焦耳定律专题知识培训

1、电炉丝经过导线接到电路里，电炉丝和导线经过电流相同，为何电炉丝热得发红，而导线几乎不发烧?焦耳定律专题知识培训第1页第十八章 第4节焦耳定律焦耳定律专题知识培训第2页 上周六，我们班刘明同学父亲出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。父亲回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是父亲 后就发觉，刘明刚看过电视。生活中的物理用手一摸电视机后盖谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。焦耳定律专题知识培训第3页电热器电热油汀电 炉电暖器电水壶电熨斗电饭锅热得快电热器： 利用电流做功将电能转化为内能装置。焦耳定律专题知识培训第4页一、电流热效应 电流经

2、过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流热效应。电热器主要组成部分是发烧体。发烧体是由电阻率大、熔点高电阻丝缠绕在绝缘材料上制成。电热器就是利用电流热效应工作焦耳定律专题知识培训第5页电炉丝经过导线接到电路里，电炉丝和导线经过电流相同，为何电阻丝热得发红，而导线几乎不发烧?提出问题：电流经过导体时产生热量多少跟什么原因相关？焦耳定律专题知识培训第6页试验方法:现象一：电炉丝通电能产生热量，不通电不产生热量。猜测二：导体产生热量可能与通电时间相关。猜测三：导体产生热量可能与导体电阻 相关。现象二：电阻丝通电时间越长产生热量越多。事实：电阻丝材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。猜测一：导体产生热量可能

3、与电流相关控制变量法焦耳定律专题知识培训第7页因为电流经过用电器产生热量多少不易直接进行观察比较，试验中怎样将它变为便于直接观察比较现象呢？转化法想一想 议一议焦耳定律专题知识培训第8页试验方法： 二、探究电流经过导体产生热量跟哪些原因相关 试验原理： 当电流经过电阻丝时，电流产生热量就使烧瓶中煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高液柱就会逐步上升.电流产生热量越多，液面就会上升得越高.我们能够经过管中液面上升高度比较电流产生热量. 控制变量法：物理学中对于多个变量问题，通常使其它量相同，只改变其中一个量大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为控制变量法焦耳定律专题知识培训第9页演示电阻丝

4、一、探究电流经过导体产生热量与电阻关系结论：在电流和通电时间相同时，导体电阻越 大 产生热量越多。焦耳定律专题知识培训第10页演示电阻丝二、探究电流经过导体产生热量与通电时间关系结论：在电流和电阻相同时，通电时间越长，产生热量越多。焦耳定律专题知识培训第11页演示电阻丝三、探究电流经过导体产生热量与电流关系结论：在通电时间和电阻相同时，电流越大产生热量多。焦耳定律专题知识培训第12页在电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生热量越多. 在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生热量越多. 深入研究表明电流经过导体产生热量与电流平方成正比. 在电流和电阻相同时，通电时间越长，电流产生热量越多.

5、123试验分析焦耳定律专题知识培训第13页1.内容：电流经过导体产生热量跟电流二次方成正比，跟导体电阻成正比，跟通电时间成正比. 2.公式： Q = I2Rt 英国物理学家焦耳做了大量试验，于1840年最先准确地确定电流产生热量跟电流、电阻和通电时间关系，即焦耳定律. 得出结论（3）意义：热量 电流 电阻 时间（4）单位：J A S焦耳定律专题知识培训第14页焦耳定律理论推导电流经过导体时，假如消耗电能全部转化为内能，而没有同时转化为其它形式能量，那么，电流产生热量Q就等于消耗电能W。即: Q = W = UIt = IRIt = I2Rt 焦耳定律专题知识培训第15页依据电功公式和欧姆定律推

6、导焦耳定律. 纯电阻电路：W=Q=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt非纯电阻电路：WQ (WUIt =EQ)焦耳定律适合用于任何用电器热量计算，对与纯电阻电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t来计算热量.Q = W = UIt =IRIt = I2Rt依据欧姆定律U = IR又W = UIt若电流做功全部用来产生热量即Q = W注意：得出结论焦耳定律专题知识培训第16页电功和电热关系（W和Q关系） 在纯电阻电路中 (电路中只有纯电阻用电器，电能几乎全部转化为内能） W = Q （W= UIt） =（Q=I2Rt） 在非纯电阻电路中：（如电流经过电动机做功时，大部分电能转化

7、为机械能） W Q （W= UIt） （Q=I2Rt） 焦耳定律专题知识培训第17页探讨几个用电器能量转化情况a、电流流过电炉b、电流流过电解槽c、电流流过电风扇 电能转化为热能。电能转化为化学能和热能 电能转化为机械能和热能 焦耳定律专题知识培训第18页即电能全部转化为热能，电功等于电热在纯电阻电路中（ ） 二、电热和热功率1.电热:电流经过导体产生热量2.热功率:单位时间内电流经过导体产生热量表示式：P热=I2R如：白炽灯功率越大则越亮白炽灯、电炉等焦耳定律专题知识培训第19页即电能全部转化为热能，电功等于电热在纯电阻电路中（白炽灯、电炉等）在非纯电阻电路中，（如电动机）电能大部分转化为机

8、械能，但不可防止一小部分转化为热能。结论：WQUIR（欧姆定姆不适用）应该是W=E机+Q焦耳定律专题知识培训第20页1纯电阻用电器:电流通过用电器以发热为目如电炉、电熨斗、电饭锅、电烙铁、白炽灯泡等电能全部转化为热能,电功等于电热2非纯电阻用电器:电流经过用电器是以转化为热能以外形式能力为目标,发烧不是目标,而是难以防止热能损失.比如电动机、电解槽、给蓄电池充电、日光灯等电能大部分转化为其它能，一小部分转化为热能电功大于电热焦耳定律专题知识培训第21页三、电热利用和预防1、电热利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。2、电热预防：电视机后盖散热窗、电脑主机里面小电风扇等等。焦耳定律专题知

