焦耳定律公開課

關于焦耳定律公開課復習回顧1、電流做功的過程的本質是

過程。2、說出你知道的計算電功的公式。3、對下面的用電器進行分類A：日光燈B：暖手寶C：手電筒D：洗衣機E：可充電玩具小汽車F：電扇G：電飯煲H：電視機I：取暖器J：電吹風K：飲水機第一類：第二類：第三類：電能轉化為其它形式能量的W=Pt=UIt=U2/Rt=I2RtＡＣＨＤＥＦＪ

ＢＧＩＫ第2頁,共36頁，2024年2月25日，星期天家中常用的電熱器看一看

熱得快電暖氣電熨斗電熱毯第3頁,共36頁，2024年2月25日，星期天想一想

定義：電流流過導體時，導體就要發(fā)熱，這種現象叫做電流的熱效應。電流的熱效應是電流的基本效應。1、電流流過導體時，導體產生的熱量的多少與哪些因素有關呢？第4頁,共36頁，2024年2月25日，星期天現象：電爐絲和導線通過的電流相同。為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而導線卻幾乎不發(fā)熱？根據此現象，你能做出怎樣的猜想？why？合理猜測1第5頁,共36頁，2024年2月25日，星期天著火了！why？合理猜測2根據此現象，你又能做出怎樣的猜想？第6頁,共36頁，2024年2月25日，星期天跟電流有關跟電阻有關跟時間有關返回合理猜測返回第7頁,共36頁，2024年2月25日，星期天實驗名稱：實驗方法：

實驗猜想：研究電流通過導體產生的熱量Q跟電流大小I，電阻R和通電時間t的關系。實驗設計：1、如何在實驗中展示出電流產生的熱量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骄侩娏鳟a生的熱量跟哪些因素有關？制定方案第8頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、如何控制電流相同？讓電阻串聯2、如何控制電阻大小相同？用2個相同的電阻

返回探究如何控制I、R、t

返回第9頁,共36頁，2024年2月25日，星期天電流通過導體產熱,其中所產生的熱量既看不見也摸不著，如何測量呢？產生的熱量既看不見也摸不著的科學量既液面的高度變化看得見也能測量的科學量轉化轉化（轉化法）尋找觀察電熱的方法第10頁,共36頁，2024年2月25日，星期天演示電阻絲結論：

實驗驗證1在電流、通電時間相同時，阻值大

的電阻產生的熱量多。探究一：電熱多少與電阻大小的關系第11頁,共36頁，2024年2月25日，星期天演示電阻絲結論：

實驗驗證2探究二：電熱多少與通電時間的關系在電流、電阻相同時，

通電時間長

的電阻產生的熱量多。第12頁,共36頁，2024年2月25日，星期天演示電阻絲結論：

返回實驗驗證3探究三：電熱多少與電流大小的關系在電阻、通電時間相同時，

電流大

的電阻產生的熱量多。第13頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1.內容：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，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，它產生的熱量增大到

倍9英國物理學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系，即焦耳定律.

得出結論第14頁,共36頁，2024年2月25日，星期天焦耳（JamesPrescottJoule，

1818—1889），英國物理學家。用

近40年的時間做了400多次實驗，

研究熱和功的關系。通過大量的實

驗，于1840年最先精確地確定了電

流產生的熱量與電流、電阻和通電

時間的關系。焦耳逝世后，為了紀念焦耳，人們把功和能的單位定為焦耳。焦耳第15頁,共36頁，2024年2月25日，星期天電流通過導體時產生熱的多少與什么因素有關?演示實驗實驗裝置第16頁,共36頁，2024年2月25日，星期天實驗1：研究電熱與電阻關系R1=5ΩR2=10ΩA在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產生的熱量越多。第17頁,共36頁，2024年2月25日，星期天實驗2：研究電熱與電流關系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1在電阻相同、通電時間相同的情況下，通過一個電阻的電流越大，這個電阻產生的熱量越

多。第18頁,共36頁，2024年2月25日，星期天根據電功公式和歐姆定律推導焦耳定律.

