焦耳定律 省赛获奖

14.5焦耳定律

你知道吗?

星期天,小东的妈妈出门前嘱咐小东别看电视,得先完成作业,可是小东等妈妈一走,就看起了电视,直到妈妈回来前才开始做作业,妈妈问小东为何没有做完作业,小东说作业太难,可是小东妈妈只用了一招就知道小东说了谎,请问,他妈妈是怎样做的?她摸了摸电视机的的散热窗，发现那儿还热着呢你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？生活中的物理电流通过导体时电能转化成内能（热能）

这些用电器工作时的共同点是什么?热水器电烤箱

生活中，还有哪些用电器通电后，都伴有热现象产生？请举些例子。一、电流的热效应

电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。（电流通过导体时，导体会发热）点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？电流还具有磁效应和化学效应思考：电炉丝和导线串联接入电路，为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？提出问题:电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？电炉猜想：电流通过导体时产生热的多少与

有关?有什么关系？【设计实验】讨论1：当大家猜想电热与多个因素有关，实验研究时应用什么方法去研究？

控制变量法讨论2：（观察实验装置）（1）用什么方法去观察不可见的物理量（电热）？电热——通过空气受热膨胀程度，观察产生热量的多少。

像这种利用物理量产生的效应来观察不可见的物理量的方法叫转换法。

实验中，通过观察两个U形管中染色水柱液面高度的变化来判断产生热量的多少。

实验装置（2）如何比较电流通过导体产生热量的多少？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[实验一]研究电热与电阻的关系应控制不变的物理量：应变化的物理量：怎样才能使不同的电阻有相等的电流和通电时间？将不同的电阻设计实验：电流和通电时间相同电阻R1=5ΩR2=10ΩA串联[分析]与大家交流实验表明：

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。[实验二]研究电热与电流的关系应控制不变的物理量：应变化的物理量：设计实验[分析]与大家交流实验表明：I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1

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。电阻和通电时间相同电流怎样才能使相同的电阻通过的电流不相等呢？在电阻和电流相同的情况下，通电时间越长，这个电阻产生的热量越多。电热与通电时间的关系：刚才观察：在电阻和电流不变的情况下，通电时间加长，[分析]与大家交流U形管中液体的液面是如何变化的？你能得出什么结论？

请同学们对以上两个实验进行总结：电流通过导体产生热量多少与电流、电阻和通电时间的关系。

焦耳定律（自主学习）Q=I²

Rt

热量

电流

电阻

时间JAΩS公式：意义：单位：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。

焦耳

(1818－1889)二、焦耳定律内容：强调:电热跟电流的二次方成正比。电热与电功的关系：请比较电炉与电风扇的的工作特点纯电阻电路：非纯电阻电路：

在消耗的电能全部用来产生热量的情况下，焦耳定律的推导:像电炉这种只把电能转化为内能（热能）的用电器。

Q=W像电风扇（电动机）这种把电能主要转化为其它形式的能，少部分电能转化为内能的用电器。

Q<W我们学习了焦耳定律，怎样回答前面的问题？导线和电炉丝串联，通过的电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？

答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，电流相等时，电阻大的，相同时间里产生的热量较多，所以电炉丝很热，而导线却几乎不热。例：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？

解：R=60Ω

U=36Vt=5min=5×60s=300s通过电阻丝的电流为：I==36V60Ω=0.6A产生的热量为：Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J答：5min内共产生的热量是6480J。UR课堂小结：1.电流通过导体时，电能转化成内能的现象，叫做电流的热效应。2.焦耳定律：Q=I²Rt

1.某导体的电阻是2Ω，通过2А的电流时，1min产生多少焦耳的热量？2.标有“220V40W”电热器安装在220V的电路中，工作100s后，所消耗的电能是

J，通过电热器的电流是