焦耳定律ppt (2)

1、电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉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电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关素有关? ?问题展示问题展示焦耳定律焦耳定律 饮水机饮水机电暖气电暖气电热油汀电热油汀电炉电炉 电热毯电热毯电烙铁电烙铁电流通过导体时电能转化成内能，电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。这个现象叫做电流的热效应。一、电流的热效应一、电流的热效应电流通过导体时产生热量电流通过导体时产生热量的多少与什么因素有关的多少与什么因素有关? ?演示实验演示实验实验装置实验装置实

2、验方法：实验方法：实验目的实验目的: : 研究电流通过导体产生的热量跟研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关哪些因素有关 实验原理实验原理: : 当电流通过电阻丝时，电流产生的当电流通过电阻丝时，电流产生的热热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升逐渐上升. .电流产生的热量越多，液电流产生的热量越多，液面就会上升得越高面就会上升得越高. .我们可以通过管我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热中液面上升的高度比较电流产生的热量量. . 实验探究实验探究控制变量法控制变量法 转化法转化法实

3、验实验1：研究电热与电阻关系：研究电热与电阻关系R1 = 5 R2 = 10 A在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻在电流相同、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。越大，这个电阻产生的热量越多。实验实验2：研究电热与电流关系：研究电热与电流关系I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过在电阻相同、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一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。多。焦耳（焦耳（James Prescott Joule，18181889），英国物理学家。用），英国物理学家。用近

4、近 40 年的时间做了年的时间做了 400 多次实验，多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实研究热和功的关系。通过大量的实验，于验，于 1840 年最先精确地确定了电年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。时间的关系。焦焦 耳耳1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方内容：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，跟通电时成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。间成正比。2公式：公式：Q = I2Rt 3单位：焦耳（单位：焦耳（J）二、焦耳定律二、焦耳定律注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对 的是同一

5、段导体而言的； 2、Q与I的二次方成正比； 3、计算时单位要统一： I A ，R，ts，QJ3 3、焦耳定律理论推导：、焦耳定律理论推导： 因为因为W=Q W=Q 且且W=UIt U=IRW=UIt U=IR所以所以 Q=W=UIt=(IR)It=I RtQ=W=UIt=(IR)It=I Rt4 4、焦耳定律公式扩展：、焦耳定律公式扩展： Q=W=Pt=UIt = (只适用于纯电阻电路)2U2Rt1电热的利用电热的利用利用电热孵化器孵小鸡利用电热孵化器孵小鸡用来加热用来加热电热器的优点电热器的优点: 清洁卫清洁卫生，没有环境污染，热效率生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调高，还可以

6、方便地控制和调节温度。节温度。四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。运行时要用微型风扇及时散热等等。2电热的危害电热的危害电热器电热器：利用利用电流的热效应电流的热效应制成的加热制成的加热设备设备（1）、电热器的主要组成部分）、电热器的主要组成部分： 发热体发热体（2）、发热体）、发热体一般由一般由电阻率大电阻率大、熔点高熔点高的的金属丝金属丝绕在绝缘材料上做成的。绕在绝缘材料上做成的。（3）、

7、电热器的优点）、电热器的优点：清洁清洁、无污染无污染、 热效率高热效率高且且便于控制和调节便于控制和调节。Q = I2Rt =(0.6 A)260 W W300 s = 6 480 J 一根一根 60 的电阻丝接在的电阻丝接在 36 V的电源两端，在的电源两端，在 5 min内共产生多少热量内共产生多少热量?答答: 在在 5 min 内共产生内共产生 6 480 J 热量。热量。解解: :例题例题I = = 0.6 AUR36 V60 典型例题解析典型例题解析【例二例二 】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎炉丝连接着铜导线却不怎 么热

8、，这是为什么么热，这是为什么? 电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电丝的电阻比铜导线的电 阻大得多，所以电炉丝产生的阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多热量比铜导线要大得多. 例三例三 如图如图9-3-5所示，所示，a、b相同容器中分别装有相

