武紹妃 《焦耳定律》課件

1、第十八章第十八章 第節(jié)第節(jié)焦耳定律焦耳定律 授課教師：武紹妃授課教師：武紹妃生活中的物理生活中的物理電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象叫做現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)。一、電流的熱效應(yīng)一、電流的熱效應(yīng)討論討論1 1：紅外線燈的燈絲和導(dǎo)線通過(guò)電流相同，：紅外線燈的燈絲和導(dǎo)線通過(guò)電流相同， 為什么燈絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎為什么燈絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎 不發(fā)熱。為什么？不發(fā)熱。為什么？提出問(wèn)題提出問(wèn)題問(wèn)題：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟問(wèn)題：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟 哪些因素有關(guān)哪些因素有關(guān)? ?討論討論2 2：假如在照明電路中接入大功率的假如在照

2、明電路中接入大功率的用電用電 器器，電電線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的線將顯著發(fā)熱，有可能燒壞它的 絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。絕緣皮，甚至引起火災(zāi)。為什么？為什么？猜想：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟猜想：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟哪些因素有關(guān)哪些因素有關(guān)? ?猜想與假設(shè)猜想與假設(shè)實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)方法：探究探究1 1：研究電熱與電阻的關(guān)系：研究電熱與電阻的關(guān)系要探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量和電阻的關(guān)系，要要探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量和電阻的關(guān)系，要控制電流和通電時(shí)間相同?？刂齐娏骱屯姇r(shí)間相同。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) R1 R2 控制變量法控制變量法探究探究1：研究電熱與電阻關(guān)系：研究電熱與電阻關(guān)系R

3、1 = 2R2 = 4 想一想：怎樣比較兩個(gè)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少？想一想：怎樣比較兩個(gè)電阻絲產(chǎn)生熱量的多少？設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)R1=2R2 = 4 觀察實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：得出結(jié)論：在電流相同、通電時(shí)間相同的情況在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。下，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。R1=2R2=4液柱上升較少液柱上升較少液柱上升較多液柱上升較多探究探究2 2：研究電熱與電流的關(guān)系：研究電熱與電流的關(guān)系要探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量和電流的關(guān)系，要要探究電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量和電流的關(guān)系，要控制電阻和通電時(shí)間相同?？刂齐娮韬屯姇r(shí)間相同。設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) R1 R3 R2

4、探究探究2：研究電熱與電流關(guān)系：研究電熱與電流關(guān)系設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)I = 2I1IAR1 = 4 R3 = 4 R2 = 4 I1R1 = 4 R2 = 4 R3 = 4 觀察實(shí)驗(yàn)觀察實(shí)驗(yàn)得出結(jié)論：得出結(jié)論：在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。下，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。R1=4R2=4液柱上升較多液柱上升較多液柱上升較少液柱上升較少R3=4 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英國(guó)曼徹斯日生于英國(guó)曼徹斯特特，自幼跟隨父親參加釀酒勞動(dòng)，沒(méi)有受過(guò)正自幼跟隨父親參加釀酒勞動(dòng)，沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的教育。青年時(shí)期，在別人的介紹下，

5、焦耳規(guī)的教育。青年時(shí)期，在別人的介紹下，焦耳認(rèn)識(shí)了著名的化學(xué)家道爾頓認(rèn)識(shí)了著名的化學(xué)家道爾頓，道爾頓給予了焦道爾頓給予了焦耳熱情的教導(dǎo)耳熱情的教導(dǎo)，焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、哲學(xué)和化學(xué)哲學(xué)和化學(xué)。他一生致力于實(shí)驗(yàn)研究，用了近。他一生致力于實(shí)驗(yàn)研究，用了近4040年的時(shí)間做了年的時(shí)間做了400400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。18891889年年1010月月1111日，焦耳在索日，焦耳在索福特逝世福特逝世。后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳。 1內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次內(nèi)容：電流通

6、過(guò)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，跟方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。通電時(shí)間成正比。2公式：公式：Q = I2Rt 3單位：?jiǎn)挝唬篞焦耳（焦耳（J） I安安（A），R歐歐（），t秒秒（s）二、焦耳定律二、焦耳定律Q = I2Rt =(0.6 A)260 W W300 s = 6 480 J :一根一根 60 的電阻絲接在的電阻絲接在 36 V的電源兩端，的電源兩端，在在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?jī)?nèi)共產(chǎn)生多少熱量?答答: 在在 5 min 內(nèi)共產(chǎn)生內(nèi)共產(chǎn)生 6 480 J 熱量。熱量。解解: :例題例題I = = 0.6 AUR36 V60 （1）當(dāng)電流

7、通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。內(nèi)能。 Q = W = UIt = I2Rt如：電暖器，電熨斗，電爐子等。如：電暖器，電熨斗，電爐子等。4電能和電熱關(guān)系電能和電熱關(guān)系（2）當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電）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。電能機(jī)的機(jī)械能。電能 內(nèi)能內(nèi)能+機(jī)械能機(jī)械能Q熱熱W1電熱的利用電熱的利用利用電熱孵化器孵小雞利用電熱孵化器孵小雞用來(lái)加熱用來(lái)加熱電熱器的優(yōu)點(diǎn)電熱器的優(yōu)點(diǎn): 清潔衛(wèi)清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。節(jié)溫度。三、電熱的利用和防止三、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(guò)高。很多情況下我們并不希望用電器的溫度過(guò)高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦如：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。運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。2電熱的危害電熱的危害課堂練習(xí)課堂練習(xí)練習(xí)練習(xí)1：某導(dǎo)體的電阻是：某導(dǎo)體的電阻