學(xué)魯科版選修31 3.3焦耳定律 課件（4）（27張）.ppt

焦耳定律 第三章第3節(jié) 教學(xué)目標(biāo) 1 知道電流的熱效應(yīng) 2 理解焦耳定律 3 知道利用和防止電熱的場合和方法 4 通過實驗探究電流的熱效應(yīng)跟電流 電阻大小的關(guān)系 生活中 許多用電器通電后 都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生 請舉例說明 電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能 這個現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng) 一 電流的熱效應(yīng) 電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同 為什么電爐絲熱得發(fā)紅 而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱 電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān) 想想議議 1 電流i 電阻r 通電時間t 猜想 2 研究方法 控制變量法 3 設(shè)計方案 方案一 在通電電流和通電時間相同的條件下 研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系 電路圖 電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān) 關(guān)系怎樣 演示實驗 實驗裝置 實驗1 研究電熱與電阻關(guān)系 在電流相同 通電時間相同的情況下 電阻越大 這個電阻產(chǎn)生的熱量越多 在電阻和通電時間相同的條件下 研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系 電路圖 方案二 實驗2 研究電熱與電流關(guān)系 在電阻相同 通電時間相同的情況下 通過一個電阻的電流越大 這個電阻產(chǎn)生的熱量越多 方案三 在電流和電阻相同的條件下研究通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟通電時間的關(guān)系 電路圖 結(jié)論 在電流和電阻相同的條件下 通電時間越長 通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量越多 觀察實驗 焦耳 jamesprescottjoule 1818 1889 英國物理學(xué)家 用近40年的時間做了400多次實驗 研究熱和功的關(guān)系 通過大量的實驗 于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流 電阻和通電時間的關(guān)系 焦耳 1 內(nèi)容 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比 跟導(dǎo)體的電阻成正比 跟通電時間成正比 2 公式 q i2rt3 單位 q 焦耳 j 二 焦耳定律 i 安 a r 歐 t 秒 s 例題 1 某導(dǎo)體的電阻是2歐 當(dāng)1安的電流通過時 1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦 解 q i2rt 1安 2 2歐 60秒 120焦答 1分鐘產(chǎn)生的熱量是120焦 思考與討論 為什么電爐接入照明電路后 能放出大量的熱 而與電爐連接的導(dǎo)線卻不怎么熱 答 因為電線和電爐串聯(lián) 通過它們的電流是一樣的 而電爐的電阻比電線的電阻大的多 所以根據(jù)焦耳定律q i2rt可知 在相同時間內(nèi)電流通過電爐產(chǎn)生的熱量比通過電線產(chǎn)生的熱量多 因此電爐熱而電線卻不熱 1 當(dāng)電流通過導(dǎo)體時 如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式的能量 那么電流產(chǎn)生的熱量q就等于消耗的電能w 這樣的電路就是純電阻電路 即q w uit i2rt如 電暖器 電飯鍋 電爐子等 2 當(dāng)電扇工作時 消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機的機械能 w q熱 三 電能和電熱關(guān)系 3 一臺電動機正常工作時線圈兩端的電壓為380伏 線圈的電阻為2歐 線圈中的電流為10安 若這臺電動機正常工作1秒鐘 求 1 消耗的電能w 2 產(chǎn)生的熱量q 解 1 w uit 380v 10a 1s 3800j 2 q i2rt 10a 10a 2 1s 200j答 消耗的電能是3800j 產(chǎn)生的熱量是200j q i2rt 0 6a 2 60w 300s 6480j 一根60 的電阻絲接在36v的電源兩端 在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量 答 在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480j熱量 解 例題 額定電壓相同的燈泡 額定功率越大 電阻越小 正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多 可是按照焦耳定律 電阻越大 單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多 二者似乎有矛盾 這是怎么回事 想想議議 答 前者說電阻越小 正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多 前提條件是電壓相同 而后者說 電阻越大 單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多 前提條件是電流相同 兩者并不矛盾 所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該特別注意條件 1 電熱的利用 利用電熱孵化器孵小雞 用來加熱 電熱器的優(yōu)點 清潔衛(wèi)生 沒有環(huán)境污染 熱效率高 還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度 四 電熱的利用和防止 很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高 如 電視機的后蓋有很多孔 為了通風(fēng)散熱 電腦運行時要用微型風(fēng)扇及時散熱等等 2 電熱的危害 課堂小結(jié) 焦耳定律的實驗和內(nèi)容 達標(biāo)測評1 通過電阻r的電流強度為i時 在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為q 若電阻為2r 電流強度為i 2時 則在時間t內(nèi)產(chǎn)生的熱量為 a 4qb 2qc q 2d q 42 有甲 乙兩只電爐 已知電爐電阻r甲 r乙 現(xiàn)將兩只電爐分別接入電源電壓為220v的電路中 在相同時間內(nèi) 通過兩電爐的電阻絲的電流i甲i乙 兩電爐的電阻絲放出的熱量q甲q乙 均選填 或 3 小李同學(xué)自制了一個簡易 電熱驅(qū)蚊器 它的發(fā)熱元件是一個阻值