4科學(xué)探究焦耳定律

永安六中吳永輝第四節(jié)科學(xué)探究：電流的熱效應(yīng)

上周六，小剛同學(xué)的爸爸出門(mén)前囑咐他好好寫(xiě)作業(yè)，不要看電視。當(dāng)爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫(xiě)作業(yè)，電視機(jī)也沒(méi)打開(kāi)，很高興。但是，后來(lái)爸爸說(shuō)，小剛在撒謊。誰(shuí)知道他爸是根據(jù)什么道理判定的嗎？

生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。生活中的物理知識(shí)電熱器飲水機(jī)電熨斗電吹風(fēng)電飯鍋生活中,許多用電器接通電源后,都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。電流熱效應(yīng)在生活中的應(yīng)用現(xiàn)象:電爐絲和導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)熱？猜一猜：電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？1、電流產(chǎn)生的熱量與時(shí)間的關(guān)系：電流產(chǎn)生熱量的決定因素2、電流產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系：同一電阻，電流大小相同，通電時(shí)間長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量多同一電阻，通電時(shí)間相同，電流大的，產(chǎn)生的熱量多。3、電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系：電流相同，通電時(shí)間相同，電阻大的，產(chǎn)生的熱量多。焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國(guó)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(guò)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

答：因?yàn)閷?dǎo)線(xiàn)和電爐絲是串聯(lián)的，Ｉ線(xiàn)=Ｉ電爐絲R電爐絲＞R導(dǎo)線(xiàn)，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電爐絲產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱得發(fā)紅而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)熱。電爐絲導(dǎo)線(xiàn)我們學(xué)習(xí)了焦耳定律，怎樣回答剛才的問(wèn)題？例1：一根60?的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？做了多少功？已知：R=60ΩU=36Vt=5min求：Q解：UI=__R=36V60?=0.6AQ=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×5×60s=6480J答：5min內(nèi)共產(chǎn)生的熱量是6480J,做了6480J的功W=UIt=36V×0.6A××60s=6480JW=Q純電阻電路例2：一個(gè)額定電壓為12V的小型電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，測(cè)得通過(guò)電動(dòng)機(jī)的電流是以0.5A，電動(dòng)機(jī)的電阻是2Ω，工作10分鐘，電流做的功是多少焦耳？電動(dòng)機(jī)的功率是多少瓦？在這10分鐘內(nèi)，該電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是多少焦耳？電動(dòng)機(jī)因發(fā)熱損失的功率是多少瓦？已知：U=12VI=0.5AR=2Ωt=10min求：WQP1P2解：W=UIt=12V×0.5A×600s=3600JQ=I2Rt=(0.5A)2×2Ω×600s=300JW≠Q(mào)P1

≠P2答：電流做的功是3600J，該電動(dòng)機(jī)產(chǎn)生的熱量是300JP1=UI=12V×0.5A=6WP2==I2R=(0.5A)2×2=0.