1、18.4 焦耳定律,引入：聰明的爸爸,小明趁爸爸不在家的時候，偷偷的打開電腦玩游戲，想著只要爸爸回來的時候趕緊關(guān)了就可以了。小明確實(shí)是這么做的，但是爸爸咋就這么聰明呢？一回家就知道了！ 爸爸是怎么發(fā)現(xiàn)的？,生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。請舉例說明。,一、電流的熱效應(yīng)：,電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能。,電爐絲和導(dǎo)線通過電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱? 電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?,想想議議,猜想與假設(shè),二、探究：電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān),1、可能與電阻有關(guān),2、可能與電流有關(guān),3、可能與通電時間有關(guān),電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)?,演

2、示實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置,設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn),討論1、當(dāng)一個物理量被猜測與多個因素有關(guān)，應(yīng)用 什么 方法去研究？,控制變量法,討論2、通過觀察什么現(xiàn)象反映電阻通電后產(chǎn)生的熱量的多少？,U形管中液面高度的變化,轉(zhuǎn)換法,實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系,在電流相同、通電時間相同的情況下，電阻越大，這個電阻產(chǎn)生的熱量越多。,實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系,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(chǎn)生的熱量越多。,焦耳（James Prescott Joule，18181889），英國物理學(xué)家。用近 40 年的時間做了 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

3、電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時間的關(guān)系。,焦 耳,焦耳定律,Q = I R t,熱量,J,公式：,物理量：,單位：,電流,電阻,時間,A,S,焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，與導(dǎo)體電阻成正比，與通電時間成正比。,某導(dǎo)體的電阻是2，通過2A的電流時，10s產(chǎn)生多少熱量？,考考你：,某導(dǎo)體的電阻是2，通過2A的電流時，10s產(chǎn)生多少熱量？,解：,電流產(chǎn)生的熱量為：,Q=I2Rt,已知：,答：電流產(chǎn)生的熱量為80J 。,考考你：,求：,=80J,I=2A R= 2 t=10s,Q,=(2A)2 2 10s,1當(dāng)電流通過導(dǎo)體時，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒有同時轉(zhuǎn)化成其他形式

4、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 =Pt= UIt =U2t/R =I2Rt 如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。,2當(dāng)電扇工作時，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：,WQ熱,三、電能和電熱關(guān)系,2、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：,通過電阻絲的電流為：,=0.6A,電流產(chǎn)生的熱量為：,Q=I2Rt,=6480J,=(0.6)260560J,額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟桑娮柙酱?，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事?,想想議議,答：前者說電阻越小，正常工作時單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說，電阻越大，單位時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們在應(yīng)用公式時應(yīng)該特別注意條件。,為什么電爐絲熱的發(fā)紅，而與電爐連接的導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？,分析：電爐與導(dǎo)線連接在電路里，電爐工作時，電爐絲與導(dǎo)線的和一樣，但導(dǎo)線的遠(yuǎn)小于電爐絲，由可知，電流通過電爐產(chǎn)生的熱量要多得多。因此電爐絲熱的發(fā)紅而 導(dǎo)線幾乎不發(fā)熱。,串聯(lián),電流,通電時間,電阻,焦耳定律QI2Rt,加油站,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。