人教课标版九年级物理全册第18章电功率第4节焦耳定律及其应用课件.ppt

？？？？电流有三个效应：热效应、磁效应、化学效应电流有三个效应：热效应、磁效应、化学效应焦耳定律实验焦耳定律实验 视频视频(2分分15秒秒)电热与电阻的关系电热与电阻的关系电热与电流的关系电热与电流的关系　　1．．　　　　 Q = W = UIt = I2Rt　　如：　　如：电电暖器，暖器，电饭锅电饭锅，，电电炉子等　　　　2．．当当电电扇工作扇工作时时，消耗的，消耗的电电能主要能主要转转化化为电为电机的机械能：机的机械能：　　　　W＞＞Q热热电能和电热关系电能和电热关系电能电能 内能内能+ +机械能机械能　答：前者说电阻越小，　答：前者说电阻越小，正常工作时正常工作时单位时间内产生单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；的热量越多，前提条件是电压相同； 而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾所以我们在应前提条件是电流相同，两者并不矛盾所以我们在应用公式时应该特别注意条件用公式时应该特别注意条件。

电热的利用和防止 视频(3分52秒)Q=Q=W=P t =450W W=P t =450W ××6 60 0 s = 27000 J s = 27000 JQ=IQ=I 2 2RtRt = = ( (2 2A A））2 2 ××2 2Ω Ω ××6 60 0 s =480 J s =480 JP P= =U U 2 2/ /R R = = ( (2 220A20A））2 2 /1 /12 210Ω =40W10Ω =40WQ=Q=W=P t =40W W=P t =40W ××6 60 0 s s ××10= 24000 J10= 24000 JP P= =W/W/t t = = 6.66.6 ××1 10 04 4 J /60 s = 1.1 J /60 s = 1.1 ××1 10 03 3 WW略答：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处答：在家庭电路中，导线相互连接处因接触不良，该处的电阻较大，在电流、通电时间相同时，产生的热量较的电阻较大，在电流、通电时间相同时，产生的热量较多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾多，往往比别处更容易发热，甚至引起火灾。

20092009• •仙桃）在家庭电路中，导线相互连接处往往比仙桃）在家庭电路中，导线相互连接处往往比别处更容易发热，甚至引起火灾原因是连接处（　　）别处更容易发热，甚至引起火灾原因是连接处（　　）A A．电流比别处小，产生的热量多．电流比别处小，产生的热量多 B B．电流比别处大，产生的热量多．电流比别处大，产生的热量多 C C．电阻比别处小，产生的热量多．电阻比别处小，产生的热量多 DD．电阻比别处大，产生的热量多．电阻比别处大，产生的热量多 D D（（20132013日照）随着城市化建设的发展，日照）随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上小丽在使用过程安装在卫生间的墙上小丽在使用过程中发现：中发现：某型号电热水器某型号电热水器额定电压额定电压/V/V220220额定电功率额定电功率/W/W24202420容积容积/dm/dm3 35050商品特征：安全防电墙、防水、商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮防尘、防潮（（1 1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热40min40min，热，热水器上的温度示数由水器上的温度示数由22℃22℃上升到上升到46.2℃46.2℃。

已知水的比热容为已知水的比热容为4.24.2××10103 3J/(kg. ℃),J/(kg. ℃),水的密度为水的密度为1.01.0××10103 3kg/mkg/m3 3，求此过程中，求此过程中电热水器的热效率电热水器的热效率2 2）该热水器在某时间段使用时，）该热水器在某时间段使用时，20min20min内产生的热量为内产生的热量为2.42.4××10106 6J J，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压求通过电热水器的电流和它工作的实际电压3 3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于20V20V，保证异，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全如图所示，若人体的常漏电情况下，接触热水器的人的安全如图所示，若人体的最大电阻为最大电阻为20MΩ20MΩ，试求防电墙的电阻试求防电墙的电阻某型号电热水器某型号电热水器额定电压额定电压/V/V220220额定电功率额定电功率/W/W24202420容积容积/dm/dm3 35050商品特征：安全防电墙、防水、商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮防尘、防潮（（1 1）注满水的电热水器，在额定电压）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热下连续加热40min40min，热水器上的温度，热水器上的温度示数由示数由22℃22℃上升到上升到46.2℃46.2℃。

已知水的已知水的比热容为比热容为4.24.2××10103 3J/(kg. ℃),J/(kg. ℃),水的密水的密度为度为1.01.0××10103 3kg/mkg/m3 3，求此过程中电，求此过程中电热水器的热效率热水器的热效率1 1））mm= =ρVρV = =1.01.0××10103 3kg/mkg/m3 3××5050××1010-3-3mm3 3 =50kg =50kg Q=Q=cmΔtcmΔt =4.2=4.2××10103 3J/(kg. ℃)J/(kg. ℃) ××5050kg kg ××(46.2℃-22℃)(46.2℃-22℃)=5082000J=5082000J W=Pt =W=Pt = 2420W 2420W××4040××60s60s=5808000J=5808000J η=Q η=Q/ /W W = =5082000J5082000J/ /5808000J=5808000J=87.5 %87.5 %某型号电热水器某型号电热水器额定电压额定电压/V/V220220额定电功率额定电功率/W/W24202420容积容积/dm/dm3 35050商品特征：安全防电墙、防水、商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮防尘、防潮（（2 2）该热水器在某时间段使用时，）该热水器在某时间段使用时，20min20min内产生的热量为内产生的热量为2.42.4××10106 6J J，求通过电热水器的电，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压。

