18.4焦耳定律概述.ppt

焦耳定律 第十八章 第４节 用手摸一下电视机后盖 上周六，小刚同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。当爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。 可是 ，后来发现小刚说了谎。 生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。 你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？ 　　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，导体会发热，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 电流通过导体产 生热的多少跟什么因素有关？ 点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？ 导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？ 　　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] 1.可能与电阻有关。电阻越大，电流热效应越大 电流的热效应与那些因素有关？ 2.可能与电流有关。电流越大，电流热效应越大 3.可能与通电时间有关。通电时间越长，电流热效应越大 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 [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？ 答:控制变量法 讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？ 答：转换法 电热—— 气体（或液体）受热膨胀，观察产生热量的多少 实验中，通过观察U形管中液面高度的变化 来判断产生热量的多少， 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。 观察实验 焦耳定律 Q = I 2 R t 热量 电流 电阻 时间 J A Ω S 公式： 意义： 单位： 二、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，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 焦耳 (1818－1889) 我们学习了焦耳定律，怎样回答前面的问题？ 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？ 答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt知，电流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。 　　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 = UIt = 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 Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J 　　一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量? 答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。 解: 例题 I =　 =　　　= 0.6 A U R 36 V 60 Ω 　　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。 1．电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 　　电热器的优点: 清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调节温度。 四、电热的利用和防止 　　很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。 2．电热的危害