焦耳定律-省賽一等獎(jiǎng)

4焦耳定律導(dǎo)入新課我們看到取暖器電阻絲逐漸發(fā)紅變亮，產(chǎn)生熱量而導(dǎo)線卻不怎么熱！為什么呢？（一）實(shí)驗(yàn)準(zhǔn)備像電暖氣等生活中很多用電器，通電以后會(huì)產(chǎn)生熱量。這是電流的那種效應(yīng)？電流通過導(dǎo)體時(shí)，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)。電流通過導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟哪些因素有關(guān)？請(qǐng)同學(xué)們作出合理猜想。電流的大小；電阻的大小；通電時(shí)間的長(zhǎng)短【實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)】：電流產(chǎn)生熱量有多有少，你能從提供的器材中，比較出熱量的多少嗎？電阻絲、密封容器（帶有小孔）、U形管（裝有顏色的液體）、橡膠管、燒瓶、煤油、溫度計(jì)1．電阻絲加熱密封容器中的空氣，推動(dòng)U形管中液體，形成液面差2．電阻絲加熱煤油，用溫度計(jì)測(cè)量煤油的溫度方案一：電阻絲加熱密封容器中的空氣，U形管中液面形成；液面差越大，產(chǎn)生的熱量越。方案二：燒瓶?jī)?nèi)裝有煤油，電阻絲產(chǎn)生熱量會(huì)使溫度升高，用測(cè)量溫度；溫度越高，產(chǎn)生熱量的越。液面差多溫度計(jì)多以上兩種方案中，加熱空氣快？還是加熱煤油速度快？方案一快（二）探究實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)一：探究產(chǎn)生熱量Q與電阻R的關(guān)系1通過我們的猜想電流產(chǎn)生的熱量可能與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)該采用什么探究方法？控制變量法的關(guān)系時(shí)，如何控制變量呢？一個(gè)10歐、兩個(gè)5歐的電阻絲，我們?cè)趺催x？應(yīng)讓電流、通電時(shí)間一樣，改變電阻的大??；選一個(gè)5歐和一個(gè)10歐的電阻3如何才能更好地讓通過兩個(gè)電阻的電流、通電時(shí)間一樣？將兩個(gè)電阻串聯(lián)【進(jìn)行實(shí)驗(yàn)】哪個(gè)電阻的液面差明顯？說明了哪個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量多？可以得到什么結(jié)論？110歐的液面差大2電阻大的產(chǎn)生熱量多3當(dāng)通過導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體的電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多?！窘Y(jié)論】實(shí)驗(yàn)二：探究產(chǎn)生熱量Q與電流I的關(guān)系的關(guān)系時(shí)，如何控制變量呢？讓電阻、通電時(shí)間一樣、改變通過電流的大小2一個(gè)10歐、兩個(gè)5歐的電阻絲，我們?cè)趺催x？選兩個(gè)5歐的電阻絲【說明】?jī)蓚€(gè)容器中密封同樣的電阻，在另一個(gè)容器的外部，將一個(gè)電阻和這個(gè)容器內(nèi)的電阻并聯(lián)，因此通過兩容器中的電阻的電流就不同?！具M(jìn)行實(shí)驗(yàn)】1左邊液面差明顯2電流大的產(chǎn)生熱量多【實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象】【結(jié)論】當(dāng)導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，通過導(dǎo)體的電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)三：探究產(chǎn)生熱量Q與通電時(shí)間t的關(guān)系哪次通電形成的液面差明顯？可見產(chǎn)生的熱量多少與通電時(shí)間有什么關(guān)系？第二次液面差大第一次通電5s，第二次通電10s結(jié)論：當(dāng)通過導(dǎo)體的電流和導(dǎo)體的電阻大小相同時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，電流越大、電阻越大、通電時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生的熱量越多?！緦?shí)驗(yàn)總結(jié)】焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國(guó)物理學(xué)家。用

近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，

研究熱和功的關(guān)系。通過大量的實(shí)

驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電

流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電

時(shí)間的關(guān)系。焦耳（三）焦耳定律1．內(nèi)容：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。2．公式：Q=I2Rt

3．單位：焦耳（J）安培（A）歐姆（Ω）秒（SQ=I2Rt=06A2×60W×300s=6480J一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量答:在5min內(nèi)共產(chǎn)生6480J熱量。解:I=

=

=

0.6AUR36V60Ω例題【反饋練習(xí)】1某導(dǎo)體的阻值為4Ω，通過05A的電流時(shí)，則1min產(chǎn)生多少熱量？解:Q=I2Rt=05A2×4W×60s=60J2．我們學(xué)習(xí)了焦耳定律，你能回答當(dāng)電爐絲A和導(dǎo)線B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？導(dǎo)線的電阻很小，而電爐絲的電阻很大，由焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流越大、熱量越多，因此電爐熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻不熱。3．你知道“直流融冰”新技術(shù)，即在輸電線路中輸入3000A左右的大電流，對(duì)冰熔化的物理原理嗎？當(dāng)電阻、通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大產(chǎn)生的熱量越多1．當(dāng)電流通過導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W，即Q=W=UIt=I2Rt如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。2．當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：W＞Q熱電能和電熱關(guān)系電能內(nèi)能+機(jī)械能思考：電視機(jī)、電動(dòng)機(jī)、電暖氣都標(biāo)有“220V，200W”，把它們并聯(lián)在220V的電壓下，則相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量Q最多是。為什么？由W=Pt可知，消耗的電能一樣多；電視機(jī)：W=Q光能電動(dòng)機(jī)：W=Q機(jī)械能電暖氣：W=Q所以，電暖氣產(chǎn)生的熱量多1．電熱的利用利用電熱孵化器孵小雞用來加熱電熱器的優(yōu)點(diǎn):清潔衛(wèi)生，沒有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。四、電熱的利用和防止很多情況下我們并不希望用電器的溫度過高。如：電視機(jī)的后蓋有很多孔，為了通風(fēng)散熱；電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱等等。2．電熱的危害【課堂小結(jié)】課堂檢測(cè)，它的電功率是W，通電1min時(shí)產(chǎn)生的熱量是_______J。1、R2串聯(lián)在電路中，R1=4，R2=6，則P1:P2=_____。Q1:Q2=______。400240002:32:3的現(xiàn)象。電熱