焦耳定律 省賽獲獎(jiǎng)

14.5焦耳定律

你知道嗎?

星期天,小東的媽媽出門前囑咐小東別看電視,得先完成作業(yè),可是小東等媽媽一走,就看起了電視,直到媽媽回來前才開始做作業(yè),媽媽問小東為何沒有做完作業(yè),小東說作業(yè)太難,可是小東媽媽只用了一招就知道小東說了謊,請問,他媽媽是怎樣做的?她摸了摸電視機(jī)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(gè)故事對你有什么啟示？生活中的物理電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能（熱能）

這些用電器工作時(shí)的共同點(diǎn)是什么?熱水器電烤箱

生活中，還有哪些用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生？請舉些例子。一、電流的熱效應(yīng)

電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。（電流通過導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會發(fā)熱）點(diǎn)亮的燈泡過一會兒會燙手，說明什么？電流還具有磁效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)思考：電爐絲和導(dǎo)線串聯(lián)接入電路，為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？提出問題:電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？電爐猜想：電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與

有關(guān)?有什么關(guān)系？【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】討論1：當(dāng)大家猜想電熱與多個(gè)因素有關(guān)，實(shí)驗(yàn)研究時(shí)應(yīng)用什么方法去研究？

控制變量法討論2：（觀察實(shí)驗(yàn)裝置）（1）用什么方法去觀察不可見的物理量（電熱）？電熱——通過空氣受熱膨脹程度，觀察產(chǎn)生熱量的多少。

像這種利用物理量產(chǎn)生的效應(yīng)來觀察不可見的物理量的方法叫轉(zhuǎn)換法。

實(shí)驗(yàn)中，通過觀察兩個(gè)U形管中染色水柱液面高度的變化來判斷產(chǎn)生熱量的多少。

實(shí)驗(yàn)裝置（2）如何比較電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的多少？電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)?演示實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)裝置[實(shí)驗(yàn)一]研究電熱與電阻的關(guān)系應(yīng)控制不變的物理量：應(yīng)變化的物理量：怎樣才能使不同的電阻有相等的電流和通電時(shí)間？將不同的電阻設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：電流和通電時(shí)間相同電阻R1=5ΩR2=10ΩA串聯(lián)[分析]與大家交流實(shí)驗(yàn)表明：

在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。[實(shí)驗(yàn)二]研究電熱與電流的關(guān)系應(yīng)控制不變的物理量：應(yīng)變化的物理量：設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)[分析]與大家交流實(shí)驗(yàn)表明：I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1

在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。電阻和通電時(shí)間相同電流怎樣才能使相同的電阻通過的電流不相等呢？在電阻和電流相同的情況下，通電時(shí)間越長，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。電熱與通電時(shí)間的關(guān)系：剛才觀察：在電阻和電流不變的情況下，通電時(shí)間加長，[分析]與大家交流U形管中液體的液面是如何變化的？你能得出什么結(jié)論？

請同學(xué)們對以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行總結(jié)：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱量多少與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。

焦耳定律（自主學(xué)習(xí)）Q=I2

Rt

熱量

電流

電阻

時(shí)間JAΩS公式：意義：單位：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(shí)間成正比。

焦耳

(1818－1889)二、焦耳定律內(nèi)容：強(qiáng)調(diào):電熱跟電流的二次方成正比。電熱與電功的關(guān)系：請比較電爐與電風(fēng)扇的的工作特點(diǎn)純電阻電路：非純電阻電路：

在消耗的電能全部用來產(chǎn)生熱量的情況下，焦耳定律的推導(dǎo):像電爐這種只把電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（熱能）的用電器。

Q=W像電風(fēng)扇（電動機(jī)）這種把電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式的能，少部分電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的用電器。

Q<W我們學(xué)習(xí)了焦耳定律，怎樣回答前面的問題？導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，通過的電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱呢？

答：電爐通過導(dǎo)線接到電路中，導(dǎo)線中的電流跟電爐絲中的電流相等，但電爐絲的電阻比連接電爐絲的導(dǎo)線電阻大得多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，電流相等時(shí)，電阻大的，相同時(shí)間里產(chǎn)生的熱量較多，所以電爐絲很熱，而導(dǎo)線卻幾乎不熱。例：一根60?的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？

解：R=60Ω

U=36Vt=5min=5×60s=300s通過電阻絲的電流為：I==36V60?=0.6A產(chǎn)生的熱量為：Q=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J答：5min內(nèi)共產(chǎn)生的熱量是6480J。UR課堂小結(jié)：1.電流通過導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象，叫做電流的熱效應(yīng)。2.焦耳定律：Q=I2Rt

1.某導(dǎo)體的電阻是2Ω，通過2А的電流時(shí)，1min產(chǎn)生多少焦耳的熱量？2.標(biāo)有“220V40W”電熱器安裝在220V的電路中，工作100s后，所消耗的電能是

J，通過電熱器的電流是