焦耳定律電流的熱效應

1、焦耳定律電流的熱效應第1頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五電流通過導體時會發(fā)熱，將電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應.電流的熱效應利用電流熱效應工作的裝置，稱為電熱器第2頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五燙手不燙手why ？合理猜測第3頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五現(xiàn)象:電爐絲和導線通過的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱？根據(jù)此現(xiàn)象，你能提出什么問題？第4頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五感受生活電流的熱效應電流流過導體時，導體就要發(fā)熱。思考？產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關呢?第5頁，共4

2、2頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五問 題電流通過電熱器所產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關？猜 測電流電阻通電時間第6頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五著火了！why ？合理猜測第7頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五燙手不燙手跟電流有關跟電阻有關跟時間有關返回合理猜測第8頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五演示實驗實驗方法 實驗目的 研究電流通過導體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關 實驗原理 當電流通過電阻絲時，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的煤油溫度升高、體積膨脹，瓶塞上面原來一樣高的液柱就會逐漸上升.電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升得

3、越高.我們可以通過管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量. 控制變量法物理學中對于多變量問題，通常使其它量相同，并改變其中一個量的大小，從而使問題得到簡化。我們稱此方法為控制變量法探究電流的熱效應跟哪些因素有關 返回制定計劃第9頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五請同學們閱讀課本48頁“演示”并看圖8.4-2，了解實驗裝置及裝置中用的器材，看一看你對該裝置有什么質(zhì)疑可以提出來。1、為什么實驗中要用煤油？用水不行嗎？用水也行，只不過加熱時間要長些才能從溫度計上讀出溫度值來。2、為什么是等量的煤油，不等量行嗎？只有用等量的煤油，才能通過比較它們的溫度來討論電流產(chǎn)生的熱量，這叫控制

4、變量法。第10頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五3、為什么要把銅絲和鎳鉻合金絲串聯(lián)，并聯(lián)不行嗎？串聯(lián)是為了使通過它們的電流相等，研究產(chǎn)生的熱量跟電阻的關系，這也是控制變量法。下面我們開始實驗，并寫出實驗報告第11頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五可以控制其他變量不變，先研究電熱器發(fā)出熱量與電阻R的關系，再研究它與電流I的關系，最后研究與通電時間t的關系。 控制變量法動動腦第12頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五演示電阻絲結(jié)論： 在電流、通電時間相同時，阻值 大 的電阻產(chǎn)生的熱量多。探究一：產(chǎn)熱多少與電阻大小的關系實驗驗證第13頁

5、，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五電流I通電時間t 熱量與電阻的關系相同R甲 R乙 R甲R乙實驗發(fā)現(xiàn)： 中的火柴棒先被點燃 。結(jié)論： 大R甲在電流、通電時間相同時，阻值 的電阻產(chǎn)生的熱量多。第14頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五演示電阻絲結(jié)論： 在電流、電阻相同時，通電時間 長 的產(chǎn)生的熱量多。探究二：產(chǎn)熱多少與通電時間的關系實驗驗證第15頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五 熱量與時間的關系電阻R電流I相同結(jié)論： 在電阻、電流相同時，通電時間 的電阻產(chǎn)生的熱量多。長第16頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五演

6、示電阻絲結(jié)論： 在通電時間、電阻相同時，電流越 大 的產(chǎn)生的熱量多。探究三：產(chǎn)熱多少與電流大小的關系返回實驗驗證第17頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五電阻R通電時間t 熱量與電流的關系相同實驗發(fā)現(xiàn)： 火柴棒在電流 的情況下的很快被點燃 。結(jié)論： 大在電阻、通電時間相同時，電流 的電阻產(chǎn)生的熱量多。大第18頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五試驗結(jié)論結(jié)論1: 在通電電流和通電時間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論2: 在電阻和通電時間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。 結(jié)論3: 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產(chǎn)

7、生的熱量越多。第19頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五1.焦耳定律 電流流過導體時產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電的時間成正比 。二.電流產(chǎn)生熱量的表達式 2.公式： 單位：Q=I2RtQ I R t焦安歐秒第20頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五根據(jù)電功公式和歐姆定律推導焦耳定律. 純電阻電路：W總=Q放=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt非純電阻電路：W總Q (W總UIt =W外Q)焦耳定律適用于任何用電器的熱量計算，對只存在電流熱效應的電路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t來計算熱量.Q = W

8、= UIt = I2Rt根據(jù)歐姆定律U = IR又W = UIt若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即Q = W注意：返回得出結(jié)論第21頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五電流產(chǎn)生熱量的其他表達式 當利用電流做功,將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的為純電阻電路。 1. Q=UIt 只適用于純電阻電路(電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)的情況2. Q= = = 只適用于純電阻電路(電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能)的情況UIt第22頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五電功與與電熱的關系（W與Q的關系） 在電熱器電路 (只有電阻的電路)中：（電能幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能） W = Q （W= UIt） =（Q=

