15.4探究焦耳定律

1、,第十五章 电能与电功率 第四节 探究焦耳定律,授课人：蔺晓灵,复习回顾,1、电流做功的过程的本质是 过程。,2、说出你知道的计算电功的公式。,3、对下面的用电器进行分类,A：日光灯 B：暖手宝C：手电筒 D： 洗衣机 E：可充电玩具小汽车 F：电扇 G：电饭煲 H：电视机 I：取暖器 J：电吹风 K：饮水机,第一类： 第二类： 第三类：,电能转化为其它形式能量的,W=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt,家中常用的电热器,看一看,热得快,电暖气,电熨斗,电热毯,想一想,定义：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。电流的热效应是电流的基本效应。,1、电流流过导体时，导体产生的

2、热量的多少与哪些因素有关呢？,现象： 电炉丝和导线通过的电流相同。 为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？,根据此现象，你能做出怎样的猜想？,why ？,合理猜测1,why ？,合理猜测2,根据此现象，你又能做出怎样的猜想？,跟电流有关,跟电阻 有关,跟时间有关,合理猜测,实验名称：,实验方法：,实验猜想：,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。,实验设计：,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,探究电流产生的热量跟哪些因素有关？,实验验证,电流通

3、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？,产生的热量既看不见也摸不着,既液面的高度变化看得见也能测量的科学量,转化,转化,（转化法）,寻找观察电热的方法,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,返 回,探究如何控制 I、R、t,电阻丝,结论：,实验验证1,探究一：电热多少与电阻大小的关系,电阻丝,结论：,实验验证2,探究二：电热多少与电流大小的关系,电阻丝,结论：,实验验证3,探究三：电热多少与通电时间的关系,焦耳（James Prescott Joule，18181889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验

4、，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。焦耳逝世后，为了纪念焦耳，人们把功和能的单位定为焦耳。,焦 耳,2020/8/7,1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比.,2.公式： Q = I2Rt,3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦.,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.,得出结论,提出问题,电流通过电热器所产生

5、的热量多少与哪些因素有关？,科学探究的过程,合理猜想,实验验证,制定方案,得出结论,交流讨论,电流通过电热器所产生热量的多少可能与I、R、T有关。,控制变量法、转换法。,猜想正确，Q与I、R、T有关,Q = I2Rt,纯电阻电路中W=Q；非纯电阻电路WQ,1、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,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

6、量之比为_。,43,19,3、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)2 2 60S=120J,根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.,纯电阻电路：W=Q=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt,非纯电阻电路：WQ (WUIt =W其他Q),焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2 t/R 来计算热量.,Q = W = UIt = I2Rt,又W = UIt,若电流做的功全部用来产生热量即Q = W,注意：,交流讨论,【练习8】：某小电动机正常工作时的电压为12V，正常工作时的电流为2A，经检测，该电动机的绕线电阻为2。求（1）该电动机正常工作5S产生的热量Q （2）该电动机的效率。,解（1）Q=I2Rt=（2