(讲课)焦耳定律

1、 上周六，我们班一位同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，上周六，我们班一位同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。开，很高兴。 可是爸爸可是爸爸 后就发现，后就发现，他刚看过电视。他刚看过电视。用手一摸电视机后盖用手一摸电视机后盖生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。1、 电流的热效应电流的热效应电流流过导体时，导体就要发热，这种电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。现象叫做电流的热效应。 实验方法：实验方法

2、：实验目的实验目的: : 研究电流通过导体产生的研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关热量跟哪些因素有关 实验原理实验原理: : 电流的热效应电流的热效应实验探究实验探究控制变量法控制变量法（转换法转换法） 猜猜 想想 ：与电阻与电阻 、电流、通电、电流、通电时间有关时间有关实验装置：实验装置： 探究一： 电流通过导体产生的热量和电阻的大小有什么关系？探究二： 电流通过导体产生的热量是否跟电流的大小有关？探究三： 电流通过导体产生的热量和通电时间是否有关？ 导体的导体的电阻越大电阻越大产产生的热量越多，通过导生的热量越多，通过导体的体的电流越大电流越大产生的热产生的热量越多，量越多，通电时间

3、越长通电时间越长产生的产生的热量越多热量越多。结论：结论：2、 焦耳定律焦耳定律 英国物理学家焦耳通过英国物理学家焦耳通过大量的实验，于大量的实验，于1840年年精确地精确地确定了电流产生确定了电流产生的热量跟电流、电阻和的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦通电时间的关系，即焦耳定律。耳定律。 焦耳焦耳 (18181889)Q = I R t 热量热量 电流电流 电阻电阻 时间时间J A S（2）公式：）公式：（3）意义：）意义：（4）单位：）单位：2、焦耳定律、焦耳定律：（1）内容：电流通过导体产生的热量跟）内容：电流通过导体产生的热量跟电电流的二次方成正比流的二次方成正比，跟导体的，跟

4、导体的电阻成正比电阻成正比，跟跟通电时间成正比通电时间成正比。注意：注意：1、公式中的、公式中的Q、I、R、t各物理量针对各物理量针对 的是同一段导体而言的；的是同一段导体而言的； 3、焦耳定律的理论推导 电流通过导体时，如果电流通过导体时，如果消耗电能消耗电能全全部部转化为转化为热热，而没有同时转化为其他形，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量式的能量，那么，电流产生的热量Q就就等等于于消耗的电能消耗的电能W。即即: Q = W = Pt = UIt = IR It = I2RtU2Rt4、焦耳定律公式扩展：、焦耳定律公式扩展： Q=W=Pt=UIt= (只适用于纯电阻电路只

5、适用于纯电阻电路)纯电阻电路纯电阻电路：只含有电阻的电路只含有电阻的电路、如电炉、电、如电炉、电烙铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被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卡住的电动机也是纯电阻器件 非纯电阻电路非纯电阻电路：电路中含有：电路中含有电动机电动机在转动或有在转动或有电解槽在电解槽在发生化学反应发生化学反应的电路的电路 1.电功电功: UItW = =2.电功率电功率: IUtWP= = =3.电热电热: RtIQ2= =对纯电阻电路对纯电阻电路: 电功电功=电热电热对非纯电阻电路对非纯电阻电路: 电功电功电热电热（普适公式）（普适公式）例例 题题 （

6、1）某导体的电阻是）某导体的电阻是2，当，当1A的电流通的电流通过时，过时，1分钟产生的热量是多少焦耳？分钟产生的热量是多少焦耳？ 解：解：1分钟产生的热量为分钟产生的热量为 Q= I2Rt =(1A)2 2 60s =120J （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,线圈中的电流为10A,若这台电动机正常工作1s， 求：1 ）消耗的电能W。 2 ）产生的热量Q。解： 1 ） 消耗的电能 WUIt 380V10A1S 3800J 2 ） 产生的热量 QI2Rt (10 A)22 1S 200J(3) 思考与讨论思考与讨论 为什么电炉接入照明电路后，能放出大为什么

7、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么热？量的热来，而与电炉连接的导线却不怎么热？ 答答: 因为电线和电炉串联，通过它因为电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，所以根据焦比电线的电阻大的多，所以根据焦耳定律耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。线却不热。4、电热的利用和防止1.电流的热效应是电流通过导体时电流的热效应是电流通过导体时_转化成转化成_的现象。的现象

8、。 电热器是利用电流的电热器是利用电流的_制成的加热设备。制成的加热设备。电能电能热热2.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持的实验中，应保持 _、_一定，用一定，用_改变电阻丝的电流。改变电阻丝的电流。3.一根一根100的电阻丝通过的电流是的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是，它的电功率是_W 通电通电1min时产生的热量是时产生的热量是_J。4.电阻电阻R1、R2串联在电路中，串联在电路中，R1=4，R2=6，则，则P1:P2=_。 Q1:Q2=_。热效应热效应电阻电阻时间时间滑动变阻器滑动变阻器400240002:32:3 小小 资资

9、料料焦焦 耳耳 焦耳（焦耳（18181889），英国物理学家。他），英国物理学家。他极力想从实验上去证明能量的不灭。对发现和极力想从实验上去证明能量的不灭。对发现和确立能量守定律作出了主要贡献。确立能量守定律作出了主要贡献。 1840年，焦耳经过了多次通电导体产生热年，焦耳经过了多次通电导体产生热量的实验发现电能可以转化为热能，并且得出量的实验发现电能可以转化为热能，并且得出了一条定律，导体在一定时间内放出的热量同了一条定律，导体在一定时间内放出的热量同电路的电阻以及电流强度二次方的乘积成正比，电路的电阻以及电流强度二次方的乘积成正比，即焦耳定律。即焦耳定律。 焦耳并不满足，在这一发现的基础上，仍焦耳并不满足，在这一发现的基础上，仍继续探讨各种运动形式之间的能量守恒和转化的继续探讨各种运动形式之间的能量守恒和转化的关系。关系。1843年，发现了热功当量，并测出其数年，发现了热功当量，并测出其数值。值。1850年，他又写了年，他又写了论热功当量论热功当量的论文，的论文，总结和分析了以往工作的结果。以后，焦耳继续总结和分析了以往工作的结果。以后，焦耳继续改进实验方法，不断提高实验的精确度，最后得改进实验方法，不断提高实验的精确度，最