焦耳定律课ppt课件.ppt

生活中的物理 用手摸一下电视机后盖 谁知道他爸爸是根据什么道理判定的吗 上周六 小刚同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业 不要看电视 当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 后来发现小刚说了谎 生活中 许多用电器接通电源后 都伴有热现象产生 你有类似的经历吗 这个故事对你有什么启示 电流的热效应 电流通过导体时 导体会发热 电能转化为内能 这种现象叫做电流的热效应 点亮的灯泡过一会儿会烫手 说明什么 烫手 不烫手 家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾 灯泡接入电路中时 灯泡和电线中流过相同的电流 灯泡和电线都要发热 可是实际上灯泡热得发光 电线的发热却觉察不出来 要解释上述两个现象 我们必须研究电流产生的热量与哪些因素有关 猜想与假设 1 可能与电阻有关 电阻越大 电流热效应越大 电流的热效应与那些因素有关 2 可能与电流有关 电流越大 电流热效应越大 3 可能与通电时间有关 通电时间越长 电流热效应越大 设计实验 讨论1 当一个物理量被猜测与多个因素有关 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 电热 气体 或液体 受热膨胀 观察产生热量的多少 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 实验过程与实验现象 1 在电流和时间相同的情况下 研究热量和电阻的关系 2 在电阻和时间相同的情况下 研究热量和电流的关系 3 在电流和电阻相同的情况下 研究热量和时间的关系 演示实验 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关 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 1 2 3 实验分析 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 I 安 R 欧 t 秒 Q 焦 注意 热量跟电流的二次方成正比 若通过一个用电器的电流增加到3倍时 它产生的热量增大到倍 9 英国物理学家焦耳做了大量的实验 于1840年最先精确地确定电流产生的热量跟电流 电阻和通电时间的关系 即焦耳定律 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律 纯电阻电路 W总 Q放 Pt UIt U2 Rt I2Rt 非纯电阻电路 W总 Q W总 UIt W外 Q 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算 对只存在电流热效应的电路也可用Q W UIt Pt U2 Rt来计算热量 Q W UIt I2Rt 根据欧姆定律U IR 又 W UIt 若电流做的功全部用来产生热量即Q W 注意 例1 一根60 的电阻丝接在36v的电源上 在5分钟内共产生多少热量 分析 先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流 再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量 解 例题 例2 某电动机上标有 220V 2A 它的线圈电阻为5 当它正常工作一分钟后 消耗的电能为多少 线圈中产生的热量为多少 如没有其他能量的损失 则得到多少的机械能 解 消耗的电能为 W总 UIt 220V 2A 60S 26400J 线圈中产生的热量为 Q I2Rt 2A 2 5 60S 120J 得到的机械能为 W机 W总 Q 26400J 120J 25200J 例题 焦耳定律是反映电流的效应的规律 即能转化为的规律 一电炉的电阻是100 通电时间10秒钟产生的热量为4 105J 通过这个电炉的电流是A 电流通过电风扇做功时 能转化为能和能 如果电流做功3 6 106J 电风扇获得的机械能一定3 6 106J 练习 如图所示 电源电压为220V 且保持不变 R为 220V 25W 的电烙铁 L为 220V 40W 的灯泡 求 1 当S闭合时 电烙铁在1min内产生的热量 2 当S断开时 电烙铁在1min内产生的热量 220V 练习 电热的利用 电热的防止 电脑中的CPU在工作时要产生热 如果过热就会损坏芯