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生熱量即Q=W

注意：返回交流討論第19頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、當0.2安的電流通過一金屬線時產生的熱量為Q1，若使通過的電流增加到0.4安時，在相同的時間內產生的熱量為Q2，那么Q2是Q1的(

)A、2倍B、4倍C、0.25倍D、0.5倍B2、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，在相等的時間里產生的熱量之比為______。4︰31︰93、某電熱器電阻絲的電阻是2歐，當1安的電流通過時，1分鐘產生的熱量是多少焦？

解：Q=I2Rt=(1A)2×2Ω×60S=120J第20頁,共36頁，2024年2月25日，星期天制電熱器（要求電熱絲材料電阻率大、熔點高）制白熾燈電流熱效應的利用和預防第21頁,共36頁，2024年2月25日，星期天常見的電熱的應用電爐電熱毯熱得快電熱水壺電暖氣電熨斗第22頁,共36頁，2024年2月25日，星期天電熱的預防計算機顯示器的散熱孔計算機CPU的散熱風扇第23頁,共36頁，2024年2月25日，星期天提出問題電流通過電熱器所產生的熱量多少與哪些因素有關？科學探究的過程合理猜想實驗驗證制定方案得出結論交流討論電流通過電熱器所產生熱量的多少可能與I、R、T有關?？刂谱兞糠?、轉換法。猜想正確，Q與I、R、T有關Q=I2Rt

純電阻電路中W=Q；非純電阻電路W＞Q第24頁,共36頁，2024年2月25日，星期天123焦耳定律：電流通過導體產生的熱量跟電流的平方成正比，跟導體的電阻成正比，跟通電時間成正比.

公式：

Q=I2Rt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)電熱的好處是可以制作各種電熱器；壞處是浪費不必要的電能甚至可能引發(fā)火災。第25頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1、利用如圖所示的裝置探究“導體產生的熱量與電阻大小的關系”．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）根據控制變量法的研究思想，應該使這兩個燒瓶中煤油的質量

．（2）實驗中，發(fā)現燒瓶B中溫度計的示數升高的快．這表明：在

和通電時間相同的情況下，導體的電阻越

，電流產生的熱量越

。BA相等電流大多鞏固與提高焦耳定律第26頁,共36頁，2024年2月25日，星期天RR2、研究電熱與電流的關系，那么就要控制和通電時間不變。所以就設計以上的電路，用了相同的電熱絲來保證電阻相同。那么怎樣使并聯的兩個電阻電流不同呢？。最后發(fā)現：電流大的那個支路，煤油的示數上升的快。所以表明在電阻和通電時間相同的情況下，導體的電流越

，電流產生的熱量越

。RR電阻移動滑動變阻器的滑片大多第27頁,共36頁，2024年2月25日，星期天1）為什么選用煤油，而沒有用水？（）3、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．因為煤油是絕緣體、可以增強實驗的安全性D．因為煤油有比較小的比熱容C、D第28頁,共36頁，2024年2月25日，星期天4.電熱器:利用電流做功將

能轉換為

能的裝置.5.電熱器的原理:

利用電流的

制成的加熱設備。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備。電內熱效應發(fā)熱體大高鞏固與提高焦耳定律第29頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【練習6】：下面各種用電器的額定功率均為100W，當它們都正常工作時，單位時間內電流產生熱量和做的電功說法正確的是（）

1、電扇2、燈泡、3、電飯煲4、電腦Ａ：因為功率相同，所以產生熱量和所做的電功都相等。Ｂ：電飯煲產生的熱量最多，做的電功都相等。Ｃ：電飯煲產生的熱量最多，做的電功也最多。Ｄ：電飯煲和燈泡產生的熱量和所做電功一樣多。B鞏固與提高焦耳定律第30頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【練習7】：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內產生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?解：因為是純電阻電路，所以Q=W=I2Rt=U2/R×t即：R=U2/Q×t=(220V)2

/(6×104J)×10

×60S

=484Ω鞏固與提高焦耳定律第31頁,共36頁，2024年2月25日，星期天【練習8】：某小電動機正常工作時的電壓為12V，正常工作時的電流為2A，經檢測，該電動機的繞線電阻為2Ω。求（1）該電動機正常工作5S產生的熱量Q（2）該電動機的效率。解（1）Q=I2Rt=（2A）2×2Ω×5S=40J

（2）電動機5S內做的電功

W=UIt=12V×2A×5S=120J其中機械功：

W機=W-Q=120J-40J=80J