焦耳定理教学课件课件

1、电流热效应 电流通过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。积极思考 用 电用 电 取 暖 器取 暖 器取暖取暖时，电时，电热热丝丝热得发红，热得发红，而跟电而跟电热热丝连丝连接着铜导线却接着铜导线却不怎不怎 么热，这么热，这是为什么是为什么? 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

2、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 表明表明：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电：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流所产生的

3、热量越多 现象现象：电流较大的这边的空气柱上升较高。：电流较大的这边的空气柱上升较高。表明表明：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。焦耳定律焦耳定律第十八章 电功率焦耳定律焦耳定律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与I的二次方的二次方成正比； 3、计算时各物理量的单位：I 安， R欧

4、，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=(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=UIt的区别的区别W=UIt 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

5、高熔点高的的金属金属丝丝绕在绝缘材料上做成的。绕在绝缘材料上做成的。3、电热器的优点、电热器的优点：清洁清洁、无污染无污染、热效热效率高率高且且便于控制和调节便于控制和调节。 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英国曼彻日生于英国曼彻 斯特，他的父亲是一个酿酒厂主斯特，他的父亲是一个酿酒厂主. .焦耳自幼焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿了著名的化学家道尔顿. .道尔顿给予了焦耳道尔顿给予了焦耳热情的教导热情的教导. .焦耳向他

6、虚心的学习了数学、焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础定了理论基础.1840.1840年，焦耳把环形线圈放年，焦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入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温时的水温. .通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出通过这一实验，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的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比. .四年之四年之后，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

7、证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性. .因此，该定因此，该定律称为焦耳律称为焦耳楞次定律楞次定律. .焦耳活到了七十一岁焦耳活到了七十一岁.1889.1889年年1010月月1111日，焦耳在索福特逝世日，焦耳在索福特逝世. .后人为了纪念焦耳，把功和能的单后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳位定为焦耳. . 典型例题解析典型例题解析【例【例1】用电】用电取暖器取暖取暖器取暖时，电时，电热丝热丝热得发红，而跟电热得发红，而跟电热热丝连丝连接着铜导线却不怎接着铜导线却不怎 么热，这是为什么么热，这是为什么? 电电取暖器取暖器的电阻丝和铜导线是串联在同

8、一电路中的，所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，根据焦耳定律以通过的电流是相同的，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，电流产间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比生的热量与导体的电阻成正比.由于电由于电取暖器取暖器的电阻丝的电阻的电阻丝的电阻比铜导线的电比铜导线的电 阻大得多，所以电阻大得多，所以电取暖器取暖器的电阻丝产生的热量的电阻丝产生的热量比铜导线要大得多比铜导线要大得多. 例题2 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

9、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电热的利用与防止1.利用电热的例子 家中电热水器、电饭锅、电褥子，养鸡场的电孵化器都是利用电热的。2.防止电热的危害的例子: 电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热防止电热的危害；电脑运行时需要微型风扇及时散热。1.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，跟导体成正比，跟导体的的_成正比，跟成正比，跟_成正比，这个规律叫做焦耳成正

10、比，这个规律叫做焦耳定律，数字定律，数字 表达式是表达式是_.2.电热器是利用电流的电热器是利用电流的_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，将它们串联后，将它们串联后接在一个电源两端，它们的电接在一个电源两端，它们的电 压之比为压之比为_，在相同的时间，在相同的时间内产生的热量之比为内产生的热量之比为_； 如果将它们并联同一电源两极间如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为，通过它们的电流之比为_，在相等的，在相等的 时间

11、内产生的热量时间内产生的热量之比为之比为_.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当堂检测小结谈谈你的收获与感想！练习动手动脑学物理：2.4.6作业：动手动脑学物理：1.2.3预习题：大册7173页4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别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，那么下列说法加上相同的电压，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

12、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，在的电源上，在1s内产生的热内产生的热量是量是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，的热量，可采用的办法是可采用的办法是( )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

13、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2SCA21课时训练课时训练6.研究焦耳定律的实验装置如图研究焦耳定律的实验装置如图9-3-4所示，在两个相同的烧所示，在两个相同的烧瓶中装满煤油，瓶中各放一根瓶中装满煤油，瓶中各放一根 电阻丝，甲瓶中电阻丝的阻值电阻丝，甲瓶中电阻丝的阻值比乙瓶中的电阻大比乙瓶中的电阻大.实验分三步进行，其中第一步为：接通电实验分三步进行，其中第一步为：接通电 路一段时间，比较甲、乙两瓶中的煤油哪个上升得高，这一路一段时间，比较甲、乙两瓶中的煤油哪

14、个上升得高，这一步是在什么情况下研究热量跟哪步是在什么情况下研究热量跟哪 个物理量的关系个物理量的关系?( )A.是在通电时间相同的情况下，研究热量跟电流的关系是在通电时间相同的情况下，研究热量跟电流的关系B.是在电流相同的情况下，研究热量跟通电时间的关系是在电流相同的情况下，研究热量跟通电时间的关系C.是在电流相同但电阻不同的情况下，研究热量跟通电时间是在电流相同但电阻不同的情况下，研究热量跟通电时间的关系的关系D.是在电流和通电时间相同的情况下，研究热量跟电阻的关是在电流和通电时间相同的情况下，研究热量跟电阻的关系系D图图9-3-4课时训练课时训练图图9-3-4课时训练课时训练7.如图如图

15、9-3-5所示，所示，a、b相同容器中分别装有相同质量相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容器中的水容器中的水B. b容器中的水容器中的水C. 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D.无法判断无法判断B图图9-3-58、有一个电阻值可任意选取电源，有若干根电阻相同的电阻丝，现将1根电阻丝接在电压为U的电源上，1min内电阻丝产生的热量为Q现想要使电阻丝产生的热量为3Q，可采取什么方法？（至少写出

16、二种）9、把两个阻值为R16，R29的电阻串联在电路中，通电相同时间时，R1，R2上产生的热量之比Q1 Q2 ，若并联在电路中，通电相同时间， R1，R2上产生的热量之比Q1 Q2 ，提示：从时间上考虑；从电阻上考虑；从电压上考虑。2:33:2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”，它的发热元件是一，它的发热元件是一个阻值为个阻值为1.0104的电阻的电阻. 将这个电热驱蚊器接在电源的将这个电热驱蚊器接在电源的两端，当电源两端电压为两端，当电源两端电压为220V时，时，1min内产生的热量的内产生的热量的_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“热得热得快快”)，正常工作，正常工作20分钟产生的热分钟产生的热