6.3焦耳定律教科版动画详解.ppt

无用的电流热效应应尽量减少 * 6.3 焦耳定律 感受生活 …… 电流的热效应 电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做电流的热效应。 思考？ 产生的热量与哪些因素有关呢? 提出问题 电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？ 科学探究的过程 猜想依据 合理猜测 实验验证 制定计划 得出结论 交流讨论 烫手 不烫手 why ？ 合理猜测 现象： 电炉丝和导线通过的电流相同。 为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？ 根据此现象，你能提出什么问题？ why ？ 着火了！ why ？ 合理猜测 烫手 不烫手 跟电流有关 跟电阻 有关 跟时间有关 返回 合理猜测 探究实验： 实验方法： 实验目的： 研究电流通过导体产生的热量Q 跟电流大小I，电阻R和通电时间t的关系。 设计实验： 1、如何在实验中展示出电流产生的热量Q的多少？ 2、如何控制电流大小I相同？ 3、如何控制电阻R的大小不变？ 4、通电时间t比较好控制。 控制变量法 探究电流的热效应跟哪些因素有关 ？ 制定计划 电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见 也摸不着，如何测量呢？ 既看不见也摸不着的科学量 既看得见也能测量的科学量 转化 转化 让电流产生的热量被气体吸收，通过观察气体的热膨胀（观察玻璃管内的水柱升降或者温度计示数大小）来测量。 观察电热的方法： （转化法） 观察电热的方法： 方法二 电热丝发热，点燃火柴 方法三 电热丝发热使 煤油升温而膨胀 （转化法） 控制 I、R、t 1、如何控制电流相同？ 让电阻串联 2、如何控制电阻大小相同？ 用2个相同的电阻 返 回 演示 结论： 在电流、通电时间相同时，阻值 大 的电阻产生的热量多。 探究一：产热多少与电阻大小的关系 实验验证 演示 结论： 在电流、电阻相同时，通电时间 长 的产生的热量多。 探究二：电热多少与通电时间的关系 实验验证 演示 结论： 在通电时间、电阻相同时，电流越 大 的产生的热量多。 探究三：产热多少与电流大小的关系 返回 实验验证 在通电电流和通电时间相同时，电阻越大，电流产生的热量越多. 在电阻和通电时间相同时，电流越大，电流产生的热量越多. 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比. 在通电电流和电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多. 1 2 3 实验分析 1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. ? 2.公式： Q = I2Rt 3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦. 注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到 倍 9 英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定电热跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律. 得出结论 根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律. ? 纯电阻电路：W=Q=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt 非纯电阻电路：W＞Q (W＝UIt =W其他＋Q) 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2 t/R 来计算热量. ∴Q = W = UIt = I2Rt 又∵W = UIt? 若电流做的功全部用来产生热量即Q = W?? 注意： 返回 得出结论 前面两个现象的解释 1 第一个为什么 灯泡和导线是串联，灯泡的电阻大比导线的电阻大 第二个为什么 干路的电流等于各个支路的电流之和 2 烫手 不烫手 交流讨论 常见的电热的应用 电炉 电热毯 热得快 电热水壶 电暖气 电熨斗 电热的预防 计算机显示器的散热孔 计算机CPU的散热风扇 电热的预防 导线上的热损耗应尽量减少。 家用导线一般用电阻率很小的铜或者铝导线 电路板中，用铜箔或者银箔做导线，减小电阻。 高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法来减少热损耗。 有些电器加装风扇或者散热片、散热孔。 使用常识：防火灾 ----勿将空调靠近窗帘 【练习1】：某电热器电阻丝的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？ 解：Q= I2Rt=(1A)2 × 2Ω × 60S =120J