新人教版《18.4焦耳定律》课件.ppt
第4节 焦耳定律,生活中的物理,谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？,上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是后来用手一摸就发现，小明刚看过电视。,1,2,?为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来，而与电炉连接的导线却不怎么热？,第18章 电功率第4节 焦耳定律,电流通过导体时电能转化成内能的现象。,一、电流热效应：,电流的三大效应,2、电流热效应的应用,电热器,热水器,饮水机,电熨斗,电烤箱,3、现象:电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，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？,猜想：,与 电阻、电流、时间 有关,问题:,设计实验:,烧瓶A中盛等量的煤油，温度计显示煤油的温度烧瓶中是铜丝，电阻较小，烧瓶中是镍铬合金丝，电阻较大两瓶中金属丝串联起来接到电源上通电一定时间后，比较两瓶中煤油的温度变化,电流通过导体产生的热与电阻的关系,（控制变量法 转换法）,科学靠我们发现、探究、改进-科学永无止境,（控制变量法 转换法）,条件：,现象：,结论：,等量煤油，电流相同,时间相同,B瓶中温度上升的多,电流和通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多。,探究实验：,与电阻的关系,科学靠我们发现、探究、改进-科学永无止境,条件：,通电时间相同，电阻相同,现象：,电流大时，温度上升多,结论：,在通电时间一定、电阻相同时，通过的电流越大，产生的热量越多。,与电流的关系,探究实验：,结论：在电阻相同，通过电流相同，通电时间越长，产生热越多。,时间,科学靠我们发现、探究、改进-科学永无止境,二、焦耳定律,英国物理学家焦耳通过大量的实验，于1840年精确地确定了电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。,焦耳定律,Q=I R t,热量 电流 电阻 时间,J A S,2公式：,3、意义：,4、单位：,1、焦耳定律的内容：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。,焦耳(18181889),科学靠我们发现、探究、改进-科学永无止境,焦耳并不满足，在这一发现的基础上，仍继续探讨各种运动形式之间的能量守恒和转化的关系。1843年，发现了热功当量，并测出其数值。1850年，他又写了论热功当量的论文，总结和分析了以往工作的结果。以后，焦耳继续改进实验方法，不断提高实验的精确度，最后得到热功当量的值比现在的公认的值只小0.7%，从当时的条件来看，这样的精确度是惊人的。焦耳在科学道路中勇于攀登，不怕困难，精益求精的精神，很值得大家学习。,5、焦耳定律的理论推导,电流通过导体时，如果消耗的电能全部转化为热，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。,即:Q=W=Pt=UIt=IR It=I2Rt,6、思考与讨论,为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来，而与电炉连接的导线却不怎么热？,答:,因为电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大，因此电炉热而电线却不热。,辩论舞台,在一定时间内，通电导体的电阻越大产生的热量越多，还是通电导体的电阻越小产生的热量越多？,假如你是评委,甲：因为P=UI、U=IR，而对于纯电阻电路Q=Pt=UIt=IRIt=I2Rt,故通电导体产生的热量与导体的电阻成正比。,乙：因为P=UI、I=U/R，而对于纯电阻电路,故通电导体产生的热量与导体的电阻成反比。,一根60的电阻丝接在36V的电源上,在5min内共产生多少热量？,解：,通过电阻丝的电流为：,电流产生的热量为：,Q=I2Rt=(0.6)260560J=6480J,三、电热的利用和防止,1、电热器：利用电来加热的设备。,电烤箱、电熨斗、电暖气、电吹风,常见的电热器：,2、电热的防止,电热器重要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上做成的，它们是利用电流的热效应来工作的.,在电动机里，电流所做的功主要用来带动机器，但电流通过电动机里的电阻也会要产生热量，会使导线温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料会迅速老化甚至可能烧坏，这就需要考虑散热，还要加快散热.,电烙铁,收音机、电视机等用电器也都是考虑散热，它们的机壳上都有散热孔.,电热器的图片,电烤箱是利用电来加热的设备，可用来加热烘烤食品.,电热器的图片,烤面包机是利用电来加热的设备，可用来加热烘烤面包等食品.,电热器的图片,电熨斗是利用电来加热的设备，可用来熨平衣物.,电热器的图片,电暖气的种类很多,石英管式电暖气是利用电流使石英管散发热量.,电热器的图片,电吹风是利用电来加热的设备，一般可用来吹干湿漉的头发.,返回,电烙铁是利用电热的焊接工具,它是通过烙铁芯产生热的.,返回,防止电热的图片,电脑中的CPU在工作时要产生热,如果过热就会损坏芯片,所以要在芯片上加装散热片和风扇.,防止电热的图片,计算机中的显卡在工作时要产生热量,温度过高会损坏显卡,所以应加装散热风扇.,1、电流热效应：电流流过导体时电能转化为热的现象 2.焦耳定律：3.电热的利用和防止（1）电热的利用 电热器：利用电来加热的设备.电热的优点：（2）防止电热的危害,小结：,四、例题,某导体的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？解：Q=I2Rt=(1安)2 2欧 60秒=120焦答：1分钟产生的热量是120焦。,2、一只“220V 45W”的电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？,（1）,（4）Q=W=Pt,（3）Q=W=,3、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，求：1）消耗的电能W。2）产生的热量Q。,一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟，求：1）消耗的电能W。2）产生的热量Q。解：1）WUIt 380101 3800焦 2）QI2Rt 10 10 2 1 200焦答：消耗的电能是3800焦；产生的热量是200焦。,1.电流的热效应是电流通过导体时_转化成_的现象。电热器是利用电流的_制成的加热设备。,电能,热,2.“在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持 _、_一定，用_改变电阻丝的电流。,3.一根100的电阻丝通过的电流是2A，它的电功率是_W 通电1min时产生的热量是_J。,4.电阻R1、R2串联在电路中，R1=4，R2=6，则P1:P2=_。Q1:Q2=_。,热效应,电阻,时间,滑动变阻器,400,24000,2:3,2:3,整合训练,
