2023学年完整公开课版焦耳定律

焦耳定律第十八章第4节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？

上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是后就发现，小明刚看过电视。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。一、电流的热效应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?想想议议分析串联电流大大导线和电炉丝是

的，流过它们的

相同，而电炉丝的电阻比导线的电阻

，因此电能转化成内能时的功率

。所以，电炉丝已经热得发红，而与其相连的导线却几乎不热。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？观察实验现象说明：

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.

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.

进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.

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.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

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）二、焦耳定律注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对的是同

一段导体而言的；

2、Q是I的二次方成正比；

3、计算时各物理量的单位：I——安，R——欧，t——秒，Q——焦。

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热三、电能和电热关系电能内能+机械能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:例题I=

=

=

0.6AUR36V60Ω电动自行车的电源是电压为36v的铅蓄电池，电动机的线圈电阻为1W，电动机的电流是5A,求1分钟产生的多少热量？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?想想议议答：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。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．电热的危害课堂小结焦耳定律的实验和内容电热的利用和危害1．下列四种用电器中，利用电流热效应工作的是()A．洗衣机B．电脑C．电风扇D．电饭锅2.有些家用电器在使用过程中，温度过高会损坏电器。下列家用电器中要防止电热产生危害的是()A．电饭煲B．电热水器

C．电熨斗

D．电视机3．在炎热的夏天，电视机连续使用较长时间后，要停一会儿，但如果长期停止使用，隔一段时间要通电一次。这是因为

在起作用，前者是为了

，后者是为了

。课堂练习DD电热避免电热造成危害利用电热驱潮4.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，8．(4分)把两个电阻R1、R2串联在电路中，R1＝6Ω，R2＝9Ω，在相同通电时间内，通过R1、R2的电流之比为

，R1、R2

功率之比为

，电流通过R1、R2产生的热量之比为

。2:32:31∶15.小明利用如图所示的实验装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”。甲、乙两瓶中装有质量与初温都相同的煤油，甲瓶中铜丝的电阻比乙瓶中镍铬合金的电阻小。(1)实验中煤油吸热的多少是通过

来反映的。(2)为了在较短的时间内达到明显的实验效果，小明选用煤油而不用水做实验，是因为煤油的比热容

(填“大于”或“小于”)水的比热容。(3)通电一定时间后，乙瓶中的温度计示数升高得快