18.4《焦耳定律》省公開課一等獎全國示范課微課金獎?wù)n件

焦耳定律第十八章第４節(jié)1/20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。2/20電流經(jīng)過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個現(xiàn)象叫做電流熱效應(yīng)。一、電流熱效應(yīng)電流還含有磁效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)3/20電爐絲和導(dǎo)線經(jīng)過電流相同，為何電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)燒?電流經(jīng)過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱多少跟什么原因相關(guān)?想想議議4/20電流經(jīng)過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱多少與什么原因相關(guān)?演示試驗試驗裝置5/20試驗1：研究電熱與電阻關(guān)系R1=5ΩR2=10ΩA在電流相同、通電時間相同情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生熱量越多。6/20試驗2：研究電熱與電流關(guān)系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1在電阻相同、通電時間相同情況下，經(jīng)過一個電阻電流越大，這個電阻產(chǎn)生熱量越

多。7/20觀察試驗8/20焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國物理學(xué)家。用

近40年時間做了400屢次試驗，

研究熱和功關(guān)系。經(jīng)過大量實

驗，于1840年最先準確地確定了電

流產(chǎn)生熱量與電流、電阻和通電

時間關(guān)系。焦耳9/20

1．內(nèi)容：電流經(jīng)過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量跟電流二次方成正比，跟導(dǎo)體電阻成正比，跟通電時間成正比。

2．公式：Q=I2Rt

3．單位：焦耳（J）二、焦耳定律10/20

1．當電流經(jīng)過導(dǎo)體時，假如電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其它形式能量，那么電流產(chǎn)生熱量Q就等于消耗電能W，即

Q=W=UIt=I2Rt如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。

2．當風(fēng)扇工作時，消耗電能主要轉(zhuǎn)化為電機機械能：

W＞Q熱三、電能和電熱關(guān)系電能內(nèi)能+機械能焦耳定律適合用于任何用電器熱量計算，對只存在電流熱效應(yīng)電路也可用Q=W=UIt=Pt=U2/Rt=I2Rt來計算熱量.11/20例1：流過一根10歐姆電阻絲電流為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。12/20Q=I2Rt

=(0.6A)2×60W×300s=6480J一根60Ω電阻絲接在36V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=

=

=

0.6AUR36V60Ω13/20例題例2：一根50歐姆電阻絲工作了10秒鐘后產(chǎn)生1.8*104焦耳熱量，問流過這根電阻絲電流是多少？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）

這根電阻流過電流為6安培。14/20額定電壓相同燈泡，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)生熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?想想議議15/20答：前者說電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生熱量越多，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)生熱量越多，前提條件是電流相同，二者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該尤其注意條件。16/201．電熱利用利用電熱孵化器孵小雞用來加熱電熱器優(yōu)點:清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還能夠方便地控制和調(diào)整溫度。四、電熱利用和預(yù)防17/20很多情況下我們并不希望用電器溫度過高。如：電視機后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運行時要用微型風(fēng)扇及時散熱等等。2．電熱危害18/20焦耳定律是反應(yīng)電流

效應(yīng)規(guī)律，即

能轉(zhuǎn)化為

規(guī)律。一電爐電阻是100?，通電時間10秒鐘產(chǎn)生熱量為4×105J,經(jīng)過這個電爐電流是

A電流經(jīng)過電風(fēng)扇做功時，

能轉(zhuǎn)化為

能和

能，假如電流做