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,第十五章 电能和电功率,1,生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。,2,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,。（98页）,一、电流,的热效应,3,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,4,电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?,演示实验,5,结论1：在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量就,。,实验1：研究电热与电阻关系,越多,6,结论2：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,。,实验2：研究电热与电流关系,越多,7,1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,=,I,2,Rt,3单位：,焦耳（J）,二、焦耳定,律,8,1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,9,分析论证：电流热效应与电阻关系,利用欧姆定律，可以推导出电流热效应与电阻的定量关系,1.在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出P=,。,这个式子表明：电流相等时，在一定时间内，导体产生的,热量跟电阻成,。,2.在并联电路中，由P=UI， ，可以得出P=,。,这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生的,热量跟电阻成,。,IR,正比,反比,10,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 ,例题一,11,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,=WQ=,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,12,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。,13,1.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,14,1.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,15,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,16,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,17,课堂小结,焦耳定律的实验和内容,电热的利用和危害,18,1.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,19,2.一只额定功率是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,20,3.一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,21,4.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,22,6.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：,23,24,