25焦耳定律 (2)

1、2.2.5 5 焦耳定律焦耳定律第二章第二章 恒定电流恒定电流主备人：冯彩芸主备人：冯彩芸 (1)(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡有什么灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡有什么感觉？为什么？感觉？为什么？ (2)(2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？分有什么感觉？为什么？whywhy？着火着火了！了！whywhy？烫烫手手不烫手不烫手跟跟电流电流有关有关跟跟电阻电阻(I)有关有关Q I、R、tQ=I2Rt一一.焦耳定律焦耳定律2.公式表述：公式表述： 1.文字表述文字表述:电流通过某导体，在电流通过某导体，在时间时间t内产生

2、的内产生的热量热量, 跟跟电流的平方电流的平方、导体的电阻导体的电阻和和通电时间通电时间成正比。成正比。3.适用条件：适用条件：任何用电器。任何用电器。 从前面学习知道从前面学习知道,额定电压相同的灯泡额定电压相同的灯泡,额定功率越额定功率越 大大,电阻越小电阻越小,单位时间内产生的热量越多。可是按单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律照焦耳定律,电阻越大电阻越大,单位时间内产生的热量越多。二者单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾似乎有矛盾,这是怎么回事？这是怎么回事？a.电流流过电流流过电炉电炉c.电流流过电流流过电风扇电风扇电能转化为热能电能转化为热能电能转化为机械能电能转化为机械

3、能+热能热能 电能转化为其它形式的能电能转化为其它形式的能 电流做功电流做功探究一：分析下列现象探究一：分析下列现象, ,其能量是如何转化的其能量是如何转化的? ?探究二：电流做功的实质是什么？探究二：电流做功的实质是什么？恒定恒定电场对自由电荷的静电力作正功电场对自由电荷的静电力作正功,电势能减小，其它形式的能增加。电势能减小，其它形式的能增加。W=qUq=Itt tW=qU=UItW=QW=Q+E(纯电阻纯电阻)(非纯电阻非纯电阻)W=QW=Q+E任何电路任何电路两种电路两种电路比较内容比较内容纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路非纯电阻电路元件特点元件特点电路中只有电阻元件，只能电路中只有电

4、阻元件，只能（100）把电能转化为内能把电能转化为内能除电阻外还包括能把电能转除电阻外还包括能把电能转化为其他形式能的用电器化为其他形式能的用电器欧姆定律欧姆定律服从欧姆定律服从欧姆定律 IUR不服从欧姆定律：不服从欧姆定律：UIR 或或 IUR能量转化能量转化电流做功电流做功电能电能全部全部转化为转化为电热电热电流做功电流做功电能除转化为电能除转化为内能内能外还要转化为外还要转化为其他形式的能其他形式的能元件举例元件举例电阻电阻,电炉丝电炉丝,白炽灯等白炽灯等电动机、电解槽等电动机、电解槽等纯电阻电路和非纯电阻电路纯电阻电路和非纯电阻电路1kWh=3.6106J通过用电器的通过用电器的 电流

5、和通电时间电流和通电时间21EEWUItqUWtRURtIW22纯电阻电路纯电阻电路RUI W=qU=UIt二二.电功电功快慢呢？快慢呢？tWP 1kW=103W三三.电功率电功率UIRURIP22(纯电阻纯电阻)（1 1）在纯电阻电路中，电功等于电热：）在纯电阻电路中，电功等于电热：W=QW=Q。即电能即电能全部全部转化为内能：转化为内能：UIt=IUIt=I2 2RtU=IRRtU=IR， 也即也即欧姆定律成立欧姆定律成立。此时有：。此时有： UIt=IUIt=I2 2Rt=Rt=( (U U2 2/R/R) )t t （2 2）在非纯电阻电路中，电功大于电热：）在非纯电阻电路中，电功大于

6、电热：WWQ Q。即电能只有即电能只有一部分一部分转化为内能转化为内能, ,另一部分转化为机械能、另一部分转化为机械能、化学能等其它形式的能化学能等其它形式的能, ,UIt=IUIt=I2 2Rt+ERt+E其它其它I I2 2RtURtUIRIR， 也即也即欧姆定律不成立欧姆定律不成立。SVUIR四四.电功电功(W)与电热与电热(Q)的比较的比较练习练习1 1：一个电动机，线圈电阻是：一个电动机，线圈电阻是0.40.4欧，当它两端所加欧，当它两端所加电压为电压为220V220V时，通过的电流是时，通过的电流是5A5A，这台电动机每分钟，这台电动机每分钟所做的机械功有多少？所做的机械功有多少？

7、练习练习2 2：一根：一根6060的电阻丝接在的电阻丝接在36v36v的电源上，在的电源上，在5 5分钟内分钟内共产生多少热量？共产生多少热量？五五.习题练习习题练习练习练习3 3: :某电动机上标有某电动机上标有“220V,2A220V,2A”它的线圈电阻为它的线圈电阻为5 5 ，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？得到多少的机械能？练习练习4:如图如图,电源电压为电源电压为220V,且保持不变且保持不变,R为为“220V,25W”的电

8、烙铁的电烙铁,L为为“220V,40W”的灯泡的灯泡,求求(1)当当S闭合时闭合时,电烙铁在电烙铁在1min内产生的热量内产生的热量;(2)当当S断开时断开时,电烙铁电烙铁1min 内产生的热量。内产生的热量。220V 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英国曼彻斯特，日生于英国曼彻斯特， 他的父亲是一个酿酒厂主他的父亲是一个酿酒厂主. .焦耳自幼跟随父亲参加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，焦耳认识了著名的化学家道尔顿别人的介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿. . 道尔顿给予了焦耳

9、热情的教导道尔顿给予了焦耳热情的教导. .焦耳向他虚心的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研究奠定了理论基础.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时的水温入装水的试管内，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流强度的平方之积成正比. .四年之后，俄国物理学家楞次公布了四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性论的正确性. .因此，该定律称为焦耳因此，该定律称为焦耳楞次定律楞次定律. .焦耳活到了七十焦耳活到了七十一岁一岁.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，后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳把功和能的单