焦耳定律教科版動畫通用課件

2/6/20236.3焦耳定律你知道嗎?

星期天,小明的媽媽出門前囑咐小明別看電視,得先完成作業(yè),可是小明等媽媽一走,就看起了電視,直到媽媽回來前才開始做作業(yè),媽媽問小明為何沒有做完作業(yè),小明說作業(yè)太難,可是小明媽媽只用了一招就知道小明說了謊,請問,他媽媽是怎樣做的?她摸了摸電視機的的散熱窗，發(fā)現(xiàn)那兒還熱著呢你有類似的經(jīng)歷嗎，這個故事對你有什么啟示？2/6/20232/6/2023

2/6/20232/6/2023感受生活……電流的熱效應(yīng)電流流過導(dǎo)體時，導(dǎo)體就要發(fā)熱，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)?，F(xiàn)象：電爐絲和導(dǎo)線通過的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？根據(jù)此現(xiàn)象，你能提出什么問題？why？ 產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)呢?2/6/2023提出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(guān)？科學(xué)探究的過程合理猜測實驗驗證制定計劃得出結(jié)論交流討論2/6/2023燙手不燙手why？合理猜測2/6/2023著火了！why？合理猜測2/6/2023燙手不燙手跟電流有關(guān)跟電阻有關(guān)跟時間有關(guān)合理猜測2/6/2023探究實驗：實驗方法：

實驗?zāi)康模貉芯侩娏魍ㄟ^導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q跟電流大小I，電阻R和通電時間t的關(guān)系。設(shè)計實驗：1、如何在實驗中展示出電流產(chǎn)生的熱量Q的多少？2、如何控制電流大小I相同？3、如何控制電阻R的大小不變？4、通電時間t比較好控制?？刂谱兞糠ㄌ骄侩娏鞯臒嵝?yīng)跟哪些因素有關(guān)

？制定計劃2/6/2023電流通過導(dǎo)體產(chǎn)熱,其中所產(chǎn)生的熱量既看不見也摸不著，如何測量呢？既看不見也摸不著的科學(xué)量既看得見也能測量的科學(xué)量轉(zhuǎn)化轉(zhuǎn)化讓電流產(chǎn)生的熱量被氣體吸收，通過觀察氣體的熱膨脹（觀察玻璃管內(nèi)的水柱升降或者溫度計示數(shù)大小）來測量。觀察電熱的方法：（轉(zhuǎn)化法）2/6/2023觀察電熱的方法：方法二電熱絲發(fā)熱，點燃火柴方法三電熱絲發(fā)熱使煤油升溫而膨脹（轉(zhuǎn)化法）2/6/2023控制I、R、t1、如何控制電流I相同？讓電阻串聯(lián)2、如何控制電阻R大小相同？用2個相同的電阻3、如何控制時間t相同？2/6/2023電阻絲結(jié)論：

在電流、通電時間相同時，阻值

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(guān)系實驗驗證越大2/6/2023電阻絲結(jié)論：

在電流、電阻相同時，通電時間

的產(chǎn)生的熱量多。探究二：電熱多少與通電時間的關(guān)系實驗驗證越長R1=R22/6/2023電阻絲結(jié)論：

在通電時間、電阻相同時，電流

的產(chǎn)生的熱量多。探究三：產(chǎn)熱多少與電流大小的關(guān)系實驗驗證越大R1=R22/6/2023在通電電流和通電時間相同時，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.

在電阻和通電時間相同時，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多.

進一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比.在通電電流和電阻相同時，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.123實驗分析焦耳定律電流通過導(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。RItQ2/6/20231.內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，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：I-安，R-歐，t-秒，Q-焦.注意：熱量跟電流的平方成正比，若通過一個用電器的電流增加到3倍時，它產(chǎn)生的熱量增大到

倍9英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實驗，于1840年最先精確地確定電熱跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系，即焦耳定律.

得出結(jié)論2/6/2023根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律.

純電阻電路：W=Q=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt非純電阻電路：W＞Q(W＝UIt=W其他＋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(yīng)的電路也可用Q=W=UIt=Pt=U2t/R

來計算熱量.∴Q=W=UIt=I2Rt又∵W=UIt

若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量即Q=W

注意：得出結(jié)論Q=I2Rt

國際制單位J（焦耳）電流通過導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比，與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時間成正比例1、有一電爐正常工作時電壓為220V，其電阻為48.4Ω，求它正常工作一小時，發(fā)熱多少焦？焦耳定律2/6/2023

