名师课件：焦耳定律

第十八章电功率第四节

焦耳定律人教版物理九年级全一册生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。电流的热效应想想议议电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?猜想：（1）电流的大小（2）电阻的大小（3）通电时间的长短电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?演示实验实验装置研究电热与电阻关系实验1两个透明容器中密封着等量的空气，U形管液面高度的变化反映着容器内空气温度的变化。两个密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻丝阻值较大。将两容器中的电阻丝串联起来接到电源两端，这时通过两段电阻丝的电流相同。通电一段时间，观察U形管液面高度的变化。R1=5ΩR2=10ΩA实验表明：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。实验电路图：实验2研究电热与电流关系两个密闭容器中的电阻一样大，在其中一个容器的外部，将一个相同的电阻与这个容器内的电阻并联，使得通过这个容器内电阻的电流只有通过另外一个容器内电阻电流的一半。通电一段时间，观察U形管液面高度的变化。I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1实验表明：在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。实验电路图：观察实验焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），英国物理学家。用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。焦耳焦耳（J）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：3．单位：

公式中的Q、I、R、t

的单位分别为J、A、W、s

.电能和电热关系1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能（纯电阻电器，如：电暖器，电饭锅，电炉子等），而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W，即

2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：

一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量?答:在5min内共产生6480J热量。解:练一练

额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?想想议议前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。分析1．电热的利用利用电热孵化器孵小鸡用来加热电热器的优点:清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。电热的利用和防止很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。2．电热的危害（1）在家庭电路中，由于长期的电流热效应，导线外的绝缘层会加速老化甚至会烧毁绝缘层而引发火灾；（2）同时，由于电流热效应，会影响家电的使用性能和寿命。2．电热的危害课堂小结1.焦耳定律3.电热的利用和危害

2.电热的计算（1）纯电阻电路：（2）非纯电阻电路：

课堂练习1．利用电流热效应工作的用电器是(

)A．电风扇B．电脑C．电冰箱

D．电水壶2．将规格都是“220V

100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁分别接入家庭电路中，通电时间相同，下列说法正确的是(

)A．三个用电器产生的热量一样多B．电风扇产生的热量最多C．电视机产生的热量最多D．电烙铁产生的热量最多DD3．某同学用如图所示的装置探究“电流通过导体产生的热量与导体电阻大小的关系”。图中两个烧瓶内盛有质量和初始温度相同的煤油，温度计显示煤油的温度，两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，铜丝的电阻比镍铬合金丝的电阻小。(1)甲、乙两个装置是______(选填“串联”或“并联”)的，这样连接的目的是_______________________________。如图所示的电路是为了探究电流热效应与_________(选填“电阻”或“电流”)的关系。(2)一段时间后，可以观察到甲瓶中温度计的示数_____(选填“大于”“小于”或“等于”)乙瓶中温度计的示数。(3)由上述实验可知，在电流和通电时间都相同时，导体的电阻越大，产生的热量________。串联保证通过的电流和通电时间相等电阻小于越多4．将阻值为R甲＝40Ω和R乙＝10Ω的两个电阻串联后接在电源上，相同时间内，两电阻中产生热量较多的是_______。若将两电阻并联后接在4V的电源上，1min内两电阻产生的总热量为_______J.

R甲120D6．下列各种方法和措施中，不是为了防止电热危害的是(

)A．电脑机箱中安有电风扇B．炎热夏天，连续长时间工作的电视机要停用一会儿C．天气潮湿时，长期不用的电器隔一段时间要通一次电D．电视机的后盖上有许多散热孔7．一个大功率用电器，用铝电线连接