焦耳定理教學(xué)

焦耳定理教學(xué)課件第一頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日新課引入

燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺(jué)？用手觸摸電線卻感覺(jué)不到熱，這是為什么？

第二頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日提出問(wèn)題：電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)呢？猜想：通電時(shí)間電流的大小導(dǎo)體電阻的大小第三頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)?zāi)康?

研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)

實(shí)驗(yàn)原理:

當(dāng)電流通過(guò)電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹，導(dǎo)管里面原來(lái)一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升.電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會(huì)上升得越高.我們可以通過(guò)管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量.實(shí)驗(yàn)探究控制變量法第四頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日實(shí)驗(yàn)探究現(xiàn)象：電阻較大的這邊的空氣柱上升較高．說(shuō)明：電流相同，通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流所產(chǎn)生的熱量越多．第五頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日現(xiàn)象：電流較大的這邊的空氣柱上升較高。說(shuō)明：電阻相同，時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流所產(chǎn)生的熱量越多。第六頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日

電流通過(guò)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(shí)間成正比。第七頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日焦耳定律1、內(nèi)容：電流通過(guò)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(shí)間成正比。2、公式：Q＝I2Rt注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量針對(duì)的是同一段導(dǎo)體而言的；2、Q是I的二次方成正比；3、計(jì)算時(shí)各物理量的單位：I——安，R——?dú)W，t——秒，Q——焦。第八頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日

3、焦耳定律理論推導(dǎo)：因?yàn)閃=Q且W=UItU=IR所以Q=W=UIt=(IR)It=IRt4、焦耳定律公式擴(kuò)展：Q=W=Pt=UIt

=

(只適用于純電阻電路)2U2R

t第九頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日5、Q=I2Rt與W=IUt的區(qū)別①在純電阻電路中，這兩個(gè)公式是通用的。把電能只轉(zhuǎn)化為熱能②在非純電阻電路中，W=IUt公式求得的是總消耗的電能；Q=I2Rt公式求得的是在總電能中部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能的能量即：W>Q第十頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日焦耳在1818年12月24日生于英國(guó)曼徹斯特，他的父親是一個(gè)釀酒廠主.焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動(dòng)，沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的教育。青年時(shí)期，在別人的介紹下，焦耳認(rèn)識(shí)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(shí)為焦耳后來(lái)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(cè)量不同電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫.通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比.四年之后，俄國(guó)物理學(xué)家楞次公布了他的大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而進(jìn)一步驗(yàn)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(chēng)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.第十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日典型例題解析【例1】用電爐燒水時(shí)，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著銅導(dǎo)線卻不怎么熱，這是為什么?電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的，所以通過(guò)的電流是相同的，時(shí)間也是相同的，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)兩導(dǎo)體中電流和通電時(shí)間均相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比.由于電爐的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線的電阻大得多，所以電爐絲產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多.

