焦耳定律公開課

關(guān)于焦耳定律公開課復(fù)習(xí)回顧1、電流做功的過程的本質(zhì)是

過程。2、說出你知道的計算電功的公式。3、對下面的用電器進(jìn)行分類A：日光燈B：暖手寶C：手電筒D：洗衣機(jī)E：可充電玩具小汽車F：電扇G：電飯煲H：電視機(jī)I：取暖器J：電吹風(fēng)K：飲水機(jī)第一類：第二類：第三類：電能轉(zhuǎn)化為其它形式能量的W=Pt=UIt=U2/Rt=I2RtＡＣＨＤＥＦＪ

ＢＧＩＫ第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天家中常用的電熱器看一看

熱得快電暖氣電熨斗電熱毯第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天想一想

定義：電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體就要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)是電流的基本效應(yīng)。1、電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量的多少與哪些因素有關(guān)呢？第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天現(xiàn)象：電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？根據(jù)此現(xiàn)象，你能做出怎樣的猜想？why？合理猜測1第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天著火了！why？合理猜測2根據(jù)此現(xiàn)象，你又能做出怎樣的猜想？第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天跟電流有關(guān)跟電阻有關(guān)跟時間有關(guān)返回合理猜測返回第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)名稱：實(shí)驗(yàn)方法：

實(shí)驗(yàn)猜想：研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q跟電流大小I，電阻R和通電時間t的關(guān)系。實(shí)驗(yàn)設(shè)計：1、如何在實(shí)驗(yàn)中展示出電流產(chǎn)生的熱量Q的多少？2、如何控制電流大小I相同？3、如何控制電阻R的大小不變？4、通電時間t比較好控制。控制變量法探究電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)？制定方案第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、如何控制電流相同？讓電阻串聯(lián)2、如何控制電阻大小相同？用2個相同的電阻

返回探究如何控制I、R、t

返回第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天電流通過導(dǎo)體產(chǎn)熱,其中所產(chǎn)生的熱量既看不見也摸不著，如何測量呢？產(chǎn)生的熱量既看不見也摸不著的科學(xué)量既液面的高度變化看得見也能測量的科學(xué)量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化（轉(zhuǎn)化法）尋找觀察電熱的方法第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天演示電阻絲結(jié)論：

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證1在電流、通電時間相同時，阻值大

的電阻產(chǎn)生的熱量多。探究一：電熱多少與電阻大小的關(guān)系第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天演示電阻絲結(jié)論：

實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證2探究二：電熱多少與通電時間的關(guān)系在電流、電阻相同時，

通電時間長

的電阻產(chǎn)生的熱量多。第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天演示電阻絲結(jié)論：

返回實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證3探究三：電熱多少與電流大小的關(guān)系在電阻、通電時間相同時，

電流大

的電阻產(chǎn)生的熱量多。第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1.內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比.

2.公式：

Q=I2Rt3.單位：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦.注意：熱量跟電流的平方成正比，若通過一個用電器的電流增加到3倍時，它產(chǎn)生的熱量增大到

倍9英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定電熱跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系，即焦耳定律.

得出結(jié)論第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國物理學(xué)家。用

近40年的時間做了400多次實(shí)驗(yàn)，

研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實(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

時間的關(guān)系。焦耳逝世后，為了紀(jì)念焦耳，人們把功和能的單位定為焦耳。焦耳第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)?演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)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。第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)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。第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律.

純電阻電路：W=Q=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt非純電阻電路：W＞Q(W＝UIt=W其他＋Q)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(yīng)的電路也可用Q=W=UIt=Pt=U2t/R

來計算熱量.∴Q=W=UIt=I2Rt又∵W=UIt

若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即Q=W

注意：返回交流討論第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、當(dāng)0.2安的電流通過一金屬線時產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過的電流增加到0.4安時，在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的(

)A、2倍B、4倍C、0.25倍D、0.5倍B2、兩個電熱器的電阻之比為4︰3，通過相同的電流，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為_____；若兩個電熱器的電阻相同，通過的電流強(qiáng)度為1︰3，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為______。4︰31︰93、某電熱器電阻絲的電阻是2歐，當(dāng)1安的電流通過時，1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？

解：Q=I2Rt=(1A)2×2Ω×60S=120J第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天制電熱器（要求電熱絲材料電阻率大、熔點(diǎn)高）制白熾燈電流熱效應(yīng)的利用和預(yù)防第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天常見的電熱的應(yīng)用電爐電熱毯熱得快電熱水壺電暖氣電熨斗第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天電熱的預(yù)防計算機(jī)顯示器的散熱孔計算機(jī)CPU的散熱風(fēng)扇第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天提出問題電流通過電熱器所產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān)？科學(xué)探究的過程合理猜想實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證制定方案得出結(jié)論交流討論電流通過電熱器所產(chǎn)生熱量的多少可能與I、R、T有關(guān)。控制變量法、轉(zhuǎn)換法。猜想正確，Q與I、R、T有關(guān)Q=I2Rt

純電阻電路中W=Q；非純電阻電路W＞Q第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天123焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比.

