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1、焦耳定律,第十八章 第节,用手一摸电视机后盖,生活中的物理,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。,谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？,生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生，这种现象叫做,电流的热效应。,生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。,电热器,饮水机,电熨斗,电吹风,电饭锅,生活中,许多用电器接通电源后,都伴有热现象产生。,电流的热效应,电热器,水用管状电热器,热水器,饮水机,电熨斗,电烤箱,电炉,电烙铁,电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热
2、效应。,一、电流的热效应,分析,导线和电炉丝是_ 的，流过它们的 相同，而电炉丝的电阻比导线的电阻 ，因此电能转化成热能时的功率 。所以，电炉丝已经热得发红，而与其相连的导线却几乎不热。,串联,电流,大,大,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,猜想一下，是不是与这些因素有关？ （I、U、R、P、t）,实验电路图,设计实验 验证假设,实验方法:,现象一：电炉丝通电能产生热。,猜想二：电阻丝产生的热量同通电时间有关。,猜想三：导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关。,现象二：电阻丝通电的时间越长产生的热量越
3、多。,事实：电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材料是铜。,猜想一：电阻丝产生的热量同电流有关,由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较，实验中怎样将它变为便于直接观察比较的现象呢？,转化法,想一想 议一议,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,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。,焦耳（James Prescott Joule，18181889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 4
4、00 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,焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻斯特，青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名化学家道尔顿.道尔顿给予了焦耳热情的教导.焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础.,1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温.通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比. 后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳.,3.单位：焦耳（J）,2.公式：,根据电功公式
5、和欧姆定律推导焦耳定律：,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。,英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律。焦 耳 定 律,答：因为导线和电炉丝是串联的，线=电炉丝R电炉丝R导线，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过电炉丝产生的热量大，因此电炉热得发红而导线却几乎不发热。,电炉丝,导 线,我们学习了焦耳定律，怎样回答刚才的问题？,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 适用于纯电阻电路如：电暖器，电饭锅，电炉
6、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,三、电能和电热关系,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,额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事?,想想议议,答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的
7、热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。,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。,四、电热的利用和防止,如：电熨斗、电烙铁、电炉等,电热器:主要部分发热体工作原理：电流热效应,用电来加热的设备,利用：,加热和驱潮,电热的利用,电热的利用和防止,电热的防止,电熨斗,电热水器,电烤箱,电褥子,电烙铁,电饭锅,电热的利用,电热的危害与防止,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,生活
8、中我们是如何防止电热的危害的？,1.加散热窗,2.加风扇,3.不要长时间使用,4.不在过高温度下使用,例如：电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热，使用时一定要把防尘布罩拿开。 电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还像散热片吹风，也是为了降温,科学靠我们发现、探究、改进-科学永无止境,1.电流的热效应是电流通过导体时_转化成_的现象。 电热器是利用电流的_制成的加热设备。,电能,热,2.“ 在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持 _、_一定，用_改变电阻丝的电流。,3.一根100的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是_W 通电1min时产生的热量是_J。,4.电阻R1
9、、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_。 Q1:Q2=_。,热效应,电阻,时间,滑动变阻器,400,24000,2:3,2:3,整合训练,5. 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量之比为_。,43,19,6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,7、一个电热器，当通过它的电流是2A时，每min产生2.64104 J热量求该电热器的电功率和它工作时的电阻值,课堂小结,焦耳定律的实验和内容,再 见,