【例2】一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380V，線圈的電阻為2Ω，通過(guò)線圈的電流為10A.這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，一秒鐘消耗的電能為_(kāi)___J，產(chǎn)生的熱量為_(kāi)__J.3800200第十二頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日例題3一根60Ω的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？分析：先利用歐姆定律計(jì)算出通過(guò)電阻絲的電流，再用焦?fàn)柖晒接?jì)算電流產(chǎn)生的熱量。UR＝解：I＝36V60Ω＝0.6AQ=I2Rt=(0.6)2×60×300J=6480JUR解：I＝36V60Ω＝0.6AUR解：I＝36V60Ω＝0.6A＝解：I＝36V60Ω＝0.6A第十三頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日典型例題解析【例4】在如圖9-3-1所示的電路的方框內(nèi)有一種發(fā)熱裝置，它是由三段阻值相同的電熱絲組成，這個(gè)發(fā)熱裝置的電路與方框外的電路相連接.當(dāng)開(kāi)關(guān)S擲到A點(diǎn)時(shí)為高溫，擲到B點(diǎn)時(shí)為低溫(電源電壓不變)，且在相同時(shí)間內(nèi)，高溫時(shí)產(chǎn)生的熱量是低溫時(shí)產(chǎn)生的熱量的2倍，試在方框內(nèi)畫(huà)出它的電路圖.圖9-3-1答案第十四頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日典型例題解析第十五頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日1.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟__________成正比，跟導(dǎo)體的____成正比，跟__________成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，數(shù)字表達(dá)式是_______.2.電熱器是利用電流的__效應(yīng)制成的，它的主要部件是______.電流流過(guò)電熱器所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生____.3.有兩根金屬電阻絲，電阻分別為5Ω和15Ω，將它們串聯(lián)后接在一個(gè)電源兩端，它們的電壓之比為_(kāi)____，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)_____；如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間，通過(guò)它們的電流之比為_(kāi)___，在相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)___.電流的平方電阻通電的時(shí)間Q=I2Rt熱發(fā)熱體熱量1∶31∶33∶13∶1當(dāng)堂檢測(cè)第十六頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日4.在兩根橫截面積相同、長(zhǎng)度不同的鎳鉻合金線兩端分別加上相同的電壓，那么下列說(shuō)法中正確的是()A.長(zhǎng)的鎳鉻合金線電阻較大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多B.短的鎳鉻合金線電阻較大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多C.長(zhǎng)的鎳鉻合金線電阻較大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少D.短的鎳鉻合金線電阻較小，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少5.一根電阻絲接在電壓U=5V的電源上，在1s內(nèi)產(chǎn)生的熱量是2J，要讓該電阻(其電阻大小恒定不變)產(chǎn)生8J的熱量，可采用的辦法是()A.使電源電壓變?yōu)?0V，通電時(shí)間仍為1SB.使電源電壓仍為5V，通電時(shí)間變?yōu)?SC.使電源電壓變?yōu)?0V，通電時(shí)間變?yōu)镾D.使電源電壓變?yōu)?0V，通電時(shí)間變?yōu)?SCA第十七頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日課時(shí)訓(xùn)練6.研究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖9-3-4所示，在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿(mǎn)煤油，瓶中各放一根電阻絲，甲瓶中電阻絲的阻值比乙瓶中的電阻大.實(shí)驗(yàn)分三步進(jìn)行，其中第一步為：接通電路一段時(shí)間，比較甲、乙兩瓶中的煤油哪個(gè)上升得高，這一步是在什么情況下研究熱量跟哪個(gè)物理量的關(guān)系?()A.是在通電時(shí)間相同的情況下，研究熱量跟電流的關(guān)系B.是在電流相同的情況下，研究熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系C.是在電流相同但電阻不同的情況下，研究熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系D.是在電流和通電時(shí)間相同的情況下，研究熱量跟電阻的關(guān)系D圖9-3-4第十八頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日課時(shí)訓(xùn)練圖9-3-4第十九頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日課時(shí)訓(xùn)練7.如圖9-3-5所示，a、b相同容器中分別裝有相同質(zhì)量的水，水中的電阻絲的阻值分別為R1和R2，且R1＜R2，則閉分開(kāi)關(guān)S后，a、b容器中水溫上升較快的是()A.a容器中的水B.b容器中的水C.a、b容器中的水溫上升的快慢一樣D.無(wú)法判斷B圖9-3-5第二十頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日8、有一個(gè)電阻值可任意選取電源，有若干根電阻相同的電阻絲，現(xiàn)將1根電阻絲接在電壓為U的電源上，1min內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q現(xiàn)想要使電阻絲產(chǎn)生的熱量為3Q，可采取什么方法？（至少寫(xiě)出二種）9、把兩個(gè)阻值為R1＝6Ω，R2＝9Ω的電阻串聯(lián)在電路中，通電相同時(shí)間時(shí)，R1，R2上產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2＝

，若并聯(lián)在電路中，通電相同時(shí)間，R1，R2上產(chǎn)生的熱量之比Q1∶Q2＝

，提示：①?gòu)臅r(shí)間上考慮；②從電阻上考慮；③從電壓上考慮。2:33:2第二十一頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日電熱器：利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備1、電熱器的主要組成部分：發(fā)熱體2、發(fā)熱體一般由電阻率大、熔點(diǎn)高的金屬絲繞在絕緣材料上做成的。3、電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔、無(wú)污染、熱效率高且便于控制和調(diào)節(jié)。第二十二頁(yè)，共二十四頁(yè)，2022年，8月28日課后作業(yè)1.某同學(xué)自制了一個(gè)“電熱驅(qū)蚊器”，它的發(fā)熱元件是一個(gè)阻值為1.0×104Ω的電阻.將這個(gè)電熱驅(qū)蚊器接在電源的兩端，當(dāng)電源兩端電壓為220V時(shí)，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量的______J.2.一個(gè)標(biāo)有“220V，500W”字樣的電加熱器(俗稱(chēng)“熱得快”)，正常工作20分鐘產(chǎn)生的熱量為_(kāi)_____