新人教版九年級物理184焦耳定律(14秋改)

1、焦耳定律,第十八章 第節(jié),電熱器（電流的熱效應）,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化為內能的裝置。,電流的熱效應：,通電導體發(fā)熱的現象,一、電流的熱效應,導體中有電流通過的時候，導體要發(fā)熱，電能轉化成內能，這種現象叫做電流的熱效應。,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工作的,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? 電流通過導體時產生熱的多少跟什么因素有關?,想想議議,實驗方法:,現象一：電爐絲通電能產生熱，不通電不產生熱。,

2、猜想二：電阻絲產生的熱量同通電時間有關。,猜想三：導體通電時產生的熱量多少與導 體的電阻大小有關。,現象二：電阻絲通電的時間越長產生的熱量越多。,事實：電阻絲的材料是鎳鉻合金絲，導線材 料是銅。,猜想一：電阻絲產生的熱量同電流有關,由于電流通過用電器所產生熱量的大小不易直接進行觀察比較，實驗中怎樣將它變?yōu)楸阌谥苯佑^察比較的現象呢？,轉換法,想一想 議一議,實驗過程： （1）在電流和時間相同的情況下， 研究熱量和電阻的關系； （2）在電流和電阻相同的情況下，研究熱量和時間的關系； （3）在電阻和時間相同的情況下，研究熱量和電流的關系；,實驗1：研究電熱與電阻關系,在電流相同、通電時間相同的情況下

3、，電阻越大，這個電阻產生的熱量越 。,實驗2：研究電熱與電流關系,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，這個電阻產生的熱量越 多。,觀察實驗,焦耳（James Prescott Joule，18181889），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生的熱量與電流、電阻和通電時間的關系。,焦 耳,Q = I R t,熱量 電流 電阻 時間,J = A S,2，公式：,意義：,單位：,二，焦耳定律：,1，內容：電流通過導體產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

4、成正比。,(普遍適用),Q = I2Rt =(0.6 A)260 W300 s = 6 480 J,一根 60 的電阻絲接在 36 V的電源兩端，在 5 min內共產生多少熱量?,解:,例題 1,通過電阻絲的電流：,產生的熱量：,1在純電阻電路中（如：電暖器，電飯鍋，電爐子等），當電流通過導體時，電能全部轉化為內能，而沒有同時轉化成其他形式的能量，這樣電流產生的熱量Q 就等于消耗的電能W，即 Q = W = UIt = I2Rt=Pt=,2在非純電阻電路中，如當電扇工作時，消耗的電能主要轉化為電機的機械能：,W電Q熱,三、電能和電熱關系,此時，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）來計算電熱,焦耳定律

5、的理論推導,電流通過導體時，如果消耗電能全部轉化為熱，而沒有同時轉化為其他形式的能量，那么，電流產生的熱量Q就等于消耗的電能W。,即: Q = W = Pt = UIt = I2Rt=,考考你：,電爐絲和導線通過的電流相同。 為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱？,原因：導線電阻遠小于電爐絲電阻，產生的熱量少。,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節(jié)溫度。,四、電熱的利用和防止,電熱器,1.原理：利用電流的熱效應來工作的。,2.核心部分：發(fā)熱體，它是有電阻率大，熔點高的材料制成的,3.電熱器的電熱和電功的關系,

6、因為電熱器中消耗的電能只用來發(fā)熱，所以,電熱Q=電功W,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,電熱的防止,電腦中的CPU在工作時要產生熱,如果過熱就會損壞芯片,所以要在芯片上加裝散熱片和風扇.,P102動手動腦學物理,1.某導體的電阻是2,通過2A的電流時，1min產生多少焦耳的熱量？,解：產生的熱量：Q=I2Rt=(2A)2260s=480J,若電流變?yōu)樵瓉淼?倍，其它條件不變，則電熱是原來的_倍,4,2.一只額定功率是450w的電飯鍋，在額定電壓下使用，每分鐘產生多少熱量？,解：電飯鍋是純電阻電路

7、,所以，每分鐘產生的熱量： Q=W=Pt=450W60s=27000J,3.一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時的電阻是1210，它的額定功率有多大？在額定電壓下通電10min產生多少熱量？,解：電烙鐵的額定功率：,因為電烙鐵消耗的電能全部用來發(fā)熱，所以產生的熱量,Q=W=Pt=40W1060s=24000J,4.某校師生自制了一臺電烘箱。電烘箱的電阻絲通過5A的電流時，每分鐘可產生6.6104J的熱量。求這臺電烘箱的電功率和電阻絲工作時的電阻。,解：電烘箱的功率：,電阻絲工作時的電阻值：,5.電流的熱效應有時對我們有益，我們利用它；有時對我們有害，需要減少電流導致的發(fā)熱，或者盡

8、快把發(fā)出的熱散發(fā)掉。,(1)列舉兩個生活或者生產中利用電流熱效應的實例,電熱毯、電烙鐵、電飯鍋、電熱孵化器等,(2)列舉兩個生活和生產中為防止電流熱效應產生危害而采取的措施,電腦主機有風扇散熱;電視機上的散熱窗、電動機外殼有許多散熱片等。,6.在家庭電路中，有時導線長度不夠，需要把兩根連接起來，而連接處往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災。這是為什么？,答：根據公式P=I2R可知，在電流相等時，電阻越大，電功率越大。導線相互連接的位置接觸電阻比較大，因而電能轉化為熱的功率也較大，造成此處比別處更容易發(fā)熱，加速老化甚至引起火災.,有一電動機，它正常工作時的電阻為5，電流為5A，正常工作的電壓為220V，通電10min，電動機消耗的電能為多少？產生的熱