探究焦耳定律滬粵

探究焦耳定律滬粵第1頁/共31頁誰知道他爸是根據(jù)什么道理判斷的嗎？

上周六，我們班劉揚同學(xué)的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來時看到他在認真寫作業(yè)，電視機也沒打開，很高興?？墒牵职钟檬忠幻娨暀C后蓋后就發(fā)現(xiàn)，劉揚剛看過電視。生活中的物理第2頁/共31頁真相只有一個，讓我來告訴你吧！

因為電視機還在發(fā)熱！

生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。第3頁/共31頁電熱器電熱油汀電爐電暖器電水壺電熨斗電飯鍋熱得快電流的熱效應(yīng)：思考：產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)呢?第4頁/共31頁1、提出問題：電流通過電熱器產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？猜想依據(jù)

2、猜想與假設(shè)：活動：探究通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)一、通電導(dǎo)體放出的熱量跟哪些因素有關(guān)

電流的熱效應(yīng)：導(dǎo)體中有電流通過的時候，導(dǎo)體要發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。第5頁/共31頁燙手不燙手小燈泡燈絲和導(dǎo)線通過的電流相同。為什么燈絲熱的發(fā)光，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？第6頁/共31頁著火了！多用插座為什么不允許大功率用電器同時使用？第7頁/共31頁燙手不燙手跟電流有關(guān)跟電阻有關(guān)跟時間有關(guān)第8頁/共31頁在某一段時間內(nèi)，通過觀察溫度計示數(shù)的高低，來反映電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量（轉(zhuǎn)換法）。（4）要比較Q與R的關(guān)系，兩個導(dǎo)體的電阻是不能一樣的；

（5）測出末溫后，即可比較兩個電阻在通電時間相同時所放出的熱量了。1.如何知道產(chǎn)生熱量的多少：2.運用好控制變量的思想:

(1)選兩個相同的容器;

(2)裝等質(zhì)量的初溫相同的煤油;

(3)通電時間要相同；制定計劃與設(shè)計實驗：第9頁/共31頁3.實驗方法：（1）要研究電阻對電流產(chǎn)生的熱量的影響，應(yīng)該控制

和

不變，則可以讓兩個阻值不同的電阻

（串聯(lián)／并聯(lián)）后接入電路。電流通電時間串聯(lián)

（2）要研究電流大小對電流產(chǎn)生的熱量的影響,應(yīng)控制

和

不變，改變。電阻通電時間電流的大?。?）要研究通電時間對電流產(chǎn)生的熱量的影響,應(yīng)控制

和

不變,改變。電流電阻通電時間第10頁/共31頁實驗1：探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系A(chǔ)R1R2進行實驗與收集證據(jù)：第11頁/共31頁實驗3：探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟通電時間的關(guān)系實驗2：探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系第12頁/共31頁

（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.

（3）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.

（2）在通電電流和電阻相同的條件下，通電時間越長，電流產(chǎn)生的熱量越多.分析論證：

進一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比.第13頁/共31頁

1.內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量，跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電的時間成正比.

2.公式：

Q=I2Rt

3.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，其它條件相同時，它產(chǎn)生的熱量增大到倍。9二、焦耳定律：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流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時間的關(guān)系，即焦耳定律.第14頁/共31頁

焦耳在1818年12月24日生于英國曼徹斯特。

父親是一個釀酒廠主.焦耳自幼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)形線圈放在裝水的試管內(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.后人為了紀念焦耳，把功和能的單位定為焦耳.焦耳

(1818－1889）第15頁/共31頁Q=I2Rt與W=IUt的區(qū)別：①在純電阻電路中，這兩個公式是通用的。只把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)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轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那部分能量。即：W>Q第16頁/共31頁純電阻電路：W=Q=Pt=UIt=U2/Rt=I2Rt非純電阻電路：W＞Q