流和它工作的实际电压2 2））R R= =U U额额2 2/ /P P额额= =（（220V220V））2 2/2420W=20/2420W=20Ω Ω Q=Q=I I 2 2RtRt 得：得：I I= = = = =10A=10A由由U U= =IRIR=10A=10A××2020Ω Ω=200V=200V某型号电热水器某型号电热水器额定电压额定电压/V/V220220额定电功率额定电功率/W/W24202420容积容积/dm/dm3 35050商品特征：安全防电墙、防水、商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮防尘、防潮（（3 3）防电墙技术就是在电热水器内部）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于理后，使人体承受的电压不高于20V20V，，保证异常漏电情况下，接触热水器的人保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全。

如图所示，若人体的最大电阻的安全如图所示，若人体的最大电阻为为20MΩ20MΩ，试求防电墙的电阻试求防电墙的电阻3 3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，电流）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，电流相等，即：相等，即：U U人人/ /R R人人= =U U墙墙/ /R R墙墙 U U人人+ + U U墙墙=220V =220V 防电墙的电阻为防电墙的电阻为R R墙墙= = U U墙墙R R人人/ /U U人人= =（（220V-220V-20V20V））××20MΩ/20V=200MΩ 20MΩ/20V=200MΩ （（2013日照）随着城市化建设的发展，许多家日照）随着城市化建设的发展，许多家庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为庭都住进了高楼大厦，小丽家住进新楼后，为了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器了淋浴的方便，购置了一款某型号的电热水器（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上小（其铭牌见下表），安装在卫生间的墙上小丽在使用过程中发现：丽在使用过程中发现：（（1）注满水的电热水器，在额定电压下连续加）注满水的电热水器，在额定电压下连续加热热40min，热水器上的温度示数由，热水器上的温度示数由22℃℃上升到上升到46.2℃℃。

已知水的比热容为已知水的比热容为4.2×103J/(kg. ℃℃),水的密度为水的密度为1.0×103kg/m3，求此过程中电热水，求此过程中电热水器的热效率器的热效率2）该热水器在某时间段使用时，）该热水器在某时间段使用时，20min内产内产生的热量为生的热量为2.4×106J，求通过电热水器的电流，求通过电热水器的电流和它工作的实际电压和它工作的实际电压3）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久）防电墙技术就是在电热水器内部形成永久性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承性电阻，电热水器经防电墙处理后，使人体承受的电压不高于受的电压不高于20V，保证异常漏电情况下，，保证异常漏电情况下，接触热水器的人的安全如图所示，若人体的接触热水器的人的安全如图所示，若人体的最大电阻为最大电阻为20MΩ，试求防电墙的电阻试求防电墙的电阻某型号电热水器某型号电热水器额定电压额定电压/V/V220220额定电功率额定电功率/W/W24202420容积容积/dm/dm3 35050商品特征：安全防电墙、防商品特征：安全防电墙、防水、防尘、防潮水、防尘、防潮（（1 1）水箱中水的质量为）水箱中水的质量为mm= =ρVρV 水箱中的水吸收的热量水箱中的水吸收的热量 Q=Q=cmΔtcmΔt (1(1分分) ) 水箱中的水在额定电压下连续加热水箱中的水在额定电压下连续加热40min40min消耗消耗的电能为的电能为W=Pt W=Pt 电热水器加热时的热效率为电热水器加热时的热效率为η= Q/η= Q/WW= =cmΔtcmΔt / / Pt Pt (1(1分分) )η η=4.2=4.2××10103 3J/(kg. ℃) J/(kg. ℃) ××1.01.0××10103 3kg/mkg/m3 3××5050××1010-3-3mm3 3××(46.2℃-(46.2℃-22℃)/2420W22℃)/2420W××4040××60s60s=87.5% =87.5% (1(1分分) )（（2 2）由）由P P= =U U2 2/ /R R得，电热水器的电阻得，电热水器的电阻R R= =U U额额2 2/ /P P额额= =（（220V220V））2 2/2420W=20/2420W=20Ω Ω (1 (1分分) )Q=Q=I I2 2RtRt 得，通过热水器的电流得，通过热水器的电流I I= = =10A (1=10A (1分分) )由由U U= =IRIR=10A=10A××2020Ω Ω=200V =200V (1(1分分) )（（3 3）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，）在异常漏电的情况下，人体与防电墙串联，电流相等，即：电流相等，即：U U人人/ /R R人人= =U U墙墙/ /R R墙墙(1(1分分) )U U人人+ + U U墙墙=220V =220V 防电墙的电阻为防电墙的电阻为R R墙墙= = U U墙墙R R人人/ /U U人人= =（（220V-220V-20V20V））××20MΩ/20V=20MΩ (120MΩ/20V=20MΩ (1分分) )。