6.3焦耳定律PPT演示课件

4 20 2020 6 3焦耳定律 1 4 20 2020 感受生活 2 4 20 2020 电流的热效应 电流通过导体时 电能转化为内能的现象叫做电流的热效应 电流的三大效应 热效应 磁效应 化学效应 电流的热效应的实质 电能转化为内能 3 4 20 2020 提出问题 电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关 科学探究的过程 合理猜测 实验验证 制定计划 得出结论 交流讨论 4 4 20 2020 烫手 不烫手 为什么 合理猜测 5 4 20 2020 为什么 合理猜测 6 4 20 2020 刚通电时的电炉丝没有长时间通电后红 为什么 7 4 20 2020 烫手 不烫手 跟电流有关 跟电阻有关 跟时间有关 合理猜测 8 4 20 2020 探究实验 实验方法 实验目的 研究电流通过导体产生的热量Q跟电流大小I 电阻R和通电时间t的关系 设计实验 1 如何在实验中展示出电流产生的热量Q的多少 2 如何控制电流大小I相同 3 如何控制电阻R的大小不变 4 通电时间t比较好控制 控制变量法 探究电流的热效应跟哪些因素有关 制定计划 9 4 20 2020 电流通过导体产热 其中所产生的热量既看不见也摸不着 如何测量呢 既看不见也摸不着的科学量 既看得见也能测量的科学量 转化 转化 让电流产生的热量被气体吸收 通过观察气体的热膨胀 观察玻璃管内的水柱升降或者温度计示数大小 来测量 观察电热的方法 转化法 10 4 20 2020 控制I R t 1 如何控制电流相同 让电阻串联 2 如何控制电阻大小相同 用2个相同的电阻 11 4 20 2020 12 4 20 2020 电阻丝 结论 在电流 通电时间相同时 阻值大的电阻产生的热量多 探究一 产热多少与电阻大小的关系 实验验证 13 4 20 2020 电阻丝 结论 在电流 电阻相同时 通电时间长的产生的热量多 探究二 电热多少与通电时间的关系 实验验证 14 4 20 2020 电阻丝 结论 在通电时间 电阻相同时 电流越大的产生的热量多 探究三 产热多少与电流大小的关系 实验验证 15 4 20 2020 在通电电流和通电时间相同时 电阻越大 电流产生的热量越多 在电阻和通电时间相同时 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时 通电时间越长 电流产生的热量越多 1 2 3 实验分析 16 4 20 2020 焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比 跟导体的电阻成正比 跟通电时间成正比 公式 Q I2Rt 适用范围 适合于任何电路中电热的计算 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热跟电流 电阻和通电时间的关系 即焦耳定律 焦耳定律 17 4 20 2020 18 4 20 2020 为什么只有在纯电阻电路中才可以用电功公式计算电热 19 4 20 2020 焦耳定律 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比 跟导体的电阻成正比 跟通电时间成正比 公式 Q I2Rt 注意 热量跟电流的平方成正比 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热跟电流 电阻和通电时间的关系 即焦耳定律 焦耳定律 20 4 20 2020 利用如图所示的装置探究 导体产生的热量与电阻大小的关系 两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝 烧瓶A中的金属丝电阻比较小 烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝 电阻比较大 两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度 1 根据控制变量法的研究思想 应该使这两个烧瓶中煤油的质量 2 实验中 发现烧瓶B中温度计的示数升高的快 这表明 在和通电时间相同的情况下 导体的电阻越 电流产生的热量越 电热的影响因素 相等 电流 大 多 21 4 20 2020 R R 研究电热与I的关系 那么就要控制和通电时间不变 所以就设计以上的电路 用了相同的电热丝来保证电阻相同 那么怎样使并联的两个电阻电流不同呢 最后发现 电流大的那个支路 煤油的示数上升的快 所以表明在电阻和通电时间相同的情况下 导体的电流越 电流产生的热量越 R R 电阻 移动滑动变阻器的滑片 大 多 22 4 20 2020 1 为什么选用煤油 而没有用水 实验中 几个重要的问题 你能回答出来吗 3 通过什么样的连接方式可以使阻值不同的电阻丝保持相同的电流 2 本实验电流产生热量的多少是通过什么方式来表明的 A 因为煤油有颜色便于观察B 