九年級上冊物理焦耳定律的內容包括:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。可以用焦耳定律公式Q=I2Rt進行計算。
例題:
實驗探究:測量電熱器產生的熱量
【實驗目的】
通過實驗,探究電熱器產生的熱量與電流、電阻的關系。
【實驗器材】
電熱器、電源、開關、導線若干、鐵架臺、帶金屬片的燒杯、水。
【實驗步驟】
1. 按照圖17-3所示,連接電路。注意檢查電路無誤后,再閉合開關。
2. 調整鐵架臺的高度,使燒杯處于便于測量液體溫度的位置,同時觀察并記錄燒杯上方的玻璃管里的小液滴,使其能在玻璃管內上下均勻排列。
3. 往燒杯中倒入適量水,將電熱器放置在燒杯上方,與燒杯保持良好接觸。
4. 閉合開關,觀察并記錄電流表和加熱時間,同時觀察液滴上下運動的情況。當水沸騰時,及時記錄數據。
5. 斷開開關,斷開電路。
6. 分析實驗數據,得出結論。
【實驗數據】(部分)
| 時間(min)| 電流(A)| 電阻(Ω)| 溫度變化(℃)|
| --- | --- | --- | --- |
| 1 | 0.3 | 10 | 5 |
| 2 | 0.6 | 5 | 10 |
| 3 | 0.9 | 3.33 | 15 |
【實驗分析】
根據實驗數據可知,在電流和加熱時間相同的情況下,電阻越大,產生的熱量越多;在電流和電阻一定的情況下,加熱時間越長,產生的熱量越多。這說明電流產生的熱量與電流、電阻有關。
【實驗結論】
電流通過導體時電能轉化成了熱能,這個現象叫做電流的熱效應。焦耳定律的內容是:電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比,跟導體的電阻成正比,跟通電時間成正比。本實驗通過控制變量法得出焦耳定律的內容。在電能的利用中,一方面要減少電能的浪費,例如:電視機工作一段時間后要斷開電源;另一方面要更好地利用電熱為人類服務,例如:利用電熱驅鼠等。
【問題討論】
為什么電流通過導體時會產生熱量?不同的物質導熱性能是否相同?請舉例說明。
答:電流通過導體時電能轉化成了熱能,不同的物質導熱性能是不相同的。如銅和鋁相比較,銅的導熱性能好一些。