图所示，6月底电能表示数为100.0kW·h，那么6月份他家消耗了kW·h的电能.在某段时间内，转盘转过了400转，表示此段时间内他家用了度电．757.868.00.16考点2电功率（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，考查的重点是有关电功率的计算，考查难度较大，一般都为综合题，分值比重也较大，备考时要吃透这个考点.需掌握的知识点：（1）电功率是表示用电器消耗电能快慢的物理量，用符号P表示.（2）电功率大小等于用电器在1秒时间内所消耗的电能。电功率的计算公式是：P=W/t=UI.（3）电功率的国际主单位是：瓦特，用符号W表示；另一个常用单位是：千瓦，用符号kW表示；它们之间的换算关系是：1kW=1000W.（4）额定电压是指用电器正常工作时的电压；额定功率是指用电器在额定电压下的功率。当灯泡的实际电压偏高时，灯泡实际功率会偏大，灯泡强烈发光；当灯泡的实际电压偏低时，灯泡实际功率会偏小，灯泡发光暗淡.考点3伏安法测电功率（高频考点）考点分析：本考点是广东中考的高频考点，是重要的电学实验，考查难度较大，考查的都是综合题，分值所占比重较大，备考时要也要吃透这个考点.需掌握的知识点测量小灯泡的电功率1.实验原理：P=UI2.实验器材：电源、开关、导线、小灯泡、电流表、电压表、滑动变阻器3.实验步骤：通过调节变阻器，可以使灯泡两端电压分别为1.2U额、U额、0.8U额，观察灯泡亮度，并记录电压表和电流表的示数，计算出对应的电功率考点4电热及其应用考点分析：本考点近几年均未考查，备考时要重视，考查的重点是有关电热的计算.应掌握的知识点：（1）电流的热效应：是指电流通过导体时电能转化为热能的现象.（2）焦耳定律：Q=I2Rt.（3）利用电热的实例有：长时间不用的电视机会受潮，可以每过一段时间通电利用电热来驱潮：各种电热器（自身发热的电热器）如电热水器、电饭锅、电熨斗、电热孵化器；电热器的主要组成部件是发热体，它是用电阻较大、熔点高的材料制成.（4）防止电热危害的实例有：不要让电视机长时间工作；电视机的外壳上有散热窗、电动机外壳装有许多翼状的散热片、电脑内部装有散热风扇等.1.由于电流的____效应，当电流通过电阻时会产生热量.一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，通过电阻丝的电流为A，在10min内产生的热量J.2.如图11是研究电能转化为内能的大小与什么因素有关的实验装置.已知两个相同的烧瓶甲、乙装有相同质量的煤油，甲瓶中电阻丝的电阻为100Ω，乙瓶中电阻丝的电阻为100Ω.当闭合开关一段时间后，观察到甲瓶中玻璃管内煤油液面上升较高，说明在___________相同时，_____越大产生的热量越多.在这段时间内，甲、乙两电阻丝产生的热量之比是_____.热0.61.296×104通过的电流电阻5:3