因为煤油有比较大的热值C 因为煤油有比较小的密度D 因为煤油有比较小的比热容 23 4 20 2020 前面两个现象的解释 1 第一个为什么灯泡和导线是串联 灯泡的电阻大比导线的电阻大 第二个为什么干路的电流等于各个支路的电流之和 2 交流讨论 24 4 20 2020 电热的应用 1 电热器 利用电流做功将能转换为能的装置 2 电热器的原理 利用电流的制成的加热设备 电热器主要组成部分是 它是由电阻率 熔点的合金丝制成的加热设备 电 内 热效应 发热体 大 高 25 4 20 2020 常见的电热的应用 电炉 电热毯 热得快 电热水壶 电暖气 电熨斗 26 4 20 2020 27 4 20 2020 电流热效应的利用 制电热器 要求电热丝材料电阻率大 熔点高 制白炽灯制保险丝 要求保险丝材料电阻率大 熔点低 28 4 20 2020 电热的预防 计算机显示器的散热孔 计算机CPU的散热风扇 29 4 20 2020 电热的预防 无用的电流热效应应尽量减少 导线上的热损耗应尽量减少 家用导线一般用电阻率很小的铜或者铝导线电路板中 用铜箔或者银箔做导线 减小电阻 高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法来减少热损耗 有些电器加装风扇或者散热片 散热孔 30 4 20 2020 使用常识 防火灾 勿将空调靠近窗帘 31 4 20 2020 练习1 某电热器电阻丝的电阻是2欧 当1安的电流通过时 1分钟产生的热量是多少焦 解 Q I2Rt 1A 2 2 60S 120J 32 4 20 2020 练习2 为了研究温度对种子发芽的影响 课外活动小组要做一只电烘箱 要求在10min内产生6 104J的热量 接用的是家庭电路 请计算一下这只电烘箱电热丝的电阻是多少 练习3 标有 220V100W 的白炽灯正常工作时 在1min内将产生多少热量 将消耗多少电能 若接在55V的电路中呢 33 4 20 2020 练习4 两个电热器的电阻之比为4 3 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 通过的电流强度为1 3 在相等的时间里产生的热量之比为 4 3 1 9 34 4 20 2020 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0 4安时 在相同的时间内产生的热量为Q2 那么Q2是Q1的 A 2倍B 4倍C 0 25倍D 0 5倍 B 练习5 35 4 20 2020 6 一电动机线圈的电阻为1 线圈两端所加电压为2V时 电流为1A 电动机正常工作 1 电动机正常工作时的能量转化 2 电动机正常工作1min所产生的电能为多少J 3 电动机正常工作1min所产生的电热为多少J 4 电动机正常工作1min所提供的机械能为多少 5 如果想让电动机的电能全部转化为内能 可以怎样实施 Q UIt 定义式 导出式 欧姆定律 代换法 t W 对于非纯电阻电路 计算电热只有一个公式 Q I2Rt计算电能只有一个公式 W UIt计算机械能只有一个公式 W机械 W Q 非纯电阻电路的电热 Q 计算 Q W 电能少部分转化为内能 Q Pt 36 4 20 2020 7 如图所示 电源电压220伏 R是电烙铁 标有 220V 40W 字样 L是电灯泡 标有 PZ220 40 字样 当开关S闭合时 电烙铁每分钟产生的热量是 焦 当开关S断开时 电烙铁的实际功率是 瓦 开关S断开后 整个电路工作 小时消耗1千瓦时电能 37 4 20 2020 8 如图是一个电热毯的简化电路图 电源电压为220V R1是发热电阻 R2是阻值为616 的分压电阻 S是控制电热毯工作状态的开关 S转到触点1为断开状态 S转到触点2为低温状态 S转到触点3为高温状态 此时功率为100W 求 l 当开关S转到触点3时 电热毯的发热电阻R1是多少 2 当开关S转到触点2时 通过电路的电流是多少安 发热电阻R1消耗的功率是多少瓦特 38 4 20 2020 9 CFXB型 220V1100W 电饭煲的原理图如图所示 它有高温烧煮和焖饭 保温两挡 通过单刀双掷开关S进行调节 R0为电热丝 当开关S接高温烧煮挡时 电路的功率为1100W 当开关S接焖饭 保温挡时 电路的总功率为22W 1 电饭煲在高温烧煮挡时 开关S应与哪个触点连接 2 电热丝R0的阻值多大 3 当电饭煲在正常焖饭 保温时电路中的电流多大 焖饭 保温10min 电热丝R0产生的热量为多少 39 4 20 2020 焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻 斯特 他的父亲是一个酿酒厂主 焦耳自幼 跟随父亲参加酿酒劳动 没有受过正规的教 育 青年时期 在别人的介绍下 焦耳认识 了著名的化学家道尔顿 道尔顿给予了焦耳 热情的教导 焦耳向他虚心的学习了数学 哲学和化学 这些知识为焦耳后来的研究奠 定了理论基础 1840年 焦耳把环形线圈放 入装水的试管内