84(董）焦耳定律

1、石岐中学石岐中学 董晓文董晓文18.418.4 电与热电与热点亮的灯泡过一会儿会点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？烫手，说明什么？导线和电熨斗串联，为导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？并不很热？说明什么？一、电流的热效应一、电流的热效应：电流通过导体时，导体会电流通过导体时，导体会发热，这种现象叫做电流的热效应发热，这种现象叫做电流的热效应电流热效应的应用电流热效应的应用3 3 实验原理：实验原理： 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度温度升高、体积膨胀升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一

2、样高的液柱就会逐渐上升，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升. .电流产生的热量越多，液面就会上升得越高电流产生的热量越多，液面就会上升得越高. .我们可以我们可以通过管通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量中液面上升的高度比较电流产生的热量. . 二、探究实验：电流产生的热量与哪些因素有关二、探究实验：电流产生的热量与哪些因素有关1、实验装置：、实验装置：2、实验方法：控制变量法和替代法、实验方法：控制变量法和替代法 4 4、实验方案及过程：、实验方案及过程：（1 1）在电流和时间相同的情况下，研究）在电流和时间相同的情况下，研究热量热量和电阻的关系和电阻的关系；（如下左图）；（如下左图）

3、（2 2）在电阻和时间相同的情况下，研究）在电阻和时间相同的情况下，研究热量热量和电流的关系和电流的关系；（如上右图）；（如上右图）（3 3）在电流和电阻相同的情况下，）在电流和电阻相同的情况下，研究热量研究热量和时间的关系；和时间的关系；现象说明：现象说明： 在通电电流和通电时间相同的条件在通电电流和通电时间相同的条件下，下，电阻越大，电流产生的热量越多电阻越大，电流产生的热量越多. . 在电阻和通电时间相同的条件下，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进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比方

4、成正比. 在通电电流和电阻相同的条件下，在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越通电时间越长，电流产生的热量越多多. . 英国物理学家英国物理学家焦耳焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律通过大量的实验，总结出焦耳定律. . 三、焦耳定律三、焦耳定律1.1.内容：电流通过导体产生的热量跟电内容：电流通过导体产生的热量跟电 流的平方成正比，跟导体的电流的平方成正比，跟导体的电 阻成正比，跟通电时间成正比阻成正比，跟通电时间成正比. . Q = IQ = I2 2RtRt 3.3.单位：焦耳单位：焦耳.2.公式：公式： I安安 R欧欧 t秒秒 Q焦焦例题例题 1、某导体的电阻是、某

5、导体的电阻是2欧，当欧，当1安的电流通过安的电流通过时，时，1分钟产生的热量是多少焦？分钟产生的热量是多少焦？解：解：Q= I2Rt =(1安安)2 2欧欧 60秒秒 =120焦焦答：答：1分钟产生的热量是分钟产生的热量是120焦。焦。2、 一只一只“220V 45W ”的电烙铁，在额定电的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？能用几种方法解此题？UItWQUPI额额（2） tR Rt t2 2I IQ QU UP PI IP P2 2U UR R?（1） （4）Q=W=Pt tRU2 （ 3）Q=W= 3 、一台电动机正常

6、工作时线圈两端的、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为电压为380伏，线圈的电阻为伏，线圈的电阻为2欧欧,线线圈中的电流为圈中的电流为10安安,若这台电动机正常若这台电动机正常工作工作1秒钟，秒钟， 求：求：1 ）消耗的电能）消耗的电能W。 2 ）产生的热量）产生的热量Q。解：解： 1 ） WUIt 380101 3800焦焦 2 ） QI2Rt 10 10 2 1 200焦焦答：答： 消耗的电能是消耗的电能是3800焦；焦； 产生的热量是产生的热量是200焦。焦。 4、为什么电炉接入照明电路后，能放出大、为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来，而与电炉连接的导线却不怎量的热来，而与电炉连

7、接的导线却不怎么热？么热？ 因为电线和电炉因为电线和电炉串联串联，通过，通过它们的电流它们的电流相等相等，而电炉的电，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，所以阻比电线的电阻大的多，所以根据焦耳定律根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在可知，在相同时间内电流通过电炉产生相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。大，因此电炉热而电线却不热。电流热效应的应用与控制电流热效应的应用与控制 1.1.电流热效应的实际应用非常广泛，请电流热效应的实际应用非常广泛，请列举其实际列举其实际应用应用实例（至少举出三实例（至少举出三个）个）: :2.2.回家仔细

