18.4焦耳定律+flash.ppt

* * * * * * * * 　　生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。 一、电流的热效应： 电流通过导体时电能转化成内能。 　　电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热? 　　电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 想想议议 [猜想与假设] 二、探究：电流的热效应与什么因素有关 1、可能与电阻有关 2、可能与电流有关 3、可能与通电时间有关 1、实验准备 讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用 什么 方法去研究？ 控制变量法 讨论2、用什么器材去测量本实验中的物理量？ 电流—— 器材：电流表 时间—— 器材：手表 电热—— 器材: 器材:煤油，带塞的烧瓶，细管 或：温度计，煤油，带塞的烧瓶 [设计实验] 讨论1、当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用 什么 方法去研究？ 控制变量法 讨论2、用什么方法和器材去观察本实验中不可见的物理量？ 电流—— 器材：电流表 时间—— 器材：钟表 电热—— 器材:温度计， 煤油，带塞的烧瓶 2、实验活动设计： ① ② ③ 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 演示实验 实验装置 实验1：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 　　在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多。 实验2：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω I1 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 　　焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），英国物理学家。用近 40 年的时间做了 400 多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实验，于 1840 年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。 焦 耳 焦耳定律 Q = I 2 R t 热量 J 公式： 物理量： 单位： 电流 电阻 时间 A Ω S 　　焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，与导体电阻成正比，与通电时间成正比。 某导体的电阻是2?，通过2A的电流时，10s产生多少热量？ 考考你： 某导体的电阻是2?，通过2A的电流时，10s产生多少热量？ 解： 电流产生的热量为： Q=I2Rt 已知： 答：电流产生的热量为80J 。 考考你： 　求： =80J I=2A R= 2? t=10s 　Q =(2A)2× 2? ×10s 　　1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 　　Q = W =Pt= UIt =U2t/R =I2Rt 　　如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 　　2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： W＞Q热 三、电能和电热关系 电能 内能+机械能 2、一根60?的电阻丝接在36V的电源上, 在5min内共产生多少热量？ 解： 通过电阻丝的电流为： U I= __ R = 36V 60? =0.6A 电流产生的热量为： Q=I2Rt =6480J =(0.6)2×60×5×60J 　　额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? 想想议议 　　答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。 * * * *