焦耳定律课件PPT.ppt

第四节 焦耳定律 李寨二中物理组 饮水机 电暖气 电热油汀 电炉 电热毯 电烙铁 感受生活 …… 电流的热效应 电流流过导体时，将电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。 通电后有什么现象 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? 说明电流产生的热量和电阻大小有关 想想议议 着火了！ why ？ 电流产生的热量和电流大小有关 跟电流有关 跟电阻有关 跟时间有关 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。 通过导体电流和导体电阻相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。 以上两个实验中电流通过电阻丝是产生热量的多少是怎样体现出来的？应用了哪些研究方法？ 温度计示数的变化 转化法 控制变量法 　　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 　　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? (普遍适用) 　　3．单位：焦耳（J） 二、焦耳定律 I-A，R-Ω，t-S ，Q-J. 　　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。 方法点拨 电热与电阻成反比与成正比都是有可能的，关键看是电压、时间一定，还是电流、时间一定。 三、电热的利用和防止 1、电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。 电热器的主要组成部分是发热体。 电热器就是利用电流的热效应工作的 发热体是由电阻率大、熔点高的电阻 丝缠绕在绝缘材料上制成的。 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 例：下列情况中属于防止电热危害的是( ) A．电视机背后有散热窗 B．家用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次 C．大型爆破工程，用电热装置引发炸药 A 例1：流过一根10欧姆的电阻丝的电流为2安培，问这根电阻丝在30秒内产生热量多少？ 解：Q=I2Rt =(2A)2×10Ω×30s =1200J 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。 想想议议 若消耗的电能全部用来产生热量? 即Q = W? 注意：对于电风扇和电动机来说以上三个公式都不能用，只能用Q = I2Rt来计算它产生的热量 纯电阻电路： Q=W=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt 非纯电阻电路：Q ＜ W总 (W总＝UIt =W外＋Q) 注意： 2.某电热器电阻丝的电阻为55欧,接入220V的电路中,在20分钟内产生多少热量? 纯电阻电路 3.下列用电器正常工作时，在相同的时间内产生热量最多的是（ ） A．“220v，60w”的电风扇 B．“220v，60w” 日光灯  C．“220v，60w”的电热器  D．一样多 C 哪个用电器消耗的电能多？ 4.一电炉的电阻是100 ? ，通电时间10秒钟产生的热量为4×105J,通过这个电炉的电流是 A 5.电流通过电风扇做功时， 能转化为 _____能和 能，如果电流做功3.6×106J,电风扇获得的机械能一定 ________3.6×106J 20 电 内 机械 小于 纯电阻电路 非纯电