9、同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分别相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分别 为为R1和和R2，且，且R1R2，则闭分开关，则闭分开关S后，后，a、b容器中水温上容器中水温上 升较快的是升较快的是( )A. a、b容器中的水温上升的快慢一样容器中的水温上升的快慢一样B. a容器中的水容器中的水C. b容器中的水容器中的水D.无法判断无法判断C图图9-3-51.电流通过导体时产生的热量跟电流通过导体时产生的热量跟_成正比，跟成正比，跟导体的导体的_成正比，跟成正比，跟_成正比，这个规律成正比，这个规律叫做焦耳定律，数字叫做焦耳定律，数字 表达式是表达式是_.2.电热器是利用电流的电热

10、器是利用电流的_效应制成的，它的主要部件是效应制成的，它的主要部件是_.电流流过电热器所做的功全部用来产生电流流过电热器所做的功全部用来产生_.3.有两根金属电阻丝，电阻分别为有两根金属电阻丝，电阻分别为5和和15，将它们串，将它们串联后接在一个电源两端，它们的电联后接在一个电源两端，它们的电 压之比为压之比为_，在，在相同的时间内产生的热量之比为相同的时间内产生的热量之比为_； 如果将它们如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为_，在，在相等的相等的 时间内产生的热量之比为时间内产生的热量之比为_.电流的平方电流的平方电阻电阻通电的时间通电的

11、时间Q=I2Rt热热发热体发热体 热量热量1 31 33 13 1当堂检测当堂检测1当电流通过导体时，如果电能全部转化为当电流通过导体时，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流产生的热量Q 就等于消耗的电能就等于消耗的电能W，即，即Q = W = UIt = I2Rt如：电暖器，电饭锅，电炉子等。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当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：机的机械能：WQ热热三、电能和电热关系三、电能和电热关系电能电能 =内能内能+机械能机械能5、Q=I2R

12、t与与W=IUt的区别的区别W=IUt 公式求得的是公式求得的是总消耗的电能；总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中公式求得的是在总电能中部分转发为热能的能量部分转发为热能的能量W Q课后作业课后作业1.某同学自制了一个某同学自制了一个“电热驱蚊器电热驱蚊器”，它的发热元件是，它的发热元件是一个阻值为一个阻值为1.0104的电阻的电阻. 将这个电热驱蚊器接在电将这个电热驱蚊器接在电源的两端，当电源两端电压为源的两端，当电源两端电压为220V时，时，1min内产生的内产生的热量的热量的_J.2.一个标有一个标有“220V 500W”字样的电加热器字样的电加热器(俗称俗称“热得热得快

13、快”)，正常工作，正常工作20分钟产生的热分钟产生的热 量为量为_J.假若电假若电加热器放出的这些热量全部被水吸收，在标准大加热器放出的这些热量全部被水吸收，在标准大 气压下气压下 _(填填“能能”或或“不能不能”)将质量为将质量为2kg20的水加热至的水加热至沸腾沸腾.3.阻值为阻值为R的电热丝接到电压不变的电源上，的电热丝接到电压不变的电源上，3min可以可以使一杯水烧开，现换用阻值为使一杯水烧开，现换用阻值为2 R的电阻，再接到此电源的电阻，再接到此电源上，上，_min可以使同样的一杯水烧开可以使同样的一杯水烧开.290.4不能不能610564.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两

14、端分别加在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别加上相同的电压，那么下列说法上相同的电压，那么下列说法 中正确的是中正确的是( )A.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多B.短的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多短的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多C.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较少长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较少D.短的镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生的热量较少短的镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生的热量较少5.一根电阻丝接在电压一根电阻丝接在电压U=5V的电源上，在的

15、电源上，在1s内产生的热量是内产生的热量是2J，要让该电阻，要让该电阻(其电阻大其电阻大 小恒定不变小恒定不变)产生产生8J的热量，可采的热量，可采用的办法是用的办法是( )A.使电源电压变为使电源电压变为10V，通电时间仍为，通电时间仍为1SB.使电源电压仍为使电源电压仍为5V，通电时间变为，通电时间变为2SC.使电源电压变为使电源电压变为20V，通电时间变为，通电时间变为 SD.使电源电压变为使电源电压变为10V，通电时间变为，通电时间变为2SCA216一台电动机正常工作时线圈两端的电压为一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈的电阻，线圈的电阻为为2 ，通过线圈的电流为，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时，一秒这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为钟消耗的电能为_ _J，产生的热量为，产生的热量为_J.3800200额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越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，这是怎么回事越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事