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文档简介
焦耳定律焦耳定律导入新课
我们看到取暖器电阻丝逐渐发红变亮,产生热量而导线却不怎么热!为什么呢?导入新课我们看到取暖器电阻丝逐渐发红变亮,产生热量而导线却(一)实验准备像电暖气等生活中很多用电器,通电以后会产生热量。这是电流的那种效应?电流通过导体时,导体要发热,电能转化成内能,这种现象叫做电流的热效应。
电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关?请同学们作出合理猜想。电流的大小;电阻的大小;通电时间的长短(一)实验准备像电暖气等生活中很多用电器,通电以后会产生热量【实验指导】:电流产生热量有多有少,你能从提供的器材中,比较出热量的多少吗?电阻丝、密封容器(带有小孔)、U形管(装有颜色的液体)、橡胶管、烧瓶、煤油、温度计1.电阻丝加热密封容器中的空气,推动U形管中液体,形成液面差2.电阻丝加热煤油,用温度计测量煤油的温度【实验指导】:电流产生热量有多有少,你能从提供的器材中,比方案一:电阻丝加热密封容器中的空气,U形管中液面形成
;液面差越大,产生的热量越
。方案二:烧瓶内装有煤油,电阻丝产生热量会使温度升高,用
测量温度;温度越高,产生热量的越
。液面差
多
温度计
多
以上两种方案中,加热空气快?还是加热煤油速度快?方案一快
方案一:电阻丝加热密封容器中的空气,U形管中液面形成(二)探究实验实验一:探究产生热量Q与电阻R的关系
1.通过我们的猜想电流产生的热量可能与多个因素有关,应该采用什么探究方法?
控制变量法
2.当探究产生热量Q与电阻R的关系时,如何控制变量呢?一个10欧、两个5欧的电阻丝,我们怎么选?应让电流、通电时间一样,改变电阻的大小;选一个5欧和一个10欧的电阻(二)探究实验实验一:探究产生热量Q与电阻R的关系1.通过3.如何才能更好地让通过两个电阻的电流、通电时间一样?将两个电阻串联
【进行实验】
3.如何才能更好地让通过两个电阻的电流、通电时间一样?将两个哪个电阻的液面差明显?说明了哪个电阻产生的热量多?
可以得到什么结论?1.10欧的液面差大2.电阻大的产生热量多3.当通过导体的电流和通电时间相同时,导体的电阻越大,电流产生的热量越多。【结论】哪个电阻的液面差明显?说明了哪个电阻产生的热量多?可以得到实验二:探究产生热量Q与电流I的关系1.当探究产生热量Q与电流I的关系时,如何控制变量呢?让电阻、通电时间一样、改变通过电流的大小2.一个10欧、两个5欧的电阻丝,我们怎么选?选两个5欧的电阻丝【说明】两个容器中密封同样的电阻,在另一个容器的外部,将一个电阻和这个容器内的电阻并联,因此通过两容器中的电阻的电流就不同。实验二:探究产生热量Q与电流I的关系1.当探究产生热量Q与电【进行实验】
【进行实验】1.左边液面差明显2.电流大的产生热量多【实验现象】【结论】当导体的电阻和通电时间相同时,通过导体的电流越大,电流产生的热量越多。
1.左边液面差明显【实验现象】【结论】当导体的电阻和通电实验三:探究产生热量Q与通电时间t的关系哪次通电形成的液面差明显?可见产生的热量多少与通电时间有什么关系?
第二次液面差大
第一次通电5s,第二次通电10s.结论:当通过导体的电流和导体的电阻大小相同时,通电时间越长,电流产生的热量越多。
实验三:探究产生热量Q与通电时间t的关系哪次通电形成的液面差当电流通过导体时,电流越大、电阻越大、通电时间越长,产生的热量越多。
【实验总结】当电流通过导体时,电流越大、电阻越大、通电时间越长,产生的热焦耳(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(三)焦耳定律焦耳(JamesPrescottJoule,
181
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:Q=I2Rt
3.单位:焦耳(J)安培(A)欧姆(Ω)秒(S)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Q=I2Rt
=(0.6A)2×60W×300s=6480J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:I=
=
=0.6AUR36V60Ω例题Q=I2Rt一根60Ω的电阻丝接在36V的【反馈练习】1.某导体的阻值为4Ω,通过0.5A的电流时,则1min产生多少热量?解:Q=I2Rt
=(0.5A)2×4W×60s=60J【反馈练习】解:Q=I2Rt2.我们学习了焦耳定律,你能回答当电炉丝A和导线B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?导线的电阻很小,而电炉丝的电阻很大,由焦耳定律Q=I²Rt可知,在相同时间内电流越大、热量越多,因此电炉热得发红,而导线却不热。3.你知道“直流融冰”新技术,即在输电线路中输入3000A左右的大电流,对冰熔化的物理原理吗?
当电阻、通电时间一定时,电流越大产生的热量越多
2.我们学习了焦耳定律,你能回答当电炉丝A和导线B通过的电流
1.当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,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
Q=W=UIt=I2Rt如:电暖器,电饭锅,电炉子等。
2.当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:
W>Q热电能和电热关系电能内能+机械能1.当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时思考:电视机、电动机、电暖气都标有“220V,200W”,把它们并联在220V的电压下,则相同时间内产生热量Q最多是
。为什么?
由W=Pt可知,消耗的电能一样多;电视机:W=Q+光能电动机:W=Q+机械能电暖气:W=Q所以,电暖气产生的热量多思考:电视机、电动机、电暖气都标有“220V,200W”,把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。四、电热的利用和防止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: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【课堂小结】【课堂小结】课堂检测2.一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A,它的电功率是
W,通电1min时产生的热量是_______J。3.电阻R1、R2串联在电路中,R1=4,R2=6,则P1:P2=_____。Q1:Q2=______。400240002:32:31.电流的热效应是电流通过导体时_____转化成____的现象。电热器是利用电流的_______制成的加热设备。电能热热效应课堂检测2.一根100Ω的电阻丝通过的电流是2A,它的4.某导体的电阻是2欧,当1安的电流通过时,1分钟产生的热量是多少焦?
解:Q=I2Rt=(1A)2×
2
Ω
×60S=120J
答:1分钟产生的热量是120焦。4.某导体的电阻是2欧,当1安的电流通过时,1分钟
5.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏,线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟,求:(1)消耗的电能W。(2)产生的热量Q。解:(1)W=UIt
=380V×10A×1S
=3800J
(2)Q=I2Rt
=(10A)2×2Ω×1S
=200J答:消耗的电能是3800焦;产生的热量是200焦。
5.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为381有了坚定的意志,就等于给双脚添
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