焦耳定律應(yīng)用和表達(dá)式

1、焦耳定律應(yīng)用和表達(dá)式生活中的物理用手一摸電視機(jī)后蓋誰(shuí)知道他爸是根據(jù)什么道理判定的嗎？ 上周六，我們班劉煒琨同學(xué)的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒(méi)打開(kāi)，很高興。 可是 后就發(fā)現(xiàn)，劉煒琨剛看過(guò)電視。12真相只有一個(gè)！劉煒琨看了電視！請(qǐng)問(wèn)我是根據(jù)什么判斷出看了電視的呢？真相只有一個(gè)！讓我來(lái)告訴你吧！因?yàn)殡娨暀C(jī)還在發(fā)熱！ 生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。電熱器電熱油汀電 爐電暖器電水壺電熨斗電飯鍋熱得快電熱器： 利用電流做功將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的裝置。電流的熱效應(yīng)：通電導(dǎo)體發(fā)熱的現(xiàn)象一、電流的熱效應(yīng) 導(dǎo)體中有電流通過(guò)的時(shí)候，導(dǎo)體要發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)

2、化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體。發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲 纏繞在絕緣材料上制成的。電熱器就是利用電流的熱效應(yīng)工作的電爐絲接入電路中時(shí)，電爐絲和電線中流過(guò)相同的電流，為什么電阻絲發(fā)熱可以燒水，而導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱。 問(wèn)題1：提出問(wèn)題：導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生熱量的多少可能與哪些因素有關(guān)？實(shí)驗(yàn)方法:現(xiàn)象一：電爐絲通電能產(chǎn)生熱，不通電不產(chǎn)生熱。猜想二：電阻絲產(chǎn)生的熱量同通電時(shí)間有關(guān)。猜想三：導(dǎo)體通電時(shí)產(chǎn)生的熱量多少與導(dǎo) 體的電阻大小有關(guān)?，F(xiàn)象二：電阻絲通電的時(shí)間越長(zhǎng)產(chǎn)生的熱量越多。事實(shí)：電阻絲的材料是鎳鉻合金絲，導(dǎo)線材 料是銅。猜想一：電阻絲產(chǎn)生的熱量同電流有關(guān)控制變量

3、法由于電流通過(guò)用電器所產(chǎn)生熱量的大小不易直接進(jìn)行觀察比較，實(shí)驗(yàn)中怎樣將它變?yōu)楸阌谥苯佑^察比較的現(xiàn)象呢？轉(zhuǎn)化法想一想 議一議想一想 議一議1、如何研究通電導(dǎo)體的電阻(R)大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響2、如何研究通電導(dǎo)體中電流(I)大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響3、如何研究導(dǎo)體的通電時(shí)間(t)對(duì)產(chǎn)生熱量的影響 為完成探究，還需什么器材。(1)研究電熱器電阻的大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響要研究電阻對(duì)產(chǎn)生熱量多少的影響，應(yīng)該控制和 不變，則可以讓兩個(gè)阻值不同的電阻（串聯(lián)并聯(lián)）后接入電路。3.設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)、驗(yàn)證假設(shè)電流通電時(shí)間串聯(lián)連接實(shí)物圖，并畫出電路圖AR1R2(1)研究電阻大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響結(jié)論一： 在通電電流和通電時(shí)間相同的

4、條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。(2)研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響 要研究電流大小對(duì)產(chǎn)生熱量的影響,應(yīng)該控制和 不變，改變 。 通電時(shí)間電阻電流 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 結(jié)論二：(3)研究通電時(shí)間對(duì)產(chǎn)生熱量的影響 要研究通電時(shí)間對(duì)產(chǎn)生熱量的影響,應(yīng)該控制和 不變,改變 。 通電時(shí)間電阻電流 由生活經(jīng)驗(yàn)知道，同一個(gè)電熱器（電阻一定），電流不變時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論三： 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。有以上實(shí)驗(yàn)可知： 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻，電流和通電時(shí)間有關(guān)結(jié)論1. 在通電電流和通電時(shí)間相同的條件

5、下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論2. 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 結(jié)論3. 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)結(jié)論 英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即焦耳定律 焦耳 (18181889)Q = I R t 熱量 電流 電阻 時(shí)間J A S2，公式：意義：?jiǎn)挝唬憾?，焦耳定律：科學(xué)靠我們發(fā)現(xiàn)、探究、改進(jìn)-科學(xué)永無(wú)止境1，內(nèi)容：電流通過(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， 跟通電時(shí)間成正比。(普遍適用)一根60的電阻絲接在36V的電源上,

6、 在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？解：通過(guò)電阻絲的電流為：UI=_R=36V60=0.6A電流產(chǎn)生的熱量為： =(0.6A)260560s答，電阻絲在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480J熱量。Q=I2Rt=6480J焦耳定律的理論推導(dǎo) 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為熱，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。即: Q = W = Pt = UIt = IR It = I2Rt考考你：電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？原因：導(dǎo)線電阻遠(yuǎn)小于電爐絲電阻，產(chǎn)生的熱量少。若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量即Q = W又W = UIt根據(jù)歐姆定律U

7、 = IRQ = W = UIt = I2Rt三、電熱的利用和防止1、電熱的利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電孵化器等等。2、電熱的防止：電視機(jī)后蓋的散熱窗、電腦主機(jī)里面的小電風(fēng)扇等等。3.電流產(chǎn)生熱量的其他表達(dá)式 Q=W=Pt=UIt=U t= t 只適用于只有電阻的電路,(電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)的情況?！纠}】：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 ） WUIt 380101J 3800J已知：電動(dòng)機(jī) U=380V I=10A R=2 t=1s求： （ 1）W （2）Q 2 ） QI2Rt 10 10 2 1J 200J電功和電熱的關(guān)系（ W 和 Q 的關(guān)系） 在電熱器電路 (只有電阻的電路)中：（電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能） W = Q （W= UIt） =（Q=I2Rt） 在其他電路中：（如電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)做功時(shí)，大部分電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能） W Q （W= UI