15.4探究焦耳定律

1、探究焦耳定律 第十五章 第节生活中的物理 上周六，我有事要出去一趟，走之前嘱咐乐乐好好写作业，不要看电视。我回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是 ，我用手一摸电视机后盖 后就发现，乐乐刚看过电视。 谁能知道我是根据什么道理判断的？因为电视机还在发热！生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。电热油汀电 炉电暖器电水壶电熨斗电饭锅热得快认一认下列用电器：这些用电器在工作时有什么共同之处？通电后都会发热电流通过导体，导体会发热的现象，叫电流的热效应今天我们研究通电导体放出的热量有什么规律。一、通电导体放出的热量跟哪些因素有关活动：探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关1、提出问题

2、：电流通过电热器产生的热量与哪些因素有关？烫手不烫手 小灯泡灯丝和导线通过的电流相同。为什么灯丝热的发光，而导线却几乎不发热？2、猜想与假设：跟电阻有关着火了！多用插座为什么不允许大功率用电器同时使用？（1）.如何知道电流产生热量的多少：（2）运用好控制变量的思想: 选两个相同的容器; 装质量相等、初温相同的煤油; 要比较Q与I的关系，应保持电阻不变，可以只观察不同的电流通过同一个电阻时，产生的热量所引起的温度计示数高低。3、制定计划与设计实验：转换法 在某一段时间内，可以通过观察温度计示数变化的多少，来反映电流通过导体产生的热量。 要比较Q与R的关系，需要控制两个导体中的电流相等，因此，两个

3、导体应该串联； （1）要研究电阻对电流产生的热量的影响，应该控制和 不变，则可以让两个阻值不同的电阻（串联并联）后接入电路。电流通电时间串联 （2）要研究电流大小对电流产生的热量的影响,应控制 和 不变，改变 。电阻通电时间电流的大小 （3）要研究通电时间对电流产生的热量的影响,应控制和 不变,改变 。电流电阻通电时间（3）实验设计：甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。当通电时间、电流相同时，电阻越大电流产生的热量越多。视频电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。电阻和通电时间相同时，电流越大产，生的热量越多。通电时间长液柱的液面升得高；通电时间短液柱的液面升得低。电阻和通电电流相同时，通电

4、时间越长产生的热量越多。电流产生的热量与导体的电阻有关。电流产生的热量与导体中的电流大小有关。电流产生的热量与通电时间长短有关。 电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。Q = W = Pt = I2RtP = UI= I2R若电流做的功全部用来产生热量 焦耳定律是在大量实验数据的基础上归纳得出的。但是根据电功公式和欧姆定律也可以理论推导出焦耳定律。则Q = W = Pt电能和电热关系纯电阻电路解： 例1：某电热器接在220V的电源上，其电阻是100 ，则通电8min能产生多少热量？ 求：Q=？已知：U=220V，R=100 ，t=8min=480

5、s。通过电阻的电流I为：根据焦耳定律，电热器产生的热量Q为：方法二：Q= I2Rt=(2.2A)2 100 480S2.3105J2当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：（非纯电阻电路）W电Q热电能 内能+机械能Q热= I2Rt W电=Q热+W机 例2：一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所消耗的电能为多少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？提示： 非纯电阻电路的电热（Q）计算：QW（电能只有少部分转化为内能）因此，对于非纯电阻电路：计算消耗的电能只有一个公式：W电=UIt计算电热只有一个公式：Q热=I2Rt计算机械能只有一个公式：W机械=W电-Q热分析指导1电热的利用利用电热孵化器孵小鸡用来加热电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，还可以方便地控制和调节温度。四、电热的利用和防止很多情况下我们并不希