第三節(jié)焦耳定律第十七章電流做功與電功率導(dǎo)入新課想一想（1）導(dǎo)線和電熨斗是串聯(lián)的，為什么電熨斗很熱而導(dǎo)線幾乎不熱？（2）點(diǎn)亮的白熾燈泡過一會(huì)兒會(huì)燙手，說明什么？一、電流的熱效應(yīng)（1）尋找以下用電器的共同特點(diǎn)電熱毯、電水壺、電飯煲、烤箱等。用電器工作時(shí)都要消耗電能，都會(huì)發(fā)熱，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。（2）電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。1.電流的熱效應(yīng)2.電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)【提出問題】電流通過電熱器產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？【進(jìn)行猜想】（1）電熱器只有通電才會(huì)發(fā)熱，它們產(chǎn)生的熱量是否與電流有關(guān)?（2）電爐絲和導(dǎo)線電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?它們產(chǎn)生的熱量是否與電阻有關(guān)？（3）通電時(shí)間越長，水的溫度越高，產(chǎn)生的熱量是否與時(shí)間有關(guān)？【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】通電時(shí)電阻絲產(chǎn)生的熱量被空氣吸收，空氣的溫度就會(huì)升高。轉(zhuǎn)換法：可以通過溫度計(jì)示數(shù)來比較電阻絲產(chǎn)生熱量的多少。視頻演示——《探究影響導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的因素》【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】從實(shí)驗(yàn)可以發(fā)現(xiàn)，電流產(chǎn)生的熱量跟電流大小、導(dǎo)體電阻以及通電時(shí)間有關(guān)。當(dāng)電流和電阻一定時(shí)，通電時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。3.探究電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)

（第2套經(jīng)典方案）（1）實(shí)驗(yàn)裝置介紹（焦耳定律演示器）透明的塑料容器內(nèi)部密閉著等量的空氣；容器內(nèi)部的空氣與U形管一端相連通。容器中各有一段電阻絲，兩個(gè)容器里的電阻絲串聯(lián)在一起接入電路。

【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】（3）研究方法①控制變量法在探究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生熱的多少跟電流、電阻、通電時(shí)間的關(guān)系時(shí)，每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)該控制兩個(gè)物理量不變。

②轉(zhuǎn)換法實(shí)驗(yàn)中通過觀察U形管液面的高度差來比較電流產(chǎn)生熱量的多少，這種研究方法叫轉(zhuǎn)換法。U形管液面的高度差越大，電流產(chǎn)生熱量越多。1.視頻演示——《電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電阻的關(guān)系》2.視頻演示——《電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系》【實(shí)驗(yàn)結(jié)論】當(dāng)電流和電阻一定時(shí)，通電時(shí)間越長，產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電阻和通電時(shí)間一定時(shí)，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電流和通電時(shí)間一定時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多。二、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

公式中各物理量及其單位：I表示電流，單位是安培（A）R表示電阻，單位是歐姆（Ω）t表示時(shí)間，單位是秒（s）Q表示熱量，單位是焦耳（J）英國物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，他于1841年發(fā)現(xiàn)了該定律。焦耳在研究熱的本質(zhì)時(shí)，發(fā)現(xiàn)了熱和功之間的轉(zhuǎn)換關(guān)系，最終發(fā)展出熱力學(xué)第一定律。他用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。即焦耳定律。詹姆斯·普雷斯科特·焦耳（1818年12月24日—1889年10月11日），出生于曼徹斯特近郊的沙弗特，英國物理學(xué)家，英國皇家學(xué)會(huì)會(huì)員。人物介紹主要成就3.物理學(xué)家——焦耳4.推導(dǎo)焦耳定律

