焦耳定律 (2)

1、第六章第六章 第四節(jié)第四節(jié) 焦耳定律焦耳定律 周六，小明的爸爸出門前囑咐他好好周六，小明的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來時(shí)看到他寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒打開，很高興。在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒打開，很高興?？芍缶桶l(fā)現(xiàn)，小明剛看過電視。可之后就發(fā)現(xiàn)，小明剛看過電視。生活中，許多用電器接通電源后，都伴生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。電熱器電熱器水用管狀電熱器水用管狀電熱器熱水器熱水器飲水機(jī)飲水機(jī)電熨斗電熨斗電烤箱電烤箱電爐電爐電烙鐵電烙鐵點(diǎn)亮的燈泡過一點(diǎn)亮的燈泡過一會(huì)兒會(huì)燙手，說會(huì)兒會(huì)燙手，說明什么？明什么？導(dǎo)線和

2、電熨斗串聯(lián)，為什導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不很熱？說明什么？很熱？說明什么？一、電流的熱效應(yīng)：一、電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能要轉(zhuǎn)化為熱電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能要轉(zhuǎn)化為熱能，這個(gè)現(xiàn)象叫能，這個(gè)現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)與電流的熱效應(yīng)與哪些因素有關(guān)？哪些因素有關(guān)？猜想：猜想：與與 電阻、電流、時(shí)間電阻、電流、時(shí)間 有關(guān)有關(guān)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn): :電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電阻的關(guān)系（控制變量法（控制變量法 等效替代法等效替代法）在燒瓶在燒瓶A中盛等量的煤油，溫度計(jì)顯中盛等量的煤油，溫度計(jì)顯示煤油的溫度燒瓶中是銅

3、絲，電阻示煤油的溫度燒瓶中是銅絲，電阻較小，燒瓶中是鎳鉻合金絲，電阻較較小，燒瓶中是鎳鉻合金絲，電阻較大兩瓶中金屬絲串聯(lián)起來接到電源大兩瓶中金屬絲串聯(lián)起來接到電源上通電一定時(shí)間后，比較兩瓶中煤油上通電一定時(shí)間后，比較兩瓶中煤油的溫度變化的溫度變化電流產(chǎn)生的熱量跟電流產(chǎn)生的熱量跟 電阻、電流、時(shí)間電阻、電流、時(shí)間 有啥關(guān)系有啥關(guān)系條件：條件：現(xiàn)象：現(xiàn)象：結(jié)論：結(jié)論：等量煤油，電流相同等量煤油，電流相同, ,時(shí)間時(shí)間相同相同B B瓶中溫度上升的多瓶中溫度上升的多電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻電阻越大，產(chǎn)生的熱量越越大，產(chǎn)生的熱量越多。多。條件：條件：通電時(shí)間相同，電阻相同通電時(shí)間

4、相同，電阻相同現(xiàn)象：現(xiàn)象：電流大時(shí)，溫度上升多電流大時(shí)，溫度上升多結(jié)論：結(jié)論： 在通電時(shí)間一定、電阻在通電時(shí)間一定、電阻相同時(shí)，通過的相同時(shí)，通過的電流電流越越大，產(chǎn)生的熱量越多。大，產(chǎn)生的熱量越多。條件：條件：通電電流相同，電阻相同通電電流相同，電阻相同現(xiàn)象：現(xiàn)象：時(shí)間長時(shí)，溫度上升多時(shí)間長時(shí)，溫度上升多結(jié)論：結(jié)論： 在通電電流一定、電阻在通電電流一定、電阻相同時(shí)，通電相同時(shí)，通電時(shí)間時(shí)間越長，越長，產(chǎn)生的熱量越多。產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論結(jié)論1.1. 在通電電流和通電時(shí)間相同的條件在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論結(jié)論2.2.

5、 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 結(jié)論結(jié)論3.3. 在通電電流和電阻相同的條件下，在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。通電時(shí)間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)結(jié)論實(shí)驗(yàn)結(jié)論 焦耳在焦耳在1818年年12月月24日生于日生于英國曼徹斯特，青年時(shí)期，在別英國曼徹斯特，青年時(shí)期，在別人的介紹下，焦耳認(rèn)識(shí)了著名化人的介紹下，焦耳認(rèn)識(shí)了著名化學(xué)家道爾頓學(xué)家道爾頓.道爾頓給予了焦耳熱道爾頓給予了焦耳熱情的教導(dǎo)情的教導(dǎo).焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、哲學(xué)和化學(xué)，這些知識(shí)為數(shù)學(xué)、哲

6、學(xué)和化學(xué)，這些知識(shí)為焦耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ)焦耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ). 1840年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測(cè)量不同電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫測(cè)量不同電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫.通過這一實(shí)驗(yàn)，通過這一實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)：他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)體的導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比. 后人為了紀(jì)后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳念焦耳，把功和能的單位定為焦耳.Q = I I R t 熱量熱量 電流電流 電阻電阻 時(shí)間時(shí)間J A S公式：公式：意義：意義：單位：單位：二、焦耳定律

7、：二、焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次電流的二次方成正比方成正比，跟導(dǎo)體的，跟導(dǎo)體的電阻成正比，電阻成正比，跟跟通通電時(shí)間成正比。電時(shí)間成正比。焦耳定律的理論推導(dǎo)焦耳定律的理論推導(dǎo) 電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能消耗電能全部全部轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為熱熱，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量量Q Q就就等于等于消耗的電能消耗的電能W W。Q = WQ = W = Pt = UIt = IR = Pt = UIt = IRItIt = I= I2 2RtRt適用于純電阻電路適用于純電阻