焦耳在1818年12月24日生于英國曼徹斯特，他的父親是一個釀酒廠主.焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動，沒有受過正規(guī)的教育。青年時期，在別人的介紹下，焦耳認(rèn)識了著名的化學(xué)家道爾頓.道爾頓給予了焦耳熱情的教導(dǎo).焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、哲學(xué)和化學(xué)，這些知識為焦耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ).1840年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測量不同電流強度和電阻時的水溫.通過這一實驗，他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流強度的平方之積成正比.四年之后，俄國物理學(xué)家楞次公布了他的大量實驗結(jié)果，從而進一步驗證了焦耳關(guān)于電流熱效應(yīng)之結(jié)論的正確性.因此，該定律稱為焦耳—楞次定律.焦耳活到了七十一歲.1889年10月11日，焦耳在索福特逝世.后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳.back焦耳：2/6/2023前面兩個現(xiàn)象的解釋1第一個為什么燈泡和導(dǎo)線是串聯(lián)，燈泡的電阻大比導(dǎo)線的電阻大第二個為什么干路的電流等于各個支路的電流之和2燙手不燙手交流討論2/6/2023電熱的應(yīng)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(shè)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(shè)備。電內(nèi)熱效應(yīng)發(fā)熱體大高2/6/2023常見的電熱的應(yīng)用電爐電熱毯熱得快電熱水壺電暖氣電熨斗2/6/2023電流熱效應(yīng)的利用制電熱器（要求電熱絲材料電阻率大、熔點高）制白熾燈制保險絲（要求保險絲材料電阻率大、熔點低）2/6/2023電熱的預(yù)防計算機顯示器的散熱孔計算機CPU的散熱風(fēng)扇2/6/2023電熱的預(yù)防無用的電流熱效應(yīng)應(yīng)盡量減少導(dǎo)線上的熱損耗應(yīng)盡量減少。家用導(dǎo)線一般用電阻率很小的銅或者鋁導(dǎo)線電路板中，用銅箔或者銀箔做導(dǎo)線，減小電阻。高壓導(dǎo)線又都是采用升高電壓減少電流的方法來減少熱損耗。有些電器加裝風(fēng)扇或者散熱片、散熱孔。2003年2月3日凌晨5時許，蘭州城關(guān)區(qū)魚池口拱星墩后街144號發(fā)生一起火災(zāi)，78歲的王玉花老人用劣質(zhì)電熱毯取暖時，因溫度過高引燃被褥，當(dāng)場被燒死，經(jīng)濟損失2000多元，著起的大火在當(dāng)天上午9時許才被撲滅；2003月15日上午9時許，蘭州市農(nóng)民巷老四川菜館因房頂內(nèi)電線短路引發(fā)大火，整個菜館毀于一旦。隨著家用電器的增多，家庭火災(zāi)發(fā)生率也急劇攀升。2004全國城市居民家庭火災(zāi)發(fā)生2．2萬起，死亡673人，傷945人。（南陵日報）

五、電熱的危害和防止2/6/2023使用常識：防火災(zāi)----勿將空調(diào)靠近窗簾

2/6/2023【練習(xí)1】：某電熱器電阻絲的電阻是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=(1A)2×2Ω×60S=120J2/6/2023利用如圖所示的裝置探究“導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系”．兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲，燒瓶A中的金屬絲電阻比較小，燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲，電阻比較大．兩瓶煤油中溫度計可以顯示煤油的溫度．（1）根據(jù)控制變量法的研究思想，應(yīng)該使這兩個燒瓶中煤油的質(zhì)量

．（2）實驗中，發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計的示數(shù)升高的快．這表明：在

和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電阻越

，電流產(chǎn)生的熱量越

。BA電熱的影響因素相等電流大多2/6/2023RR研究電熱與I的關(guān)系，那么就要控制和通電時間不變。所以就設(shè)計以上的電路，用了相同的電熱絲來保證電阻相同。那么怎樣使并聯(lián)的兩個電阻電流不同呢？。最后發(fā)現(xiàn)：電流大的那個支路，煤油的示數(shù)上升的快。所以表明在電阻和通電時間相同的情況下，導(dǎo)體的電流越

，電流產(chǎn)生的熱量越

。RR電阻移動滑動變阻器的滑片大多2/6/20231、為什么選用煤油，而沒有用水？（）實驗中，幾個重要的問題，你能回答出來嗎？3、通過什么樣的連接方式可以使阻值不同的電阻絲保持相同的電流？2、本實驗電流產(chǎn)生熱量的多少是通過什么方式來表明的？A．因為煤油有顏色便于觀察B．因為煤油有比較大的熱值C．因為煤油有比較小的密度D．因為煤油有比較小的比熱容D2/6/2023

【練習(xí)2】：為了研究溫度對種子發(fā)芽的影響,課外活動小組要做一只電烘箱,要求在10min內(nèi)產(chǎn)生6×104J的熱量,接用的是家庭電路,請計算一下這只電烘箱電熱絲的電阻是多少?

【練習(xí)3】：標(biāo)有“220V100W”的白熾燈正常工作時,在1min內(nèi)將產(chǎn)生多少熱量?將消耗多少電能?若接在55V的電路中呢?2/6/2023【練習(xí)4】：

兩個電熱器的電阻之比為4︰3，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1︰3，在相等的時間里產(chǎn)生的熱量之比為______。4︰31︰92/6/20232/6/20236、一電動機線圈的電阻為1Ω，線圈兩端所加電壓為2V時，電流為1A，電動機正常工作。（1）電動機正常工作時的能量轉(zhuǎn)化？（2）電動機正常工作1min所產(chǎn)生的電能為多少J？（3）電動機正常工作1min所產(chǎn)生的電熱為多少J？（4）電動機正常工作1min所提供的機械能為多少？（5）如果想讓電動機的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，可以怎樣實施？Q=UIt【定義式】導(dǎo)出式：歐姆定律代換法U2RtW=對于非純電阻電路：計算電熱只有一個公式：Q=I2Rt

計算電能只有一個公式：W=UIt

計算機械能只有一個公式：W機械=W—Q×非純電阻電路的電熱（Q）計算：Q<W【電能少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能】××Q=Pt×2/6/20238、如圖是一個電熱毯的簡化電路圖，電源電壓為220V，R1是發(fā)熱電阻，R2