焦耳定律电流的热效应

焦耳定律电流的热效应第1页，课件共42页，创作于2023年2月电流通过导体时会发热，将电能转化成内能的现象叫做电流的热效应.电流的热效应利用电流热效应工作的装置，称为电热器第2页，课件共42页，创作于2023年2月烫手不烫手why？合理猜测第3页，课件共42页，创作于2023年2月现象:电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？根据此现象，你能提出什么问题？第4页，课件共42页，创作于2023年2月感受生活……电流的热效应电流流过导体时，导体就要发热。思考？ 产生的热量与哪些因素有关呢?第5页，课件共42页，创作于2023年2月问题电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？猜测电流电阻通电时间第6页，课件共42页，创作于2023年2月着火了！why？合理猜测第7页，课件共42页，创作于2023年2月烫手不烫手跟电流有关跟电阻有关跟时间有关返回合理猜测第8页，课件共42页，创作于2023年2月演示实验实验方法

实验目的研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关

实验原理

当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升.电流产生的热量越多，液面就会上升得越高.我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量.控制变量法物理学中对于多变量问题，通常使其它量相同，并改变其中一个量的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为控制变量法探究电流的热效应跟哪些因素有关

返回制定计划第9页，课件共42页，创作于2023年2月请同学们阅读课本48页“演示”并看图8.4-2，了解实验装置及装置中用的器材，看一看你对该装置有什么质疑可以提出来。1、为什么实验中要用煤油？用水不行吗？用水也行，只不过加热时间要长些才能从温度计上读出温度值来。2、为什么是等量的煤油，不等量行吗？只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度来讨论电流产生的热量，这叫控制变量法。第10页，课件共42页，创作于2023年2月3、为什么要把铜丝和镍铬合金丝串联，并联不行吗？串联是为了使通过它们的电流相等，研究产生的热量跟电阻的关系，这也是控制变量法。下面我们开始实验，并写出实验报告第11页，课件共42页，创作于2023年2月可以控制其他变量不变，先研究电热器发出热量与电阻R的关系，再研究它与电流I的关系，最后研究与通电时间t的关系。控制变量法动动脑第12页，课件共42页，创作于2023年2月演示电阻丝结论：

在电流、通电时间相同时，阻值

大

的电阻产生的热量多。探究一：产热多少与电阻大小的关系实验验证第13页，课件共42页，创作于2023年2月②电流I③通电时间t

热量与电阻的关系相同R甲

R乙

R甲>R乙实验发现：

中的火柴棒先被点燃。结论：

大R甲在电流、通电时间相同时，阻值

的电阻产生的热量多。第14页，课件共42页，创作于2023年2月演示电阻丝结论：

在电流、电阻相同时，通电时间

长

的产生的热量多。探究二：产热多少与通电时间的关系实验验证第15页，课件共42页，创作于2023年2月

热量与时间的关系①电阻R②电流I相同结论：

在电阻、电流相同时，通电时间

的电阻产生的热量多。长第16页，课件共42页，创作于2023年2月演示电阻丝结论：

在通电时间、电阻相同时，电流越

大

的产生的热量多。探究三：产热多少与电流大小的关系返回实验验证第17页，课件共42页，创作于2023年2月①电阻R③通电时间t

热量与电流的关系相同实验发现：

火柴棒在电流

的情况下的很快被点燃。结论：

大在电阻、通电时间相同时，电流

的电阻产生的热量多。大第18页，课件共42页，创作于2023年2月试验结论结论1:在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。结论2:在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。结论3:在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。第19页，课件共42页，创作于2023年2月1.焦耳定律电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。二.电流产生热量的表达式

2.公式：单位：Q=I2RtQIRt焦安欧秒第20页，课件共42页，创作于2023年2月根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.

纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt非纯电阻电路：W总＞Q(W总＝UIt=W外＋Q)焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q=W=UIt=Pt=U2/Rt来计算热量.∴Q=W=UIt=I2Rt根据欧姆定律U=IR又∵W=UIt

若电流做的功全部用来产生热量即Q=W

注意：返回得出结论第21页，课件共42页，创作于2023年2月电流产生热量的其他表达式当利用电流做功,将电能全部转化为内能的为纯电阻电路。

1.Q=UIt只适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能)的情况2.Q===只适用于纯电阻电路(电能全部转化为内能)的情况UIt第22页，课件共42页，创作于2023年2月电功与与电热的关系（W与Q的关系）①在电热器电路(只有电阻的电路)中：（电能几乎全部转化为内能）

W=Q

（W=UIt）=（Q=I2Rt）

②在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）

W>Q

（W=UIt）>（Q=I2Rt）

第23页，课件共42页，创作于2023年2月前面两个现象的解释1第一个为什么灯泡和导线是串联，灯泡的电阻大比导线的电阻大第二个为什么干线电流等于各个支路的电流值和2烫手不烫手交流讨论第24页，课件共42页，创作于2023年2月1、为什么在炎热的夏天，电风扇、电视机在连续使用较长时间后要停用一会儿？为了散热，防止用电器因温度过高而烧坏。2、为什么在潮湿的天气，对长期不用的用电器，隔一段时间要通电一次？潮湿会降低绝缘性能，使电路工作失常，所以对长期不用的用电器，隔一段时间要通电，利用电热来趋潮。想一想，议一议第25页，课件共42页，创作于2023年2月思考：1、灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为什么？2、相同的导线如果将灯泡换成大功率的电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电线，这又是为什么？3、电熨斗，它通电的时间过长，会产生更多的热量，一不小心，就会损坏衣料。这又是为什么？电阻不同电流不同时间不同第26页，课件共42页，创作于2023年2月如：电熨斗、电烙铁、电炉等电热器:主要部分——发热体工作原理：电流热效应

用电来加热的设备电视机加散热窗计算机、电动机等还要加风扇防止：电热的应用第27页，课件共42页，创作于2023年2月电热的应用1.电热器:

利用电流做功将

能转换为

能的装置.2.电热器的原理:

利用电流的

制成的加热设备。电热器主要组成部分是

。它是由电阻率

。熔点

的合金丝制成的加热设备。电内热效应发热体大高第28页，课件共42页，创作于2023年2月常见的电热的应用电炉电热毯热得快电热水壶电暖气电熨斗第29页，课件共42页，创作于2023年2月电热器水用管状电热器饮水机第30页，课件共42页，创作于2023年2月电烤箱各种加热器电熨斗热水器第31页，课件共42页，创作于2023年2月热功率电热器在单位时间内消耗的电能（即产生的热量）叫热功率PP＝Q/t＝I2R注：像电动机、电风扇这样的用电器，其消耗的电能主要转化为机械能，故电功率大于热功率第32页，课件共42页，创作于2023年2月例1：流过一根10欧姆的电阻丝的电流为2安培，问这根电阻丝在30秒内产热多少？例题解题格式：已知：求：解：答：电阻R=10Ω，电流I=2A，时间t=30s电热Q由焦耳定律：Q=I2Rt=22*10*30=1200（J）这根电阻丝共产热1200J。第33页，课件共42页，创作于2023年2月例题例2：一根50欧姆的电阻丝工作了10秒钟后产生1.8*104焦耳的热量，问流过这根电阻丝的电流是多少？解题格式：已知：求：解：答：电阻R=50Ω，热量Q=1.8*104J，时间t=10s电流I由焦耳定律：Q=I2Rt所以：I=（Q/Rt）1/2

=（1.8*104/（50*10））1/2

=6（A）

这根电阻流过的电流为6安培。第34页，课件共42页，创作于2023年2月焦耳定律是反映电流的

效应的规律，即

能转化为

的规律。一电炉的电阻是100Ω，通电时间10秒钟产生的热量为4×105J,通过这个电炉的电流是

A电流通过电风扇做功时，

能转化为

能和

能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的机械能一定

3.6×106J

练习热电内20电内机械小于第35页，课件共42页，创作于2023年2月【练习4】：两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_____；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1︰3，在相等的时间里产生的热量之比为______。4︰31︰9第36页，课件共42页，创作于2023年2月当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使通过的电流增加到0.4安时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的(

)A、2倍B、4倍C、0.25倍D、0.5倍B【练习5】：第37页，课件共42页，创作于2023年2月接入更多大功率的用电器时，电线将显著发热，会烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？第38页，课件共42页，创作于2023年2月防止电热的图片电脑中的C