《焦耳定律》课件

1、焦耳定律焦耳定律新课引入 灯泡发光一段时间后，灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么用手触摸灯泡，有什么感觉？用手触摸电线却感觉？用手触摸电线却感觉不到热，这是为什感觉不到热，这是为什么？么？ 提出问提出问题：题：电流产生的热量跟哪些因素有关呢？电流产生的热量跟哪些因素有关呢？猜想：通电时间通电时间电流的大小电流的大小导体电阻的大小导体电阻的大小实验方法：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，电流产生的热当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨量就

2、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。电流产生的热量越多，液逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过管面就会上升得越高。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实验探究实验探究现象现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高。：电阻较大的这边的空气柱上升较高。说明说明：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流所产生的热量越多。所产生的热量越多。现象现象：电流较大的这边的空气柱上升较高。：电流较

3、大的这边的空气柱上升较高。说明说明：电阻相同，时间相同时，电流越大，电流：电阻相同，时间相同时，电流越大，电流所产生的热量越多。所产生的热量越多。 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，跟通电时间成正比。焦耳定律焦耳定律1、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，跟通电时间成正比。2、公式：QI2Rt注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对 的是同一段导体而言的； 2、Q是I的二次方成正比； 3、计算时各物理量的单位：I 安， R欧，t秒，Q焦。3、焦耳定律理论推导： 因为 W=Q 且 W=UIt U=IR所以 Q=W=UIt=(

4、IR)It=I Rt4、焦耳定律公式扩展： Q=W=Pt=UIt = (只适用于纯电阻电路)2U2Rt5、Q=I2Rt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 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英国曼彻斯特，他的父亲是一个酿酒日生于英国曼彻斯特，他的父亲是一个酿酒厂主。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没厂主。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的介有受过正规的教育。青年时期，在别人的介

5、绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。道绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心尔顿给予了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础。耳后来的研究奠定了理论基础。18401840年，焦年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温。通过这一实验，电流强度和电阻时的水温。通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。四体的电阻及电流强度的平

6、方之积成正比。四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此，该定律称为热效应之结论的正确性。因此，该定律称为焦耳焦耳楞次定律。焦耳活到了七十一岁。楞次定律。焦耳活到了七十一岁。18891889年年1010月月1111日，焦耳在索福特逝世。后人日，焦耳在索福特逝世。后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。 典型例题解析典型例题解析【例【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟

7、电炉丝连接着铜导线却不怎铜导线却不怎 么热，这是为什么么热，这是为什么? 电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通电炉的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，根据焦耳定律过的电流是相同的，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，电流产生的热间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比。由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线量与导体的电阻成正比。由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电的电 阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多。阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多。 【例【例

8、2】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，线圈的电阻为的电阻为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，。这台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能为一秒钟消耗的电能为_J，产生的热量为，产生的热量为_J。3800200例题3 一根60的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再用焦尔定律公式计算电流产生的热量。 U R解： I36V 600。6AQ=I2Rt=(0。6)260300J=6480J U R解： I36V 600。6A U R解： I36V 600。6A解： I36V 600。6A典型例题解析典型例题解析【例【例4】在如图】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置，所示的电路的方框内有一种发热装置，它是由三段阻它是由三段阻 值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路与方框外的电路相连接。当开关与方框外的电路相连接。当开关S掷到掷到A点时点时 为高温，掷到为高温，掷