18.4《焦耳定律》3概述.ppt

典型例题解析 典型例题解析 典型例题解析 * 焦耳定律 新课引入 灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡，有什么感觉？用手触摸电线却感觉不到热，这是为什么？ 提出问题： 电流产生的热量跟哪些因素有关呢？ 猜想： 通电时间 电流的大小 导体电阻的大小 实验方法： 实验目的: 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 实验原理: 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。 实验探究 控制变量法 实验探究 现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高。 说明：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流所产生的热量越多。 现象：电流较大的这边的空气柱上升较高。 说明：电阻相同，时间相同时，电流越大，电流所产生的热量越多。 电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 焦耳定律 1、内容：电流通过导体产生的热量，跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2、公式：Q＝I2Rt 注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对 的是同一段导体而言的； 2、Q是I的二次方成正比； 3、计算时各物理量的单位：I—— 安， R——欧，t——秒，Q——焦。 　　 3、焦耳定律理论推导： 因为 W=Q 且 W=UIt U=IR 　　所以 Q=W=UIt=(IR)It=I Rt 4、焦耳定律公式扩展： Q=W=Pt=UIt = (只适用于纯电阻电路) 2 U 2 R t 5、Q=I2Rt与W=IUt的区别 ①在纯电阻电路中，这两个公式是通用的。 把电能只转化为热能 ②在非纯电阻电路中， W=IUt 公式求得的是 总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中 部分转发为热能的能量。 即： WQ 焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻斯特，他的父亲是一个酿酒厂主。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础。1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温。通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比。四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此，该定律称为焦耳—楞次定律。焦耳活到了七十一岁。1889年10月11日，焦耳在索福特逝世。后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。 【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎 么热，这是为什么? 电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比。由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电 阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多。 【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈 的电阻为2Ω ，通过线圈的电流为10A。这台电动机正常工作时， 一秒钟消耗的电能为____J，产生的热量为___J。