9、I2Rt） 在其他電路中：（如電流通過電動機做功時，大部分電能轉(zhuǎn)化為機械能） W Q （W= UIt） （Q=I2Rt） 第23頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五前面兩個現(xiàn)象的解釋1第一個為什么 燈泡和導線是串聯(lián)，燈泡的電阻大比導線的電阻大第二個為什么 干線電流等于各個支路的電流值和2燙手不燙手交流討論第24頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五1、為什么在炎熱的夏天，電風扇、電視機在連續(xù)使用較長時間后要停用一會兒？為了散熱，防止用電器因溫度過高而燒壞。2、為什么在潮濕的天氣，對長期不用的用電器，隔一段時間要通電一次？潮濕會降低絕緣性能，使電路工作失常，

10、所以對長期不用的用電器，隔一段時間要通電，利用電熱來趨潮。想一想，議一議第25頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五思考：1、燈泡和電線串聯(lián)在電路中，電流相同，燈泡熱得發(fā)光，電線卻不怎么熱，這是為什么？ 2、相同的導線如果將燈泡換成大功率的電爐，電線將顯著發(fā)熱，甚至燒壞電線，這又是為什么？3、電熨斗，它通電的時間過長，會產(chǎn)生更多的熱量，一不小心，就會損壞衣料。這又是為什么？電阻不同電流不同時間不同第26頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五如：電熨斗、電烙鐵、電爐等 電熱器:主要部分發(fā)熱體工作原理：電流熱效應 用電來加熱的設備電視機加散熱窗計算機、電動機等還

11、要加風扇防止：電熱的應用第27頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五電熱的應用1.電熱器: 利用電流做功將 能轉(zhuǎn)換為 能的裝置.2.電熱器的原理: 利用電流的 制成的加熱設備。電熱器主要組成部分是 。它是由電阻率 。熔點 的合金絲制成的加熱設備。電內(nèi)熱效應發(fā)熱體大高第28頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五常見的電熱的應用電爐電熱毯熱得快電熱水壺電暖氣電熨斗第29頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五電熱器水用管狀電熱器飲水機第30頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五電烤箱各種加熱器電熨斗熱水器第31頁，共42頁，20

12、22年，5月20日，2點44分，星期五熱功率電熱器在單位時間內(nèi)消耗的電能（即產(chǎn)生的熱量）叫熱功率PPQ / tI2R注：像電動機、電風扇這樣的用電器，其消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為機械能，故電功率大于熱功率第32頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五例1：流過一根10歐姆的電阻絲的電流為 2安培，問這根電阻絲在30秒內(nèi)產(chǎn)熱多少？例題解題格式：已知：求： 解：答：電阻R=10，電流I=2A，時間t=30s電熱Q由焦耳定律： Q=I2Rt=22*10*30=1200（J）這根電阻絲共產(chǎn)熱1200J。第33頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五例題例2：一根50歐姆的電阻

13、絲工作了10秒鐘后產(chǎn)生1.8*104焦耳的熱量，問流過這根電阻絲的電流是多少？解題格式：已知：求： 解：答：電阻R=50，熱量Q=1.8*104J，時間t=10s電流I由焦耳定律： Q=I2Rt 所以：I=（Q/Rt）1/2 =（1.8*104/（50*10）1/2 =6（A） 這根電阻流過的電流為6安培。第34頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五焦耳定律是反映電流的 效應的規(guī)律，即 能轉(zhuǎn)化為 的規(guī)律。一電爐的電阻是100 ，通電時間10秒鐘產(chǎn)生的熱量為4105J,通過這個電爐的電流是 A電流通過電風扇做功時， 能轉(zhuǎn)化為 能和 能，如果電流做功3.6106J,電風扇獲得的機

14、械能一定 3.6106J 練習熱電內(nèi)20電內(nèi)機械小于第35頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五【練習4】：兩個電熱器的電阻之比為43，通過相同的電流，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為_；若兩個電熱器的電阻相同，通過的電流強度為13，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為_。4319第36頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五當0.2安的電流通過一金屬線時產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過的電流增加到0.4安時，在相同的時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的( )A、2倍 B、4倍 C、0.25倍 D、0.5倍B【練習5】：第37頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五 接入更多大功率的用電器時，電線將顯著發(fā)熱，會燒壞它的絕緣皮，甚至引起火災。這又是為什么？第38頁，共42頁，2022年，5月20日，2點44分，星期五防止電熱的圖片電腦中的CPU在工作時要產(chǎn)生熱,如果過熱就會損壞芯片,所以要在芯片上加裝散熱片和風扇.顯卡的散熱片