初三物理电学部分：焦耳定律讲义.doc

因材思教 楷书人生 焦耳定律 教学目的1、掌握探究导体产生热量与哪些因素有关的实验原理及方法2、理解焦耳定律3、学会利用焦耳定律进行计算 知识要点一、探究导体产生的热量与哪些因素有关1、电流的热效应（1）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？用手触摸电线却感觉不到热，这是为什么？（2）家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾，这又是为什么？（3）电流的效应：电能转化为内能的现象电流的热效应 电流的效应 电流的磁效应电流的化学效应电热器：利用电流的热效应制成的加热设备（电熨斗，电炒锅，电烤箱等）电热器的主要组成部分：发热体发热体：一般由电阻率大、熔点高的金属丝 绕在绝缘材料上做成的。2、探究实验（1）提出问题电流产生的热量与哪些因素有关？ 导体电阻的大小猜想 电流的大小 通电时间（2）实验探究实验目的：研究电流通过导体产生的热量与哪些因素有关试验方法：控制变量法实验原理：当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就会使瓶中的空气温度升高，体积膨胀，致使导管中原来一样高的液柱逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升的越高。可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。（转换法） 与电阻的关系实验过程：a、电流通过导体产生的热量与电阻关系：条件：等量煤油，电流相同，时间相同现象：B瓶中温度升高的多结论：电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多与电流的关系b、电流通过导体产生的热量与电流大小的关系：条件：通电时间相同，电阻相同现象：电流大时，温度上升的多结论：在通电时间一定，电阻相同时，通过的电流越大，产生的热量越多c、电流通过导体产生的热量与通电时间的关系条件：电流一定，电阻相同时现象：时间越长，温度上升的越多结论：在电流与电阻都相同时，通电时间越长，电流通过导体产生的热量就越多实验结论：导体的电阻越大产生的热量越多，通过导体的电流越大产生的热量越多，通电时间越长产生的热量越多二、焦耳定律1、定义焦耳定律：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 公式： Q = I2 R t 焦耳定律 意义： 热量 电流 电阻 时间单位： J A S3、焦耳定律理论推导W = Q W = UIt U = IR Q = W = UIt = (IR)It = I2Rt4、焦耳定律公式扩展Q = W = Pt = UIt = U2t/R （只适用于纯电阻电路）电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住的电动机也是纯电阻器件 非纯电阻电路：电路中含有电动机在转动或有电解槽在发生化学反应的电路5、Q=I2Rt与W=UIt的区别在纯电阻电路中，这两个公式是通用的(W = Q)。在非纯电阻电路中， W = UIt 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 （且W = I2Rt + W1）6、纯电阻电路与非纯电阻电路7、电功率与热功率的区别与联系（1）区别：电功率是指某段电路的全部电功率，或这段电路上消耗的全部电功率，决定于这段电路两端电压和通过的电流强度的乘积；热功率是指在这段电路上因发热而消耗的功率决定于通过这段电路电流强度的平方和这段电路电阻的乘积（2）联系：对纯电阻电路，电功率等于热功率；对非纯电阻电路，电功率等于热功率与转化为除热能外其他形式的功率之和三、例题精讲【例1】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？【例2】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?课题18-4 焦耳定律学习笔记一、电流的热效应电流通过导体时将_ 能转化成 的现象。在这一过程中，电能转化为 能二、探究焦耳定律（定性）课题探究电流通过导体时产生的热量与哪些因素有关器材电源、开关、导线、两个阻值不同的电热丝()、煤油、两只玻璃瓶、两只 、滑动变阻器、 装置图步骤 如图组成串联电路，在玻璃瓶中装有等量的、 相同的煤油，煤油内插入 闭合开关，调节滑动变阻器使电流表的示数为0.5 A，5分钟后发现甲、乙煤油的温度分别为30和38_开关，使煤油冷却回原来的温度，向 调节滑动变阻器，使电流表的示数为1 A，过5分钟，甲煤油的温度是46在第步的基础上，保持滑片位置不变，通电10分钟后发现甲煤油的温度为36。