,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,*,15.4 焦耳定律,1,检测预习一,1.,知道用电器产热与电阻、电流的关系。,2,、能够设计实验对电阻的产热与电流、电压、电阻三者的关系进行验证，并会分析实验数据得出结论。,2,生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。,3,电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做,电流的热效应,。,一、电流,的热效应,4,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,5,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,6,R,1,=5,R,2,=10,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,1,：研究电热与电阻关系,7,I,=2,I,1,I,A,R,=5,R,=5,R,=5,I,1,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。,实验,2,：研究电热与电流关系,8,观察实验,9,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,焦耳简介,10,1,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,=,I,2,Rt,3,单位：,焦耳（,J,）,二、焦耳定,律,11,1,在纯电阻电路中（,如：电暖器，电饭锅，电炉子等,）,，当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量,Q,就等于消耗的电能,W,，即,Q,=,W,=,UIt,=,I,2,Rt=Pt=,2,在非纯电阻电路中,，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：,W,Q,热,电能 内能,+,机械能,此时，只能用,Q=,I,2,Rt,（焦耳定律）,来计算电热,三、电能和电热关系,12,Q,=,I,2,Rt,=(0.6 A),2,60,W,300 s,=6 480 J,一根,60,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,:,I,=,=,=,0.6 A,U,R,36 V,60,例题一,13,有一电动机，它正常工作时的电阻为,5,，电流为,5A,，正常工作的电压为,220V,，通电,10min,，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？,解：消耗的电能：,W=,UIt,=220V5A600s=6.610,5,J,电热,Q,=,I,2,Rt,=(5A),2,5600s=7.510,4,J,转化为的机械能：,E,机,=W,Q=,6.610,5,J,7.510,4,J,=5.85,10,5,J,例题二,答：电动机消耗的电能为,6.6105,焦,产生的热量为,7.5104,焦，有,5.85105,焦电电能转化为机械能,14,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。,15,检测预习二,知道焦耳定律及公式，学会应用公式进行简单计算。知道多种用电器散热方式。,16,1.,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,17,1.,原理：利用,电流的热效应,来工作的。,2.,核心部分：,发热体，,它是有,电阻率大，熔点高,的材料制成的,3.,电热器的电热和电功的关系,因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以,电热,Q=,电功,W,1,、,电热器,18,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,19,电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。,(1),列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例,电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等,(2),列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施,电脑主机有风扇散热,;,电视机上的散热窗、电动机外壳有许多散热片,随堂练习,20,课堂小结,焦耳定律的实验和内容,电热的利用和危害,21,1.,某导体的电阻是,2,通过,2A,的电流时，,1min,产生多少焦耳的热量？,解：,Q=I,2,Rt=(2A),2,260s=480J,若电流变为原来的,2,倍，其它条件不变，则电热是原来的,_,倍,4,关于焦耳定律（电热）的计算练习题,随堂练习,22,2.,一只额定功率是,450w,的电饭锅，在额定电压下使用，每分钟产生多少热量？,解：电饭锅是纯电阻电路,所以，,Q=W=Pt=450W60s=27000J,23,3.,一只电烙铁的额定电压是,220V,，在额定电压下工作时的电阻是,1210,，它的额定功率有多大？在额定电压下通电,10min,产生多少热量？,解：,因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以,Q=W=Pt=40W1060s=24000J,24,4.,某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过,5A,的电流时，每分钟可产生,6.610,4,J,的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。,解：,P=I,2,R,25,6.,在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？,根据公式,P=I,2,R,可知，在电流相等时，电阻越大，电功率越大。导线相互连接的位置接触电阻比较大，因而电能转化为热的功率也较大，造成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾,答：,26,学习目标,：,1,、知道用电器产热与电阻、电流的关系。,2,、能够设计实验对电阻的产热与电流、电压、电阻三者的关系进行验证，并会分析实验数据得出结论。,3,、能够根据,P=UI,进行公式变形并应用。,4,、知道焦耳定律及公式，学会应用公式进行简单计算。知道多种用电器散热方式。,27,