初三物理電學部分：焦耳定律講義

1、 因材思教 楷書人生 焦耳定律Ø 教學目的1、掌握探究導體產生熱量與哪些因素有關的實驗原理及方法2、理解焦耳定律3、學會利用焦耳定律進行計算Ø 知識要點一、探究導體產生的熱量與哪些因素有關1、電流的熱效應（1）燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？用手觸摸電線卻感覺不到熱，這是為什么？（2）家庭電路中使用功率過大的用電器可能引起火災，這又是為什么？（3）電流的效應：電能轉化為內能的現象電流的熱效應 電流的效應 電流的磁效應電流的化學效應電熱器：利用電流的熱效應制成的加熱設備（電熨斗，電炒鍋，電烤箱等）電熱器的主要組成部分：發(fā)熱體發(fā)熱體：一般由電阻率大、熔點高的金屬絲

2、 繞在絕緣材料上做成的。2、探究實驗（1）提出問題電流產生的熱量與哪些因素有關？ 導體電阻的大小猜想 電流的大小 通電時間（2）實驗探究實驗目的：研究電流通過導體產生的熱量與哪些因素有關試驗方法：控制變量法實驗原理：當電流通過電阻絲時，電流產生的熱量就會使瓶中的空氣溫度升高，體積膨脹，致使導管中原來一樣高的液柱逐漸上升。電流產生的熱量越多，液面就會上升的越高?？梢酝ㄟ^管中液面上升的高度比較電流產生的熱量。（轉換法） 與電阻的關系實驗過程：a、電流通過導體產生的熱量與電阻關系：條件：等量煤油，電流相同，時間相同現象：B瓶中溫度升高的多結論：電流和通電時間相同時，電阻越大，產生的熱量越多與電流的關

3、系b、電流通過導體產生的熱量與電流大小的關系：條件：通電時間相同，電阻相同現象：電流大時，溫度上升的多結論：在通電時間一定，電阻相同時，通過的電流越大，產生的熱量越多c、電流通過導體產生的熱量與通電時間的關系條件：電流一定，電阻相同時現象：時間越長，溫度上升的越多結論：在電流與電阻都相同時，通電時間越長，電流通過導體產生的熱量就越多實驗結論：導體的電阻越大產生的熱量越多，通過導體的電流越大產生的熱量越多，通電時間越長產生的熱量越多二、焦耳定律1、定義焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比2、公式Q = I2Rt 公式： Q = I2 R t

4、焦耳定律 意義： 熱量 電流 電阻 時間單位： J A S3、焦耳定律理論推導W = Q W = UIt U = IR Q = W = UIt = (IR)It = I2Rt4、焦耳定律公式擴展Q = W = Pt = UIt = U2t/R （只適用于純電阻電路）電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉子被卡住的電動機也是純電阻器件 非純電阻電路：電路中含有電動機在轉動或有電解槽在發(fā)生化學反應的電路5、Q=I2Rt與W=UIt的區(qū)別在純電阻電路中，這兩個公式是通用的(W = Q)。在非純電阻電路中， W = UIt 公式求得的是總消耗的電能； Q = I2R

5、t 公式求得的是在總電能中部分轉發(fā)為熱能的能量即：W > Q （且W = I2Rt + W1）6、純電阻電路與非純電阻電路7、電功率與熱功率的區(qū)別與聯系（1）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率決定于通過這段電路電流強度的平方和這段電路電阻的乘積（2）聯系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉化為除熱能外其他形式的功率之和三、例題精講【例1】某電動機上標有“220V,2A”它的線圈電阻為5 ，當它正常工作一分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產

6、生的熱量為多少？如沒有其他能量的損失，則得到多少的機械能？【例2】用電爐燒水時，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著銅導線卻不怎么熱，這是為什么?課題§18-4 焦耳定律學習筆記一、電流的熱效應電流通過導體時將_ 能轉化成 的現象。在這一過程中，電能轉化為 能二、探究焦耳定律（定性）課題探究電流通過導體時產生的熱量與哪些因素有關器材電源、開關、導線、兩個阻值不同的電熱絲()、煤油、兩只玻璃瓶、兩只 、滑動變阻器、 裝置圖步驟 如圖組成串聯電路，在玻璃瓶中裝有等量的、 相同的煤油，煤油內插入 閉合開關，調節(jié)滑動變阻器使電流表的示數為0.5 A，5分鐘后發(fā)現甲、乙煤油的溫度分別為30和38_