方法实验中，通过温度计示数的高低来判断电流通过导体时产生电热的多少，这是采用了 法；本实验还采用了_ _法。结论 在通电时间和_ _一定时，导体电阻越_ _，通电导体所产生的热量越_ _。 在通电时间和_一定时，通过导体的电流越_ ，通电导体所产生的热量越_ _。 在导体的电阻和_一定时，通电时间越_，通电导体所产生的热量越_ _。注意：（1）在上述实验中，甲、乙两电阻丝采用串联的目的是:使电路中_相等。 （2）在上述实验中，若将温度计换成细玻璃管，则应通过煤油在玻璃管中_ _来判断电流通过导体时产生电热的多少。三、焦耳定律1.内容：电流通过导体产生的热量跟_成正比，跟_成正比，跟_成正比。2.公式：_Q_； I_；R_； t_ _；3.电热功率: _。4.纯电阻电路（将电能全部转化成内能的电路）中：Q=W 注意事项：对于纯电阻电路，电流做功消耗的电能全部转化为内能（QW），这时以下公式均成立Q=W=UIt Q= W=t Q= W=Pt；对于非纯电阻电路，电能除了转化为内能，还要转化为其他形式的能量。求Q时只能用QI2Rt。5.利用电热的例子：热水器、电饭锅、_、_等。6.防止电热的例子：电视机外壳的_窗；计算机内的_风扇、电动机外壳的_片等。7.解释：电炉子工作时，电炉丝热得发红，而与其相连的导线插头却几乎不热，这是为什么?答：电炉丝与插头是_联的，通过的电流_根据_定律公式_，在_时间内，_一定时，电流产生的热量跟_成正比，炉丝比插头的电阻_，相同条件下电流产生的热量_，因此炉丝热得发红【练习】1（判断）电风扇工作时，没有电流的热效应产生 ( )2.导线相互连接的位置往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾电流通过电灯，电灯会发热；电流通过电褥子，电褥子会发热；通电时间长了，连接用电器的导线也会发热这些现象都是把_转化为_，这种现象叫_据此现象，人们制成了_。3.根据焦耳定律公式_，在电流相同的情况下，电阻越大，电流在一定时间内产生热量越_也就是说，在电流相同时，电阻较大的导体产生热量的功率越_4.有一个电暖气，当通过它的电流是原来的2倍时，它产生热量的功率是原来的_倍5一盏“220V，60W”的白炽灯，一台“220V，60W”的电风扇，一只“220V，60W”的小电暖手炉，同时接在220V的电压下，则相同时间内产生的热量( ) A电风扇最多 B白炽灯最多 C暖手炉最多 D一样多6.下列研究方法中属于控制变量法的是( )A研究焦耳定律时，可以通过观察烧瓶中液体温度的高低来判断电阻产生热量的多少B在电流、通电时间一定时，研究电阻产生的热量与电阻的关系C通过电流做功的多少来量度消耗电能的大小D比较电流表和电压表的异同点7在家庭电路中，导线相互连接的位置往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾这是为什么?答：导线相互连接的位置电阻较_，根据Q=_可知：通电时间、电流一定时，_与导体的_成正比，所以在家庭电路中，导线相互连接的位置往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾8一根60的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生多少热量？9.某导体的电阻是2，通过2 的电流时，1min产生多少焦耳的热量？10.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210欧姆，它的额定功率是多大？在额定电压下通电10分钟产生多少热量？11.探究焦耳定律：器材电源、导线、开关、两个装有相同质量煤油的烧瓶、铜丝、镍镉合金丝、 。准备实验装置如图所示，在两个相同的烧瓶中装相等质量的煤油，瓶中各放一根电阻丝，右瓶中电阻丝比左瓶中的大，通电后观察电流通过电阻丝产生的热量是没有的温度升高，电流产生的热量越 ，煤油温度上升的越 。步骤和现象如图连接电路，闭合开关一段时间后，发现右侧瓶中温度 ，这说明烧瓶中的镍镉合金丝产生的热量 ；只将右瓶中的镍镉合金丝接入电路，再用 改变电路中电流，使电流比刚才的电流大，通电时间跟上次实验一样，发现烧瓶中的煤油温度升高的比上次 ，这说明 。 对于两瓶通电时间越长，烧瓶中煤油温度都升高的越 。方法本实验用的物理学研究方法有 和 。结论电流通过导体产生的热量多少与 、 和 有关。12、小宇同学按如图所示的装置，研究“电流通过导体时产