18.4《焦耳定律》課件

焦耳定律第十八章第４節(jié)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。電流通過導體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應。一、電流的熱效應電流還具有磁效應和化學效應電爐絲和導線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱?電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關?想想議議電流通過導體時產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關?演示實驗實驗裝置實驗1：研究電熱與電阻關系R1=5ΩR2=10ΩA在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。實驗2：研究電熱與電流關系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越

多。觀察實驗焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國物理學家。用

近40年的時間做了400多次實驗，

研究熱和功的關系。通過大量的實

驗，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

時間的關系。焦耳

1．內(nèi)容：電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比。

2．公式：Q=I2Rt

3．單位：焦耳（J）二、焦耳定律

1．當電流通過導體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(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，即

Q=W=UIt=I2Rt如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。

2．當電扇工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機的機械能：

W＞Q熱三、電能和電熱關系電能內(nèi)能+機械能焦耳定律適用于任何用電器的熱量計算，對只存在電流熱效應的電路也可用Q=W=UIt=Pt=U2/Rt=I2Rt來計算熱量.例1：流過一根10歐姆的電阻絲的電流為2安培，問這根電阻絲在30秒內(nèi)產(chǎn)熱多少？例題解題格式：已知：求：解：答：電阻R=10?，電流I=2A，時間t=30s電熱Q由焦耳定律：

Q=I2Rt=22*10*30=1200（J）這根電阻絲共產(chǎn)熱1200J。Q=I2Rt

=(0.6A)2×60W×300s=6480J一根60Ω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I=

=

=

0.6AUR36V60Ω例題例2：一根50歐姆的電阻絲工作了10秒鐘后產(chǎn)生1.8*104焦耳的熱量，問流過這根電阻絲的電流是多少？解題格式：已知：求：解：答：電阻R=50?，熱量Q=1.8*104J，時間t=10s電流I由焦耳定律：

Q=I2Rt

所以：I=（Q/Rt）1/2

=（1.8*104/（50*10））1/2

=6（A）

這根電阻流過的電流為6安培。額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(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，正常工作時單位時間內(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。所以我們在應用公式時應該特別注意條件。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: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：電視機的后蓋有很多孔，為了通風散熱；電腦運行時要用微型風扇及時散熱等等。2．電熱的危害焦耳定律是反映電流的

效應的規(guī)律，即

能轉(zhuǎn)化為

的規(guī)律。一電爐的電阻是100?，通電時間10秒鐘產(chǎn)生的熱量為4×105J,通過這個電爐的電流是

A電流通過電風扇做功時，

能轉(zhuǎn)化為

能和

能