1、 焦耳定律焦耳定律用手摸一下電視機(jī)后蓋用手摸一下電視機(jī)后蓋 上周六，小剛同學(xué)的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看上周六，小剛同學(xué)的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。當(dāng)爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒(méi)打開(kāi)，電視。當(dāng)爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒(méi)打開(kāi)，很高興。很高興。 可是可是 ，后來(lái)發(fā)現(xiàn)小剛說(shuō)了謊。，后來(lái)發(fā)現(xiàn)小剛說(shuō)了謊。生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。生活中，許多用電器接通電源后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。你有類似的經(jīng)歷嗎，這個(gè)故事對(duì)你有什么啟示？你有類似的經(jīng)歷嗎，這個(gè)故事對(duì)你有什么啟示？電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)： 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)電流通過(guò)

2、導(dǎo)體時(shí)，導(dǎo)體會(huì)發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn) 生熱的多少跟什么生熱的多少跟什么因素有關(guān)？因素有關(guān)？點(diǎn)亮的燈泡過(guò)一會(huì)兒會(huì)燙手，說(shuō)明什么？導(dǎo)線和電熨斗串聯(lián)，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線并不很熱？說(shuō)明什么？燙燙手手不燙不燙手手家庭電路中使家庭電路中使用功率過(guò)大的用功率過(guò)大的用電器可能引用電器可能引起火災(zāi)。起火災(zāi)。燈泡接入電路中時(shí)，燈泡接入電路中時(shí)，燈泡和電線中流過(guò)相燈泡和電線中流過(guò)相同的電流，燈泡和電同的電流，燈泡和電線都要發(fā)熱，可是實(shí)線都要發(fā)熱，可是實(shí)際上燈泡熱得發(fā)光，際上燈泡熱得發(fā)光，電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不電線的發(fā)熱卻覺(jué)察不出來(lái)

3、。出來(lái)。要解釋上述兩個(gè)現(xiàn)象，我們必須研究要解釋上述兩個(gè)現(xiàn)象，我們必須研究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān). 猜想與假設(shè)猜想與假設(shè) 1.可能與可能與電阻電阻有關(guān)。有關(guān)。電阻越大，電流熱效應(yīng)越大電阻越大，電流熱效應(yīng)越大電流的熱效應(yīng)與那些因素有關(guān)？電流的熱效應(yīng)與那些因素有關(guān)？2.可能與可能與電流電流有關(guān)。有關(guān)。電流越大，電流熱效應(yīng)越大電流越大，電流熱效應(yīng)越大3.可能與可能與通通電時(shí)間電時(shí)間有關(guān)。有關(guān)。通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流熱通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流熱效應(yīng)越大效應(yīng)越大 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 討論討論1.當(dāng)一個(gè)物理量被猜測(cè)與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)用當(dāng)一個(gè)物理量被猜測(cè)與多個(gè)因素有關(guān)，應(yīng)用 什么什么 方

4、法去研究？方法去研究？ 答答:控制變量法控制變量法討論討論2.用什么方法和器材去觀察那些不可見(jiàn)的物理用什么方法和器材去觀察那些不可見(jiàn)的物理量？量？答：轉(zhuǎn)換法答：轉(zhuǎn)換法電熱電熱氣體（或液體）受熱膨脹，觀察產(chǎn)生熱氣體（或液體）受熱膨脹，觀察產(chǎn)生熱量的多少量的多少實(shí)驗(yàn)中，通過(guò)觀察U形管中液面高度的變化來(lái)判斷產(chǎn)生熱量的多少， 實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：實(shí)驗(yàn)過(guò)程與實(shí)驗(yàn)現(xiàn)象：（1 1）在電流和時(shí)間相同的情況下，）在電流和時(shí)間相同的情況下， 研究熱量和電阻的關(guān)系；研究熱量和電阻的關(guān)系；（2 2）在電阻和時(shí)間相同的情況下，）在電阻和時(shí)間相同的情況下，研究熱量和電流的關(guān)系；研究熱量和電流的關(guān)系；（3 3）在電流和電阻

5、相同的情況下，）在電流和電阻相同的情況下，研究熱量和時(shí)間的關(guān)系；研究熱量和時(shí)間的關(guān)系；演示實(shí)驗(yàn)演示實(shí)驗(yàn)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與什么因素電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少與什么因素有關(guān)有關(guān)? ?實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)裝置實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系：研究電熱與電阻關(guān)系R1 = 5 R2 = 10 A在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻在電流相同、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。越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系：研究電熱與電流關(guān)系I = 2I1IAR = 5 R = 5 R = 5 I1在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下