8、观察电视机和电脑（包括主回家仔细观察电视机和电脑（包括主机和显示器）的外壳设计，分析这些机和显示器）的外壳设计，分析这些电器产品是如何解决电器元件在正常电器产品是如何解决电器元件在正常工作中的工作中的散热散热问题的？问题的？ 热身热身 练习练习1.电流通过导体时产生的热量跟电流通过导体时产生的热量跟_成正比，跟导体成正比，跟导体的的_成正比，跟成正比，跟_成正比，这个规律叫做焦耳成正比，这个规律叫做焦耳定律，数字定律，数字 表达式是表达式是_.2.电热器是利用电流的电热器是利用电流的_效应制成的，它的主要部件是效应制成的，它的主要部件是_.电流流过电热器所做的功全部用来产生电流流过电热器所做的

9、功全部用来产生_.3.有两根金属电阻丝，电阻分别为有两根金属电阻丝，电阻分别为5和和15，将它们串联后，将它们串联后接在一个电源两端，它们的电接在一个电源两端，它们的电 压之比为压之比为_，在相同的时间，在相同的时间内产生的热量之比为内产生的热量之比为_； 如果将它们并联同一电源两极间如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为，通过它们的电流之比为_，在相等的，在相等的 时间内产生的热量时间内产生的热量之比为之比为_.电流的平方电流的平方电阻电阻通电的时间通电的时间Q=I2Rt热热发热体发热体 热量热量1 31 33 13 1自我检测自我检测1.为什么电炉丝热得发红，而跟电炉丝串为什么

10、电炉丝热得发红，而跟电炉丝串 联的导线却几乎不热？联的导线却几乎不热？2.白炽灯的灯丝断了，将它搭接起来后，灯白炽灯的灯丝断了，将它搭接起来后，灯 还还 （填（填“能或不能能或不能”）发光，但是往往）发光，但是往往 在不长的时间里，灯丝很容易烧断，这是在不长的时间里，灯丝很容易烧断，这是 因为该处的接触电阻因为该处的接触电阻 ，工作时产生，工作时产生 热量热量 ，因此容易烧断。，因此容易烧断。 自我检测自我检测3.一个标有一个标有“220V、1000W”的电炉，接在的电炉，接在220伏伏特电源上，工作特电源上，工作0.5小时，消耗电能小时，消耗电能_ 度，产度，产生的热量是生的热量是_J。 4

11、、人们生活水平的不断提高，家庭的用电器也越、人们生活水平的不断提高，家庭的用电器也越来越多，工作时能量转化相同的一组是（来越多，工作时能量转化相同的一组是（ ） A、电风扇、电水壶、电风扇、电水壶 B、电炉、电烙铁、电炉、电烙铁 C、洗衣机、电冰箱、洗衣机、电冰箱 D、充电器、电铃、充电器、电铃自我检测自我检测5.制作电热器的发热体应选用（制作电热器的发热体应选用（ ） A.电阻大且熔点高的合金丝电阻大且熔点高的合金丝 B.电阻小且熔点低的合金丝电阻小且熔点低的合金丝 C.电阻率大且熔点高的合金丝电阻率大且熔点高的合金丝 D.电阻率小且熔点低的合金丝电阻率小且熔点低的合金丝自我检测自我检测6.

12、一台电风扇和一个电熨斗，如果使用时电流做一台电风扇和一个电熨斗，如果使用时电流做功相同，电能转化为内能（功相同，电能转化为内能（ ） A一样多一样多 B电风扇较多电风扇较多 C电熨斗较多电熨斗较多 D无法比较无法比较7.一抽水机的配套电动机，它的线圈电阻是一抽水机的配套电动机，它的线圈电阻是3， 在额定电压下工作电流是在额定电压下工作电流是10A，则，则1s内电流通内电流通 过线圈产生的热量是（过线圈产生的热量是（ ） A. 16100J B. 300J C. 90J D.30J自我检测自我检测8、饮水机是一种常用的家用电、饮水机是一种常用的家用电 器，主要是利用电流热效应器，主要是利用电流热

13、效应 来工作的。其工作电路可简来工作的。其工作电路可简 化为如右图所示电路，其中化为如右图所示电路，其中 S是温控开关。是温控开关。（1）分析饮水机何时处在加热状态和何时处在保温状态。）分析饮水机何时处在加热状态和何时处在保温状态。（2）如果饮水机在加热状态时加热板的电功率是）如果饮水机在加热状态时加热板的电功率是400W， 在保温状态时加热板的功率是加热功率的在保温状态时加热板的功率是加热功率的1/9倍，倍， 求电阻求电阻 和和 的阻值。的阻值。 1R2R自我检测自我检测9、小明家里买了一只电热水壶，铭牌上标有、小明家里买了一只电热水壶，铭牌上标有“220V 100W”字样。他想：该壶正常工作