7、開關，使煤油冷卻回原來的溫度，向 調節(jié)滑動變阻器，使電流表的示數為1 A，過5分鐘，甲煤油的溫度是46在第步的基礎上，保持滑片位置不變，通電10分鐘后發(fā)現甲煤油的溫度為36。方法實驗中，通過溫度計示數的高低來判斷電流通過導體時產生電熱的多少，這是采用了 法；本實驗還采用了_ _法。結論 在通電時間和_ _一定時，導體電阻越_ _，通電導體所產生的熱量越_ _。 在通電時間和_一定時，通過導體的電流越_ ，通電導體所產生的熱量越_ _。 在導體的電阻和_一定時，通電時間越_，通電導體所產生的熱量越_ _。注意：（1）在上述實驗中，甲、乙兩電阻絲采用串聯的目的是:使電路中_相等。 （2）在上述實驗

8、中，若將溫度計換成細玻璃管，則應通過煤油在玻璃管中_ _來判斷電流通過導體時產生電熱的多少。三、焦耳定律1.內容：電流通過導體產生的熱量跟_成正比，跟_成正比，跟_成正比。2.公式：_Q_； I_；R_； t_ _；3.電熱功率: _。4.純電阻電路（將電能全部轉化成內能的電路）中：Q=W 注意事項：對于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉化為內能（QW），這時以下公式均成立Q=W=UIt Q= W=t Q= W=Pt；對于非純電阻電路，電能除了轉化為內能，還要轉化為其他形式的能量。求Q時只能用QI2Rt。5.利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、_、_等。6.防止電熱的例子：電視機外殼的_窗；計算

9、機內的_風扇、電動機外殼的_片等。7.解釋：電爐子工作時，電爐絲熱得發(fā)紅，而與其相連的導線插頭卻幾乎不熱，這是為什么?答：電爐絲與插頭是_聯的，通過的電流_根據_定律公式_，在_時間內，_一定時，電流產生的熱量跟_成正比，爐絲比插頭的電阻_，相同條件下電流產生的熱量_，因此爐絲熱得發(fā)紅【練習】1（判斷）電風扇工作時，沒有電流的熱效應產生 ( )2.導線相互連接的位置往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災電流通過電燈，電燈會發(fā)熱；電流通過電褥子，電褥子會發(fā)熱；通電時間長了，連接用電器的導線也會發(fā)熱這些現象都是把_轉化為_，這種現象叫_據此現象，人們制成了_。3.根據焦耳定律公式_，在電流相

10、同的情況下，電阻越大，電流在一定時間內產生熱量越_也就是說，在電流相同時，電阻較大的導體產生熱量的功率越_4.有一個電暖氣，當通過它的電流是原來的2倍時，它產生熱量的功率是原來的_倍5一盞“220V，60W”的白熾燈，一臺“220V，60W”的電風扇，一只“220V，60W”的小電暖手爐，同時接在220V的電壓下，則相同時間內產生的熱量( ) A電風扇最多 B白熾燈最多 C暖手爐最多 D一樣多6.下列研究方法中屬于控制變量法的是( )A研究焦耳定律時，可以通過觀察燒瓶中液體溫度的高低來判斷電阻產生熱量的多少B在電流、通電時間一定時，研究電阻產生的熱量與電阻的關系C通過電流做功的多少來量度消耗電

11、能的大小D比較電流表和電壓表的異同點7在家庭電路中，導線相互連接的位置往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災這是為什么?答：導線相互連接的位置電阻較_，根據Q=_可知：通電時間、電流一定時，_與導體的_成正比，所以在家庭電路中，導線相互連接的位置往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災8一根60的電阻絲接在36V的電源上,在5min內共產生多少熱量？9.某導體的電阻是2，通過2 的電流時，1min產生多少焦耳的熱量？10.一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時的電阻是1210歐姆，它的額定功率是多大？在額定電壓下通電10分鐘產生多少熱量？11.探究焦耳定律：器材電源、導線

12、、開關、兩個裝有相同質量煤油的燒瓶、銅絲、鎳鎘合金絲、 。準備實驗裝置如圖所示，在兩個相同的燒瓶中裝相等質量的煤油，瓶中各放一根電阻絲，右瓶中電阻絲比左瓶中的大，通電后觀察電流通過電阻絲產生的熱量是沒有的溫度升高，電流產生的熱量越 ，煤油溫度上升的越 。步驟和現象如圖連接電路，閉合開關一段時間后，發(fā)現右側瓶中溫度 ，這說明燒瓶中的鎳鎘合金絲產生的熱量 ；只將右瓶中的鎳鎘合金絲接入電路，再用 改變電路中電流，使電流比剛才的電流大，通電時間跟上次實驗一樣，發(fā)現燒瓶中的煤油溫度升高的比上次 ，這說明 。 對于兩瓶通電時間越長，燒瓶中煤油溫度都升高的越 。方法本實驗用的物理學研究方法有 和 。結論電流通過導體產生的熱量多少與 、 和 有關。12、小宇同學按如圖所示的裝置，研究“電流通過導體時產