公式：

Q=I2Rt純電阻電路：W=Q=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt非純電阻電路：W＞Q(W＝UIt=W其他＋Q)電熱的好處是可以制作各種電熱器；壞處是浪費(fèi)不必要的電能甚至可能引發(fā)火災(zāi)。第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．兩瓶煤油中溫度計可以顯示煤油的溫度．（1）根據(jù)控制變量法的研究思想，應(yīng)該使這兩個燒瓶中煤油的質(zhì)量

．（2）實(shí)驗(yàn)中，發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計的示數(shù)升高的快．這表明：在

和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越

，電流產(chǎn)生的熱量越

。BA相等電流大多鞏固與提高焦耳定律第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天RR2、研究電熱與電流的關(guān)系，那么就要控制和通電時間不變。所以就設(shè)計以上的電路，用了相同的電熱絲來保證電阻相同。那么怎樣使并聯(lián)的兩個電阻電流不同呢？。最后發(fā)現(xiàn)：電流大的那個支路，煤油的示數(shù)上升的快。所以表明在電阻和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電流越

，電流產(chǎn)生的熱量越

。RR電阻移動滑動變阻器的滑片大多第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1）為什么選用煤油，而沒有用水？（）3、實(shí)驗(yàn)中，幾個重要的問題，你能回答出來嗎？3）通過什么樣的連接方式可以使阻值不同的電阻絲保持相同的電流？2）本實(shí)驗(yàn)電流產(chǎn)生熱量的多少是通過什么方式來表明的？A．因?yàn)槊河陀蓄伾阌谟^察B．因?yàn)槊河陀斜容^大的熱值C．因?yàn)槊河褪墙^緣體、可以增強(qiáng)實(shí)驗(yàn)的安全性D．因?yàn)槊河陀斜容^小的比熱容C、D第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4.電熱器:利用電流做功將

能轉(zhuǎn)換為

能的裝置.5.電熱器的原理:

利用電流的

制成的加熱設(shè)備。電熱器主要組成部分是

。它是由電阻率

。熔點(diǎn)

的合金絲制成的加熱設(shè)備。電內(nèi)熱效應(yīng)發(fā)熱體大高鞏固與提高焦耳定律第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【練習(xí)6】：下面各種用電器的額定功率均為100W，當(dāng)它們都正常工作時，單位時間內(nèi)電流產(chǎn)生熱量和做的電功說法正確的是（）

1、電扇2、燈泡、3、電飯煲4、電腦Ａ：因?yàn)楣β氏嗤?，所以產(chǎn)生熱量和所做的電功都相等。Ｂ：電飯煲產(chǎn)生的熱量最多，做的電功都相等。Ｃ：電飯煲產(chǎn)生的熱量最多，做的電功也最多。Ｄ：電飯煲和燈泡產(chǎn)生的熱量和所做電功一樣多。B鞏固與提高焦耳定律第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【練習(xí)7】：為了研究溫度對種子發(fā)芽的影響,課外活動小組要做一只電烘箱,要求在10min內(nèi)產(chǎn)生6×104J的熱量,接用的是家庭電路,請計算一下這只電烘箱電熱絲的電阻是多少?解：因?yàn)槭羌冸娮桦娐?，所以Q=W=I2Rt=U2/R×t即：R=U2/Q×t=(220V)2

/(6×104J)×10

×60S

=484Ω鞏固與提高焦耳定律第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【練習(xí)8】：某小電動機(jī)正常工作時的電壓為12V，正常工作時的電流為2A，經(jīng)檢測，該電動機(jī)的繞線電阻為2Ω。求（1）該電動機(jī)正常工作5S產(chǎn)生的熱量Q（2）該電動機(jī)的效率。解（1）Q=I2Rt=（2A）2×2Ω×5S=40J

（2）電動機(jī)5S內(nèi)做的電功

W=UIt=12V×2A×5S=120J其中機(jī)械功：

W機(jī)=W-Q=120J-40J=80J