8、電路考考你考考你電爐絲和導(dǎo)線通過的電爐絲和導(dǎo)線通過的電電流相同流相同。為什么電爐絲。為什么電爐絲熱的熱的發(fā)紅發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾，而導(dǎo)線卻幾乎乎不發(fā)熱不發(fā)熱？原因：導(dǎo)線電阻遠(yuǎn)小于電爐絲電阻，原因：導(dǎo)線電阻遠(yuǎn)小于電爐絲電阻，產(chǎn)生的熱量少。產(chǎn)生的熱量少。一根一根6060的電阻絲接在的電阻絲接在36V36V的電源上的電源上, ,在在5min5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？解：解： 通過電阻絲的電流為：通過電阻絲的電流為：電流產(chǎn)生的熱量為：電流產(chǎn)生的熱量為： Q=IQ=I2 2Rt=(0.6A)Rt=(0.6A)2 260605 560s60s=6480J=6480JUIR3660V0 .6

9、A三、電熱的利用和防止三、電熱的利用和防止 1 1、電熱的利用、電熱的利用 電熱器：利用電來加熱的設(shè)備電熱器：利用電來加熱的設(shè)備 發(fā)熱體：發(fā)熱體：電阻大，熔點(diǎn)高電阻大，熔點(diǎn)高2 2、防止電熱的危害、防止電熱的危害 將導(dǎo)體將導(dǎo)體燒壞燒壞使絕緣材料使絕緣材料老化老化防止措施：防止措施： 設(shè)法散熱設(shè)法散熱 計(jì)算機(jī)、電視機(jī)計(jì)算機(jī)、電視機(jī)等用電器也都是考慮等用電器也都是考慮散熱，它們的機(jī)殼上散熱，它們的機(jī)殼上都有散熱孔都有散熱孔. . 電熱的防止電熱的防止本節(jié)課學(xué)到了什么本節(jié)課學(xué)到了什么 :.電流熱效應(yīng)與電阻大小的關(guān)系電流熱效應(yīng)與電阻大小的關(guān)系在電流一定時(shí)，發(fā)熱功率與電阻成正在電流一定時(shí)，發(fā)熱功率與電阻

10、成正比，即比，即 P=R；在電壓一定時(shí)，發(fā)熱功；在電壓一定時(shí)，發(fā)熱功率與電阻成反比，即率與電阻成反比，即 P=U2R.電熱的利用和防止電熱的利用和防止.什么叫電流的熱效應(yīng)？什么叫電流的熱效應(yīng)？電流通過導(dǎo)體時(shí)電能要轉(zhuǎn)化成熱，電流通過導(dǎo)體時(shí)電能要轉(zhuǎn)化成熱，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)1.電流的熱效應(yīng)是電流通過導(dǎo)體時(shí)電流的熱效應(yīng)是電流通過導(dǎo)體時(shí)_轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成_的現(xiàn)象。電熱器是利的現(xiàn)象。電熱器是利用電流的用電流的_制成的加熱設(shè)備。制成的加熱設(shè)備。電能電能熱能熱能2.“ 在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持_、_一定，一定

11、，用用_改變電阻絲的電流。改變電阻絲的電流。熱效應(yīng)熱效應(yīng)電阻電阻時(shí)間時(shí)間滑動(dòng)變阻器滑動(dòng)變阻器3. 兩個(gè)電熱器的電阻之比為兩個(gè)電熱器的電阻之比為43，通過，通過相同的電流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱相同的電流，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為量之比為_；若兩個(gè)電熱器的電阻；若兩個(gè)電熱器的電阻相同，通過的電流強(qiáng)度為相同，通過的電流強(qiáng)度為13，在相等，在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為_。43194當(dāng)當(dāng)0.2安的電流通過一金屬線時(shí)產(chǎn)生安的電流通過一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量為的熱量為Q1，若使通過的電流增加到，若使通過的電流增加到0.4安時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為安時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的

12、熱量為Q2，那么那么Q2是是Q1的（的（ ）A. 2倍倍B. 4倍倍C. 0.25倍倍D. 0.5倍倍B5.一根一根100的電阻絲通過的電流是的電阻絲通過的電流是2A，它的電功率是它的電功率是_W，通電，通電1min時(shí)產(chǎn)時(shí)產(chǎn)生的熱量是生的熱量是_J。400240006、一個(gè)電熱器，當(dāng)通過它的電流、一個(gè)電熱器，當(dāng)通過它的電流是是2A時(shí)，每時(shí)，每min產(chǎn)生產(chǎn)生2.64104 J熱量求該電熱器的電功率和它工熱量求該電熱器的電功率和它工作時(shí)的電阻值作時(shí)的電阻值7.一根一根60的電阻絲接在的電阻絲接在36V的電源上的電源上, 在在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？解：解：通過電阻絲的電流為：通過電阻絲的電流為：UI=_R=36V60=0.6A電流產(chǎn)生的熱量為：電流產(chǎn)生的熱量為： Q=I2Rt=(0.6)260560J=6480J1.電流的熱效應(yīng)是電流通過導(dǎo)體時(shí)電流的熱效應(yīng)是電流通過導(dǎo)體時(shí)_轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成_的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 電熱器是利用電流的電熱器是利用電流的_制成的加熱設(shè)備。制成的加熱設(shè)備。電能電能熱熱2.“ 在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持的實(shí)驗(yàn)中，