184_焦耳定律

焦耳定律,第十八章第节,电功,实质：,公式:,单位：,电能转化为其他形式的能,W=UIt,1度=1kwh3.6106J,焦（J）、千瓦时（kwh）、度,W=Pt,（电能）,（w）,电功率,公式:,单位：,表示消耗电能的快慢。,瓦（W）、千瓦（KW）、毫瓦（mW）,物理意义：,1、,2、,注意公式中单位的统一,(P),(1)灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡有什么感觉？为什么？,(2)电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？,答案:发烫.是电流的热效应.,问题,什么是电流的热效应？,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。,你能列举生活中利用电流的热效应的例子吗？,电流热效应的应用：电热器,把电能全部转化为内能的用电器叫电热器。（即：QW）,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,提出问题：,电流产生的热量跟哪些因素有关呢？,猜想：,通电时间,电流的大小,导体电阻的大小,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。,结论1.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。,结论2.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。,结论3.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。,实验结论,焦耳定律,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：QI2Rt,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是与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。,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，测量不同电流强度和电阻时的水温.通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比.四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性.因此，该定律称为焦耳楞次定律.焦耳活到了七十一岁.1889年10月11日，焦耳在索福特逝世.后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳.,3、焦耳定律理论推导：因为Q=W且W=UItU=IR所以Q=W=UIt=(IR)It=IRt4、焦耳定律公式扩展：Q=W=UIt=Pt=(只适用于纯电阻电路),2,U,2,R,t,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。,把电能只转化为热能,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：,WQ,如：当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：,WQ热,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,Q=I2Rt=(0.6A)260W300s=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,3.一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？,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,13,13,31,31,当堂检测,2.两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，通过的电流强度为13，在相等的时间里产生的热量之比为_。,43,19,3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,1电热的利用,利用电热孵化器孵小鸡,用来