第六课时焦耳定律

1、 当电流通过当电流通过各种各种导体时会使导体的温导体时会使导体的温度升高，这种现象叫度升高，这种现象叫。 各种各样的各种各样的电热器电热器都是都是利用电流的利用电流的热效应热效应工作的。工作的。电热器的主要部件是电热器的主要部件是:发热体发热体电能电能热（内）能热（内）能讨论讨论1、你还知道哪些电器是利用、你还知道哪些电器是利用电流的热效应工作的？电流的热效应工作的？讨论讨论2、电流的热效应有什么利和、电流的热效应有什么利和弊？如何防止？弊？如何防止？电流的热效应在生产和生活中广泛的应用。例如：电流的热效应在生产和生活中广泛的应用。例如：电炉、电熨斗、电热水器、电暖气等。这些电热电炉、电熨斗、

2、电热水器、电暖气等。这些电热器具有器具有清洁、无污染、热效率高，便于控制和调清洁、无污染、热效率高，便于控制和调节等优点节等优点，给生产和生活提供了极大的便利。，给生产和生活提供了极大的便利。但但电流的热效应也有不利的地方，比如电动机，电电流的热效应也有不利的地方，比如电动机，电视机等工作时也会有热量产生，这既视机等工作时也会有热量产生，这既浪费了电能，浪费了电能，又可能在长时间机器散热较差时被烧毁又可能在长时间机器散热较差时被烧毁。在远距。在远距离输电时，由于输电线有电阻，不可避免地使一离输电时，由于输电线有电阻，不可避免地使一部分电能在输电线上转化为内能而损失。部分电能在输电线上转化为内能

3、而损失。控制变量法控制变量法1、控制、控制电流和通电时间电流和通电时间不变，研究产生的不变，研究产生的热量与电阻的关系；热量与电阻的关系；2、控制电阻、控制电阻和通电时间和通电时间不变，研究产生的不变，研究产生的热量与热量与电流电流的关系；的关系；3、控制、控制电流和电流和电阻不变，研究产生的热量电阻不变，研究产生的热量与与通电时间通电时间的关系；的关系；根据以上设想设计电路根据以上设想设计电路如左。但此电路最大的如左。但此电路最大的缺憾就是无法感知两个缺憾就是无法感知两个电阻产生热量的多少？电阻产生热量的多少？怎么办？怎么办？烧瓶和玻璃管相当于液体烧瓶和玻璃管相当于液体温度计，温度计，只要比

4、较只要比较2 2根玻璃根玻璃管中液面上升的高度管中液面上升的高度h h，就可以比较液体温度上升就可以比较液体温度上升的高低，的高低，进而比较进而比较2 2根电阻根电阻丝丝放出热量的多少放出热量的多少。h hB Bh hA A1、I、t不变时不变时Q与与R的关系？的关系？2、R、t不变时不变时Q与与I的关系？的关系？3、R、I不变时不变时Q与与t的关系？的关系？思考：如何利用此电路思考：如何利用此电路研究下列问题？研究下列问题？ 电热大小与电热大小与电流电流、电阻电阻和和通电通电 时间时间有关，且有关，且电流越大，电阻电流越大，电阻 越大，通电时间越长，电热越大越大，通电时间越长，电热越大 。

5、1840 年年 , 英国科学家英国科学家焦耳焦耳通过实验通过实验研究发现：研究发现： 电流通过电阻时产生电流通过电阻时产生的热量的热量, , 跟跟电流的平方电流的平方成成正比正比, , 跟跟电阻电阻成成正比正比, , 跟跟通电时间通电时间成成正正比。比。 Q=I2Rt例：在例：在1分钟内，通过电阻为分钟内，通过电阻为50欧姆的欧姆的电熨斗的电流为电熨斗的电流为2安培，则电熨斗产生安培，则电熨斗产生的热量是多少焦耳？的热量是多少焦耳？解：解： Q=IQ=I2 2RtRt= =（2 2安）安）2 25050欧欧6060秒秒=1.2 =1.2 10104 4焦焦答：电熨斗产生的热量是答：电熨斗产生的