若電流做的功全部用來產(chǎn)生熱量，

即

Q=W

因?yàn)殡姽?/p>

W=UIt

根據(jù)歐姆定律

U=IR

所以

Q=W=UIt=I2Rt

可見，在消耗的電能全部用來產(chǎn)生熱量時(shí)，根據(jù)電功公式和歐姆定律推導(dǎo)出的結(jié)論與焦耳定律一致。5.電功與電熱（1）電功與電熱的區(qū)別電功是指電流通過一段電路所做的功，它的大小表示電路消耗電能的多少，也表示有多少電能轉(zhuǎn)化為其他形式的能。電熱是指電流通過一段電路做功時(shí)，電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的那一部分。兩者表示的意義不同，是兩個(gè)不同的概念。（2）電功與電熱的聯(lián)系

①純電阻電路該類電路中，電流通過用電器時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，電流產(chǎn)生的熱量就等于消耗的電能，即電熱等于電功

Q熱量=W

。例如，電取暖器、電飯煲、熱水器等這些用電器工作時(shí)電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，產(chǎn)生的熱量均可用下列公式計(jì)算：Q放=W總=Pt=UIt=U2t/R=I2Rt②非純電阻電路在該類電路中，電流通過用電器時(shí)，電能主要轉(zhuǎn)化為其它形式的能量，只有一部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，即電熱小于電功

Q熱量＜W。例如，電風(fēng)扇、洗衣機(jī)等。這種情況下，計(jì)算電流產(chǎn)生熱量的公式為：

Q=I2RtI表示電流，R

表示用電器（電動(dòng)機(jī)）的電阻。想一想你現(xiàn)在明白了嗎？電爐絲通電時(shí)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱？①因?yàn)殡姞t絲與導(dǎo)線串聯(lián)，電流與通電時(shí)間相等，②但是電爐絲的電阻遠(yuǎn)大于電線的電阻，③根據(jù)焦耳定律

Q=I2Rt可知，④在相同時(shí)間內(nèi)，電爐絲產(chǎn)生的熱量遠(yuǎn)大于導(dǎo)線產(chǎn)生的熱量，所以電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱。6.電熱的利用

電流通過導(dǎo)體時(shí)，使導(dǎo)體只發(fā)熱的用電器是利用了電流的熱效應(yīng)，這類用電器稱為電熱器，而電熱器的主要部分是發(fā)熱體，都由電阻較大的電阻絲制成，工作時(shí)消耗的電能幾乎全部用來產(chǎn)生熱量，有較高的效能。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。電流的熱量有時(shí)是有害的，應(yīng)減小。（1）電熱對(duì)家用電器的影響例如我們的電腦在工作時(shí)，電路元件發(fā)熱，溫度升高，會(huì)影響到電腦的穩(wěn)定性，甚至燒壞電腦CPU。人們常常采用安裝散熱窗、使用微型風(fēng)扇等方法及時(shí)散熱。7.減小電熱的危害散熱窗微型風(fēng)扇電視機(jī)后蓋電視機(jī)散熱方法：在后蓋開有很多孔，為了通風(fēng)散熱。投影儀的散熱方法：除在側(cè)壁開孔外，內(nèi)部還裝有電風(fēng)扇，工作時(shí)電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動(dòng)把熱量吹到機(jī)器外面，可以降低燈泡、機(jī)器內(nèi)部元件的溫度。散熱窗散熱風(fēng)扇（2）電熱對(duì)家庭電路的影響當(dāng)家中同時(shí)使用空調(diào)、電熱水器等大功率用電器時(shí)，電路中的總電流會(huì)增大，有可能超過安全值，過多的電熱會(huì)使導(dǎo)線的絕緣層損壞，引起線路故障，甚至引發(fā)火災(zāi)。對(duì)此，人們往往把輸電線路采用電阻率較低的銅線（而非鐵線），并且增加了橫截面積，從而減小了導(dǎo)線的電阻，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，也就減小了電流在導(dǎo)線上產(chǎn)生的熱量。你還能列舉生產(chǎn)生活中利用電熱或減小電熱危害的實(shí)例嗎?課堂總結(jié)

電流的熱效應(yīng)焦耳定律

1.電線通電后會(huì)發(fā)熱是什么原因?qū)е碌模?.給電飯煲通電后，電飯煲里的發(fā)熱盤非常熱，但是連接電飯煲的導(dǎo)線