9、识培训第22页电热利用焦耳定律专题知识培训第23页电热预防电脑中CPU在工作时要产生热,假如过热就会损坏芯片,所以要在芯片上加装散热片和风扇.焦耳定律专题知识培训第24页 答：因为电炉丝和导线串联，经过它们电流是一样，而电炉丝电阻比导线电阻大多，所以依据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流经过电炉丝产生热量比经过导线产生热量大，所以电炉丝热而导线却不热。焦耳定律专题知识培训第25页1.电流经过导体时电能转化为内能，这种现象叫做电流热效应。2.焦耳定律：Q=IRt3.要从通风、散热等角度来有效地预防电热危害。小结 焦耳定律专题知识培训第26页1.如上图，甲、乙两透明密闭容器中都有一段电阻丝

10、，内有质量相等空气，U形管中液面高度改变能够反应密闭容器中空气温度改变（1）此试验是为了研究电流产生热量与_关系，将此装置接到电源两端，通电一段时间，电流在_容器中产生热量较多（2）在电路中串联一个滑动变阻器，再接入原电路，能够探究电流产生热量与_关系 电阻乙电流焦耳定律专题知识培训第27页2.如图所表示，两个透明容器中密封着等量空气，接上电源后，均通电一定时间后，（1）图甲U形管右边液面较高，表明在通电时间相同、_相同情况下，_越大，产生热量越多（2）图乙U形管左边液面较高，表明在通电时间相同、_相同，_越大，产生热量越多电流电阻电阻电流焦耳定律专题知识培训第28页3.下列图是探究电流经过导

11、体时产生热量多少跟什么原因相关试验装置，两个透明容器中密封着等量空气，U形管中液面高度改变反应密闭空气温度改变，以下说法正确是（ ）A.该试验装置是为了探究电流产生热量与电阻关系B将左边容器中电阻丝换成10电阻丝后，就能够探究电流产生热量与电阻关系C通电一段时间后，左侧U形管中液面高度差比右侧大D该试验装置是利用U形管中液体热胀冷缩来反应电阻丝放出热量多少C焦耳定律专题知识培训第29页科学靠我们发觉、探究、改进-科学永无止境1.电流热效应是电流经过导体时_转化成_现象。 电热器是利用电流_制成加热设备。电能内能2.“ 在研究电流产生热量跟电流关系”试验中，应保持 _、_一定，用_改变电阻丝电流

12、。3.一根100电阻丝经过电流是2A，它电功率是_W 通电1min时产生热量是_J。4.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_。 Q1:Q2=_。热效应电阻时间滑动变阻器400240002:32:3整合训练焦耳定律专题知识培训第30页 例1：一根60 电阻丝接在36v电源上，在5分钟内共产生多少热量？分析：先利用欧姆定律计算出经过电阻丝电流，再利用焦耳定律公式计算电流产生热量。解：例题产生热量：Q=I2Rt =(0.6A)260560S =6480J 焦耳定律专题知识培训第31页例2：某电动机上标有“220V,2A”它线圈电阻为5 ，当它正常工作一分钟后，消耗电能为多

13、少？线圈中产生热量为多少？如没有其它能量损失，则得到多少机械能？解：消耗电能为:W=UIt=220V2A60S=26400J线圈产生热量为：Q=I2Rt=(2A)25 60S=120J 得到机械能为：W机=WQ=26400J120J=25200J例题焦耳定律专题知识培训第32页焦耳定律专题知识培训第33页例题一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两端加220V电压时，经过电动机电流是50A。 （1）这台电动机每分钟所做机械功有多少? 效率为多少？ （2）某时电动机突然被卡住而停顿转动，则此时电动机消耗功率为多少？焦耳定律专题知识培训第34页例2、微型吸尘器直流电动机内阻一定，当加上0.3V电

14、压时，经过电流为0.3A，此时电动机不转，当加在电动机两端电压为2.0V时，电流为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器效率是多少？解:焦耳定律专题知识培训第35页例3加在某台电动机上电压是U，电动机消耗电功率为P，电动机线圈电阻为r，则电动机线圈上消耗热功率为（ ） AP BU2/r CP2r/U2 DP-P2r/U2非纯电阻电路中计算电功率只能用P=UI， 热功率只能用P热=I2R所以 正确是 （C）焦耳定律专题知识培训第36页例题4：对计算任何用电器电功率都适用公式是（ ） CD焦耳定律专题知识培训第37页 小 资 料焦 耳 焦耳（18181889），英国物理学家。他极力想从试验上去证实能量不灭。对发觉和确立能量守定律作出了主要贡献。 1840年，焦耳经过了屡次通电导体产生热量试验发觉电能能够转化为热能，而且得出了一条定律，导体在一定时间内放出热量同电路电阻以及电流强度二次方乘积成正比，即焦耳定律。焦耳定律专题知识培训第38页 焦耳并不满足，在这一发觉基础上，仍继续探讨各种运动形式之间能量守恒和转化关系。1843年，发觉了热功当量，并测出其数值。1850年，他又写了论热功当量论文，总结和分析了以往工作结果。以后，焦耳继续改进试验方法，不停提升试验准确度，最终得到热功当量值比现在公认值只小0.7%，从当初条件来看，这么准确度是惊人。焦耳在科学道路中勇于攀登，不怕困难，