新人教版初中物理焦耳定律ppt课件.ppt

第十八章第4节 生活中 许多用电器通电后 都伴有热现象产生 请举例说明 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 电流的热效应 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 电流通过导体时电能转化成热 生活中 许多用电器接通电源后 都伴有热现象产生 1 2 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 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 猜想 与电阻 电流 时间有关 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 观察实验 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 I2Rt3 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 4 焦耳定律理论推导 因为W Q且W UItU IR所以Q W UIt IR It IRt5 焦耳定律公式扩展 Q W Pt UIt 只适用于纯电阻电路 2 U 2 R t 在纯电阻电路中 这两个公式是通用的 把电能只转化为热能 在非纯电阻电路中 W IUt公式求得的是总消耗的电能 Q I2Rt公式求得的是在总电能中部分转发为热能的能量 即 W Q 三 电能和电热关系 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 Q I2Rt 0 6A 2 60W 300s 6480J 一根60 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 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 典型例题解析 例1 用电炉烧水时 电炉丝热得发红 而跟电炉丝连接着铜导线却不怎么热 这是为什么 电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的 所以通过的电流是相同的 时间也是相同的 根据焦耳定律Q I2Rt可知 当两导体中电流和通电时间均相同时 电流产生的热量与导体的电阻成正比 由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电阻大得多 所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多 例2 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V 线圈的电阻为2 通过线圈的电流为10A 这台电动机正常工作时 一秒钟消耗的电能为 J 产生的热量为 J 3800 200 例题3一根60的电阻丝接在36V的电源上 在5min内共产生多少热量 分析 先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流 再用焦尔定律公式计算电流产生的热量 U R U R U R 1 电流通过导体时产生的热量跟 成正比 跟导体的 成正比 跟 成正比 这个规律叫做焦耳定律 数字表达式是 2 电热器是利用电流的 效应制成的 它的主要部件是 电流流过电热器所做的功全部用来产生 3 有两根金属电阻丝 电阻分别为5 和15 将它们串联后接在一个电源两端 它们的电压之比为 在相同的时间内产生的热量之比为 如果将它们并联同一电源两极间 通过它们的电流之比为 在相等的时间内产生的热量之比为 电流的平方 电阻 通电的时间 Q I2Rt 热 发热体 热量 1 3 1 3 3 1 3 1 当堂检测 4 在两根横截面积相同 长度不同的镍铬合金线两端分别加上相同的电压 那么下列说法中正确的是 A 长的镍铬合金线电阻较大 相同时间内产生的热量较多B 短的镍铬合金线电阻较大 相同时间内产生的热量较多C 长的镍铬合金线电阻较大 相同时间内产生的热量较少D 短的镍铬合金线电阻较小 相同时间内产生的热量较少 C 课时训练 7 如图9 3 5所示 a b相同容器中分别装有相同质量的水 水中的电阻丝的阻值分别为R1和R2 且R1 R2