精选幻灯片-6.3焦耳定律

,6.3焦耳定律,1,感受生活,2,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,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,烫手,不烫手,为什么？,合理猜测,5,为什么？,合理猜测,6,刚通电时的电炉丝没有长时间通电后红。,为什么？,7,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,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,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,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,11,12,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,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,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,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,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,17,18,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,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,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,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,22,1、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,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,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,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,26,27,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,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,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,使用常识：防火灾-勿将空调靠近窗帘,31,【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)2260S=120J,32,【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6104J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,【练习4】：,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_。,43,19,34,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】：,35,6、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=WQ,非纯电阻电路的电热（Q）计算：QW【电能少部分转化为内能】,Q=Pt,36,7、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“PZ22040”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.,37,8、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？,38,9、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,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