焦耳定律.ppt

第四节 焦耳定律,电热壶,电烤箱,电炉,电饭锅,热水器,电热器,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,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？,提出问题：,电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？,猜想：,与 有关,电阻、电流、时间,设计实验,讨论1.当一个物理量与多个因素有关，应用什么方法去研究？,答:控制变量法,讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？,答：转换法,实验中，通过观察U形管中液面高度的变化 来判断产生热量的多少。,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1：研究电热与电阻关系,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2：研究电热与电流关系,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。,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：,在电阻和电流不变的情况下，通电时间加长U形管中液体的液面是如何变化的？,分析与大家交流,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（James Prescott Joule， 18181889），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。,Q = I R t,热量 电流 电阻 时间,J A S,公式：,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。,二、焦耳定律,内容：,强调:电热跟电流的二次方成正比,焦耳定律的理论推导,1、电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。比如电饭锅、电烤箱、电炉子、电灯、电热毯、饮水机（纯电阻电路）,2、消耗电能没有全部转化为热的（电动机）：电吹风、电风扇、洗衣机这种情况下必须用焦耳定律来计算。 （非纯电阻电路）,即：Q = W = Pt = UIt = t = I2Rt,即：Q=IRt,U,_2,R,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60的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？,解：R=60 U=36V t = 5min = 560 s = 300 s,通过电阻丝的电流为：,产生的热量为：,Q = I2Rt =(0.6A)260300s =6480J,答： 5min内共产生的热量是6480J。,U R,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。,阅读教材P101“电热的利用和防止”讨论回答下列问题：,1、电热对我们是有利还是有害的？,2、生活中我们是如何利用电热、防止电热的危害的？,既有利又有害,四、电热的利用和防止,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。,如：电熨斗、电烙铁、电炉等,电热器:,用电来加热的设备,3、利用：,（2）驱潮,电阻率大，熔点高,工作原理：电流热效应,主要部分发热体,（1）加热,1.加散热窗,2.加风扇,3.不要长时间使用,4.不在过高温度下使用,4、生活中我们是如何防止电热的危害的？,1.一个20的电阻，通过0.5A的电流2min，电阻上消耗的电能是_,释放热量为_. 2.一个电阻通过0.2A的电流5min，电阻上产生的热量为600J.这个电阻的阻值是_ 3.一个200的电阻通电2min，电阻上消耗的电能是4.5104J,则通过电阻的电流是_.,600J,600J,50,1.37A,5.两个电热器的电阻之比为43，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，通过的电流之比为13，在相等的时间里产生的热量之比为_。,43,19,4.一个40的电阻，通过0.3A的电流，则通电 _min释放热量为2160J.,10,6.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