6、热量是1.2 1.2 10104 4焦耳。焦耳。电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为将电能全部转化成内（热）能？器可以认为将电能全部转化成内（热）能？若电流做的功全部用来产生热量，即若电流做的功全部用来产生热量，即Q=W时，时，我们能否利用电功公式和欧姆定律来推导焦耳定我们能否利用电功公式和欧姆定律来推导焦耳定律呢？律呢？电吹风机电吹风机 ： QW电熨斗：电熨斗： Q=W Q=W又又 WUIt 根据欧姆定律根据欧姆定律 U=IR Q=W=UIt=I2Rt3、电能全部转化为热能时，、电能全部转化为热能时，若电能没有全部转化为热能时，若电能没有全部

7、转化为热能时，Q=I2Rt = W=Pt =UItQ=I2Rt W=Pt =UIt【例题【例题1】 有一种新型的炊具叫做电压有一种新型的炊具叫做电压力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。力锅，它用电加热，又具有压力锅的优点。如图所示是一只压力锅的铭牌，问该压力锅如图所示是一只压力锅的铭牌，问该压力锅正常工作正常工作15分钟能够产生多少热量？分钟能够产生多少热量？电压力锅电压力锅SUPORSUPORCYKB50-2ACYKB50-2A额定电压：220V 额定容量：5.0L额定频率：50Hz 额定功率：900W集团有限公司集团有限公司 制造产地：湖北武汉 地址：武汉新华下路211号电话：027-8

8、5876363解：当它处于正常解：当它处于正常工作状态时工作状态时I=P/U=900W/220V4.09AR=U/I=220V/4.09A=53.8 Q=I2Rt= (4.09A)253.81560S 8.1105J本题还有别的本题还有别的方法求解吗方法求解吗? ? 因为该用电器把电能全部转化成了因为该用电器把电能全部转化成了热能热能,所以所以:Q=W=Pt=900W1560S=8.1105J 像这样把电能全部转化像这样把电能全部转化成内能的用电器有时我们称成内能的用电器有时我们称其为其为纯电阻纯电阻电路。电路。如电热器、如电热器、白炽灯等。白炽灯等。1 1、电流的热效应、电流的热效应2 2、

9、电热器、电热器3 3、焦耳定律、焦耳定律4 4、公式：、公式：Q=IQ=I2 2Rt Rt 小结小结电流通过导体产生的热量跟电流通过导体产生的热量跟成正比，成正比，跟跟 成正比，跟成正比，跟 成正比。成正比。电流的平方电流的平方导体的电阻导体的电阻通电时间通电时间问题问题1. 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么这是为什么? ?分析：因为电线和灯分析：因为电线和灯串联串联，通过它们的电流是一样大

10、，通过它们的电流是一样大，又因为又因为电线的电阻比灯的小电线的电阻比灯的小得多，所以根据焦耳定律得多，所以根据焦耳定律QI2Rt可知，在相同时间内可知，在相同时间内电流通过电线产生的热量比电流通过电线产生的热量比通过灯产生的热量小得多。通过灯产生的热量小得多。因此，灯泡热的发光，而电因此，灯泡热的发光，而电线却感觉不到热。线却感觉不到热。电路中负荷电路中负荷过大有什么过大有什么危险？为什危险？为什么？么？电路中负荷过大时，使电路中电流电路中负荷过大时，使电路中电流增大，按增大，按Q=IQ=I2 2RtRt计算，容易引起线计算，容易引起线路发热，甚至烧毁线路。路发热，甚至烧毁线路。显然，我们希望热量更多的集中在电炉显然，我们希望热量更多的集中在电炉的发热体上，而不是与电炉相连的导线的发热体上，而不是与电炉相连的导线上。根据今天所学的焦耳定律上。根据今天所学的