(W＝UIt=W其他＋Q)∴Q=W=UIt=I2Rt又∵W=UIt

若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，則Q=W

注意：

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=U2/Rt來計算熱量.根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律.第17頁/共31頁解：Q=I2Rt=(1A)2×2Ω×60S=120J例1：某電熱器電阻絲的電阻是2歐，當1安的電流通過時，1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？第18頁/共31頁例2：（08安徽）如圖所示的電動機是一種使用廣泛的動力機械，從能量轉(zhuǎn)化的角度看．它主要是把電能轉(zhuǎn)化為機械能，還有一部分能量在線圈中以熱量的形式散失掉?，F(xiàn)有一臺電動機，當電動機兩端加220V電壓時，通過電動機線圈的電流為50A。問：（1）每分鐘該電動機消耗的電能是多少，（2）已知電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量Q=I2Rt（其中I、R和t分別表示通過導(dǎo)體的電流、導(dǎo)體的電阻和通電時間），若該電動機線圈的電阻是0.4Ω，則線圈每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少?（3）這臺電動機每分鐘所做的機械功是多少?第19頁/共31頁

例3：一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所消耗的電能為多少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×××Q=Pt×

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】第20頁/共31頁電流熱效應(yīng)的應(yīng)用很廣泛1、電流熱效應(yīng)的應(yīng)用三、電流熱效應(yīng)的應(yīng)用與控制第21頁/共31頁

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、熔點高的金屬絲繞在絕緣材料上做成的。3、電熱器的優(yōu)點：清潔、無污染、熱效率高，且便于控制和調(diào)節(jié)。第22頁/共31頁

上面這些東西里都裝有散熱裝置，你知道它們是怎樣散熱的嗎？你還知道哪些電器采取了散熱措施？安裝了什么樣的散熱裝置？2、電流熱效應(yīng)的控制（防護）散熱片散熱窗散熱小風扇第23頁/共31頁

1、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?

2、標有“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?課堂練習：第24頁/共31頁2023/4/103、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︰9第25頁/共31頁2023/4/10

4、如圖所示，電源電壓220伏，R是電烙鐵，標有“220V，40W”字樣；L是電燈泡，標有“PZ220—40”字樣.當開關(guān)S閉合時，電烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是______焦，當開關(guān)S斷開時，電烙鐵的實際功率是__瓦；開關(guān)S斷開后，整個電路工作__小時消耗1千瓦時電能.第26頁/共31頁5、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是阻值為616Ω的分壓電阻，S是控制電熱毯工作狀態(tài)的開關(guān)。S轉(zhuǎn)到觸點1為斷開狀態(tài)；S轉(zhuǎn)到觸點2為低溫狀態(tài)；S轉(zhuǎn)到觸點3為高溫狀態(tài)，此時功率為100W。求：（l）當開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點3時。電熱毯的發(fā)熱電阻R1是多少Ω？（2）當開關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點2時，通過電路的電流是多少安？發(fā)熱電阻R1消耗的功率是多少瓦特？第27頁/共31頁

6、CFXB型“220V1100W”電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫燒煮和燜飯、保溫兩擋，通過單刀雙擲開關(guān)S進行調(diào)節(jié)，R0為電熱絲．當開關(guān)S接高溫燒煮擋時，電路的功率為1100W，當開關(guān)S接燜飯、保溫擋時，電路的總功率為22W．（1）電飯煲在高溫燒煮擋時，開關(guān)S應(yīng)與哪個觸點連接？（2）電熱絲R0的阻值多大？（3）當電飯煲在正常燜飯、保溫時電路中的電流多大？燜飯、保溫10min，電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為多少？第28頁/共31頁（1）分析飲水機何時處在加熱狀態(tài)和何時處在保溫狀態(tài)。（2）如果飲水機在加熱狀態(tài)時加熱板的電功率是400W，在保溫狀態(tài)時加熱板的功率是加熱功率的1/9倍，求電阻R1

和R2的阻值。

7、飲水機是一種常用的家用電器，主要是利