學(xué)魯科版選修31 3.3焦耳定律 課件（4）（27張）.ppt

焦耳定律 第三章第3節(jié) 教學(xué)目標(biāo) 1 知道電流的熱效應(yīng) 2 理解焦耳定律 3 知道利用和防止電熱的場合和方法 4 通過實(shí)驗(yàn)探究電流的熱效應(yīng)跟電流 電阻大小的關(guān)系 生活中 許多用電器通電后 都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生 請舉例說明 電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng) 一 電流的熱效應(yīng) 電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同 為什么電爐絲熱得發(fā)紅 而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱 電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān) 想想議議 1 電流i 電阻r 通電時(shí)間t 猜想 2 研究方法 控制變量法 3 設(shè)計(jì)方案 方案一 在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下 研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系 電路圖 電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān) 關(guān)系怎樣 演示實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)裝置 實(shí)驗(yàn)1 研究電熱與電阻關(guān)系 在電流相同 通電時(shí)間相同的情況下 電阻越大 這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下 研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系 電路圖 方案二 實(shí)驗(yàn)2 研究電熱與電流關(guān)系 在電阻相同 通電時(shí)間相同的情況下 通過一個(gè)電阻的電流越大 這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多 方案三 在電流和電阻相同的條件下研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系 電路圖 結(jié)論 在電流和電阻相同的條件下 通電時(shí)間越長 通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多 觀察實(shí)驗(yàn) 焦耳 jamesprescottjoule 1818 1889 英國物理學(xué)家 用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn) 研究熱和功的關(guān)系 通過大量的實(shí)驗(yàn) 于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流 電阻和通電時(shí)間的關(guān)系 焦耳 1 內(nèi)容 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比 跟導(dǎo)體的電阻成正比 跟通電時(shí)間成正比 2 公式 q i2rt3 單位 q 焦耳 j 二 焦耳定律 i 安 a r 歐 t 秒 s 例題 1 某導(dǎo)體的電阻是2歐 當(dāng)1安的電流通過時(shí) 1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦 解 q i2rt 1安 2 2歐 60秒 120焦答 1分鐘產(chǎn)生的熱量是120焦 思考與討論 為什么電爐接入照明電路后 能放出大量的熱 而與電爐連接的導(dǎo)線卻不怎么熱 答 因?yàn)殡娋€和電爐串聯(lián) 通過它們的電流是一樣的 而電爐的電阻比電線的電阻大的多 所以根據(jù)焦耳定律q i2rt可知 在相同時(shí)間內(nèi)電流通過電爐產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量多 因此電爐熱而電線卻不熱 1 當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí) 如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量 那么電流產(chǎn)生的熱量q就等于消耗的電能w 這樣的電路就是純電阻電路 即q w uit i2rt如 電暖器 電飯鍋 電爐子等 2 當(dāng)電扇工作時(shí) 消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能 w q熱 三 電能和電熱關(guān)系 3 一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380伏 線圈的電阻為2歐 線圈中的電流為10安 若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1秒鐘 求 1 消耗的電能w 2 產(chǎn)生的熱量q 解 1 w uit 380v 10a 1s 3800j 2 q i2rt 10a 10a 2 1s 200j答 消耗的電能是3800j 產(chǎn)生的熱量是200j q i2rt 0 6a 2 60w 300s 6480j 一根60 的電阻絲接在36v的電源兩端 在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量 答 在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480j熱量 解 例題 額定電壓相同的燈泡 額定功率越大 電阻越小 正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多 可是按照焦耳定律 電阻越大 單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多 二者似乎有矛盾 這是怎么回事 想想議議 答 前者說電阻越小 正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多 前提條件是電壓相同 而后者說 電阻越大 單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多 前提條件是電流相同 兩者并不矛盾 所以我們在應(yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件 1 電熱的利用 利用電熱孵化器孵小雞 用來加熱 電熱器的優(yōu)點(diǎn) 清潔衛(wèi)生 沒有環(huán)境污染 熱效率高 還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度 四 電熱的利用和防止 很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高 如 電視機(jī)的后蓋有很多孔 為了通風(fēng)散熱 電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等 2 電熱的危害 課堂小結(jié) 焦耳定律的實(shí)驗(yàn)和內(nèi)容 達(dá)標(biāo)測評1 通過電阻r的電流強(qiáng)度為i時(shí) 在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為q 若電阻為2r 電流強(qiáng)度為i 2時(shí) 則在時(shí)間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 a 4qb 2qc q 2d q 42 有甲 乙兩只電爐 已知電爐電阻r甲 r乙 現(xiàn)將兩只電爐分別接入電源電壓為220v的電路中 在相同時(shí)間內(nèi) 通過兩電爐的電阻絲的電流i甲i乙 兩電爐的電阻絲放出的熱量q甲q乙 均選填 或 3 小李同學(xué)自制了一個(gè)簡易 電熱驅(qū)蚊器 它的發(fā)熱元件是一個(gè)阻值