6、，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。多。在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，在通電電流和通電時(shí)間相同的條件下，電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多電流產(chǎn)生的熱量越多. . 在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流在電阻和通電時(shí)間相同的條件下，電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多產(chǎn)生的熱量越多. . 進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比. 在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，在通電電流和電阻相同的條件下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多電流產(chǎn)生的熱量越多. . 123實(shí)驗(yàn)分析實(shí)驗(yàn)分析1.1.內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次

7、方成正內(nèi)容：電流通過(guò)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)間成正比比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比. . 2.2.公式：公式： Q = I2Rt3.3.單位：?jiǎn)挝唬篒-I-安，安，R-R-歐，歐，t-t-秒，秒，Q-Q-焦焦. .注意注意：熱量跟電流的二次方成正比，若通過(guò)一個(gè)用電熱量跟電流的二次方成正比，若通過(guò)一個(gè)用電器的電流增加到器的電流增加到3 3倍時(shí)，它產(chǎn)生的熱量增大到倍時(shí)，它產(chǎn)生的熱量增大到 倍倍9英國(guó)物理學(xué)家英國(guó)物理學(xué)家焦耳焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于做了大量的實(shí)驗(yàn)，于18401840年最先精確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(shí)間的關(guān)系，地

8、確定電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即即 根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)焦耳定律. . 焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算，對(duì)只存在電流熱，對(duì)只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用效應(yīng)的電路也可用Q =W = UIt = Pt = U2/R t來(lái)計(jì)算熱量來(lái)計(jì)算熱量. .Q = W = UIt = I2Rt根據(jù)歐姆定律根據(jù)歐姆定律U = IR又又W = UIt 若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量即若電流做的功全部用來(lái)產(chǎn)生熱量即Q = WQ = W 注意： 例例1 1：一根：一根6060 的電阻絲接在的電阻絲接在36v36v的電源上，在的

9、電源上，在5 5分鐘內(nèi)分鐘內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？共產(chǎn)生多少熱量？分析：先利用歐姆定律計(jì)算出通過(guò)電阻絲的電流，再利用焦分析：先利用歐姆定律計(jì)算出通過(guò)電阻絲的電流，再利用焦耳定律公式計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量。耳定律公式計(jì)算電流產(chǎn)生的熱量。解：解：A6 . 060V36RUI6480J300606 . 022RtIQ例題例題例例2 2：某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有：某電動(dòng)機(jī)上標(biāo)有“220V,2A”220V,2A”它的線圈電阻為它的線圈電阻為5 5 ，當(dāng)，當(dāng)它正常工作一分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱它正常工作一分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒(méi)有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？量為多少？如沒(méi)

10、有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？解：消耗的電能為解：消耗的電能為:W:W總總=UIt=UIt=220V=220V2A2A60S=26400J60S=26400J線圈中產(chǎn)生的熱量為：線圈中產(chǎn)生的熱量為：Q=IQ=I2 2Rt=(2A)Rt=(2A)2 25 5 60S=120J 60S=120J 得到的機(jī)械能為：得到的機(jī)械能為：W W機(jī)機(jī)=W=W總總Q=26400JQ=26400J120J=25200J120J=25200J例題例題焦耳定律是反映電流的焦耳定律是反映電流的 效應(yīng)的規(guī)律，效應(yīng)的規(guī)律，即即 能轉(zhuǎn)化為能轉(zhuǎn)化為 的規(guī)律。的規(guī)律。一電爐的電阻是一電爐的電阻是100 100 ，通電時(shí)間

11、，通電時(shí)間1010秒鐘產(chǎn)生的熱量為秒鐘產(chǎn)生的熱量為4 410105 5J,J,通過(guò)這個(gè)電爐的電流是通過(guò)這個(gè)電爐的電流是 A A電流通過(guò)電風(fēng)扇做功時(shí)，電流通過(guò)電風(fēng)扇做功時(shí)， 能轉(zhuǎn)化能轉(zhuǎn)化 為能為能和和 能，如果電流做功能，如果電流做功3.63.610106 6J,J,電風(fēng)扇獲得的電風(fēng)扇獲得的機(jī)械能一定機(jī)械能一定 3.63.610106 6J J 練習(xí)練習(xí)如圖所示，電源電壓為如圖所示，電源電壓為220V,且保持不變，且保持不變，R為為“220V,25W”的電烙鐵，的電烙鐵，L為為“220V,40W”的燈泡，求的燈泡，求（1）當(dāng)）當(dāng)S閉合時(shí)，電烙鐵在閉合時(shí)，電烙鐵在1min 內(nèi)產(chǎn)生內(nèi)產(chǎn)生的熱量；（的熱量；（2）當(dāng)）當(dāng)S斷開(kāi)時(shí)，電烙鐵在斷開(kāi)時(shí)，電烙鐵在1min 內(nèi)產(chǎn)生的熱量。內(nèi)產(chǎn)生的熱量