新人教版初中物理《焦耳定律》ppt课件.ppt

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1、焦耳定律,第十八章 第4节,生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。,生活中的物理,用手一摸电视机后盖,谁知道他爸是根据什么道理判定的吗?,电流的热效应:,上周六,小明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,电视机也没打开,很高兴。 可是 后就发现,小明刚看过电视。,电流通过导体时电能转化成热,生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生。,1,2,电炉丝和导线通过电流相同,为什么电炉丝热得发红,而导线却几乎不发热?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?,想想议议,电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?,演示实验,实验装置,猜想:,与

2、 电阻、电流、时间 有关,实验1:研究电热与电阻关系,在电流相同、通电时间相同的情况下,电阻越大,这个电阻产生的热量越多。,实验2:研究电热与电流关系,在电阻相同、通电时间相同的情况下,通过一个电阻的电流越大,这个电阻产生的热量越多。,观察实验,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,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,1内容:电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比,跟导体的电阻成正比,跟通电时间成正比。2公式:Q = I

3、2Rt3单位:焦耳(J),二、焦耳定律,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的二次方成正比; 3、计算时各物理量的单位:I 安, R欧,t秒,Q焦。,4、焦耳定律理论推导: 因为 W=Q 且 W=UIt U=IR所以 Q=W=UIt=(IR)It=I Rt5、焦耳定律公式扩展: Q=W=Pt=UIt = (只适用于纯电阻电路),2,U,2,R,t,在纯电阻电路中,这两个公式是通用的。,把电能只转化为热能,在非纯电阻电路中, 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发为热能的能量,即:,WQ,三、电能和电热关系

4、,1当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化成其他形式的能量,那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W,即Q = W = UIt = I2Rt如:电暖器,电饭锅,电炉子等。,2当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:,WQ热,Q = I2Rt =(0.6 A)260 W300 s = 6 480 J,一根 60 的电阻丝接在 36 V的电源两端,在 5 min内共产生多少热量?,答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。,解:,例题,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,热效率高,还可以方便地控制和调节温度。,

5、四、电热的利用和防止,很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如:电视机的后盖有很多孔,为了通风散热;电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。,2电热的危害,典型例题解析,【例1】用电炉烧水时,电炉丝热得发红,而跟电炉丝连接着铜导线却不怎 么热,这是为什么?,电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的,所以通过的电流是相同的,时间也是相同的,根据焦耳定律Q=I2Rt可知,当两导体中电流和通电时 间均相同时,电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电 阻大得多,所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多.,【例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 ,通过

6、线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时,一秒钟消耗的电能为_J,产生的热量为_J.,3800,200,例题3 一根60的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生多少热量?,分析:先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流,再用焦尔定律公式计算电流产生的热量。,U,R,U,R,U,R,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的功全部用来产生_.3.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

7、热量之比为_; 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_.,电流的平方,电阻,通电的时间,Q=I2Rt,热,发热体,热量,13,13,31,31,当堂检测,4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别加上相同的电压,那么下列说法 中正确的是( )A.长的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较多B.短的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较多C.长的镍铬合金线电阻较大,相同时间内产生的热量较少D.短的镍铬合金线电阻较小,相同时间内产生的热量较少,C,课时训练,7.如图9-3-5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容器中的水B. b容器中的水C. a、b容器中的水温上升的快慢一样D.无法判断,B,图9-3-5,

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