15.4探究焦耳定律.ppt

1、第十五章电能与电功率,15.4 探究焦耳定律,松山湖南方外国语学校 吕芳琪,2008百年一遇的雪灾,“直流融冰”的新技术,学习目标,1.认识电流的热效应 2.了解焦耳定律的内容，理解其公式并能运用于简单的计算 3.熟悉电热在日常生活中的应用与控制,电炉子,电热器,电饭锅,电烙铁,电热毯,电熨斗,电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能，这就是电流的热效应。,探究：,电流产生的热量跟哪些因素有关呢？,猜想：,通电时间,电流的大小,导体电阻的大小,方案一：电阻丝加热密封容器中的空气， U形管中液面形成_；液面差越大，产生的热量越_ 。 方案二：烧瓶内装有煤油，电阻丝产生热量会使温度升高，用

2、_ 测量温度；温度越高，产生的热量越_。,方案一,方案二,液面差,多,温度计,多,实验中，将不易观察到的现象通过其它直观形象显示出来，我们称之为转换法。 讨论：以上两种方案中，加热空气快？还是加热煤油速度快？,方案一快； 方案二煤油的比热容比空气的大，需要吸收更多的热量才会升高，所以慢,实验一：探究电流产生的热量Q与电阻R的关系,实验现象：,结论： _.,甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。,甲,乙,当通过导体的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多。,电流表示数0.2A 通电1min,实验二：探究产生热量Q与电流的关系,实验现象：_,结论： _,甲容器中液柱面高于实验一甲的液

3、柱面。,电阻和通电时间相同时，电流越大,产生的热量越多。,甲,乙,电流表示数0.6A 通电1min,实验三：探究电流产生热量Q与时间t的关系,实验现象：_,结论： _,电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。,甲容器中液柱面高于实验一甲的液柱面。,电流表示数0.2A 通电3min,焦耳定律,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：QI2Rt,注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对 的是同一段导体而言的； 2、Q是I的平方成正比； 3、计算时各物理量的单位：I 安， R欧，t秒，Q焦。,【例题】一根60的电阻丝接在3

4、6V的电源上，在5min内共产生多少J热量？,解：通过电阻丝的电流为： 电流产生的热量为： Q= IRt =(0.6A) 60560s =6480J,注意： （）电流通过导体时，如果电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式能量，那么，电流产生的热量Q和消耗的电能W的关系是Q=W,这样的电路称为纯电阻电路。例如电炉，电饭锅，电热水器，电烤箱，电热水壶等用电器，计算热量还可用Q=W=UIt=U R t=IRt （）像电动机、电视机消耗的电能除转化为内能还转化为其它形式的能，这样的电路称为非纯电阻电路， W=IUt 公式求得的是总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中部分转化为内能的能

5、量 W Q 。,将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入220V的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（ ） A电烙铁 B电视机 C电风扇 D一样多,当堂训练,A,直流融冰 是国家电网公司根据2008年初电网冰灾确立的由中国电力科学研究院、湖南省电力试验研究院承担的一个科研项目。直流融冰主要是通过对输电线路施加直流电压并在输电线路末端进行短路，使导线发热对输电线路进行融冰，从而避免线路因结冰而倒杆断线。 现在你知道“直流融冰”新技术，即在输电线路中输入3000A左右的大电流，对冰熔化的物理原理吗？,电饭锅,电烙铁,热得快,电热毯,电炉子,电

6、熨斗,电流热效应的应用,电热器：利用电流的热效应制成的加热设备,1、电热器的主要组成部分：发热体,2、发热体一般由电阻率大、熔点高的金属丝绕在绝缘材料上做成的。,3、电热器的优点：清洁、无污染、热效率高且便于控制和调节。,电流热效应的控制（防护）,上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措施？安装了什么样的散热装置？,散热窗、散热片、散热小风扇,散热窗,散热片,散热风扇,1.电流通过导体时产生的热量跟_成正比，跟导体的_成正比，跟_成正比，这个规律叫做焦耳定律，数字 表达式是_. 2.电热器是利用电流的_效应制成的，它的主要部件是_.电流流过电热器所做

7、的功全部用来产生_.,电流的平方,电阻,通电的时间,Q=I2Rt,热,发热体,热量,当堂训练,有两根金属电阻丝，电阻分别为5和15，将它们串联后接在一个电源两端，它们的电 压之比为_，在相同的时间内产生的热量之比_； 如果将它们并联同一电源两极间，通过它们的电流之比为_，在相等的 时间内产生的热量之比为_.,1:3,1:3,3:1,3:1,当堂训练,4.如图所示，a、b相同容器中分别装有相同质量的水，水中的电阻丝的阻值分别 为R1和R2，且R1R2，则闭分开关S后，a、b容器中水温上 升较快的是( ) A. a、b容器中的水温上升的快慢一样 B. b容器中的水 C. a容器中的水 D.无法判断,B,当堂训练,小结,1、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化 为内能，这就是电流的热效应。,2、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟 导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这 就是焦耳定律。,3、电流的热效应有时候要利用，有时候要控制。,课后作业,1.某同学自制了一个“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0104的电阻. 将这个电热驱蚊器接在电源的两端，当电源两端电压为220V时，1min内产生的热量的_J. 2.一个标有“220V，500W”字样的电加热器(俗称“热得快”)，正常工作20分钟产生的热 量为_焦.假若电加热器放出的这些热量全部被水吸收，