第十七章電流做功與電功率第三節(jié)焦耳定律導(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兒會燙手，說明什么?電熱毯、電水壺、電飯煲、烤箱等。用電器工作時都要消耗電能，都會發(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)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。一

、電流的熱效應(yīng)1.電流的熱效應(yīng)(1)尋找以下用電器的共同特點(diǎn)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)通電時間越長，水的溫度越高，產(chǎn)生的熱量是否與時間有關(guān)?【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】通電時電阻絲產(chǎn)生的熱量被空氣吸收，空氣的溫度就會升高。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。

電阻絲RS(a)

實(shí)驗(yàn)電路圖(b)實(shí)物圖【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)體電阻以及通電時間有關(guān)。當(dāng)電流和電阻一定時，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電阻和通電時間一定時，電流越大，產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電流和通電時間一定時，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)【設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)】(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，兩個容器里的電阻絲串聯(lián)在一起

接入電路。電熱絲—塑料盒A

B5ΩBU形管A

B10ΩS(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、通電時間的關(guān)系時，每次實(shí)驗(yàn)應(yīng)該控制兩個物理量不

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》當(dāng)電流和電阻一定時，通電時間越長，產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電阻和通電時間一定時，電

流越大，產(chǎn)生的熱量越多。當(dāng)電流和通電時間一定時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多?！緦?shí)驗(yàn)結(jié)論】3.物理學(xué)家——焦耳人物介紹詹姆斯

·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)會會員。主要成就>焦耳在研究熱的本質(zhì)時，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年的時間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。即焦耳定律。②非純電阻電路在該類電路中，電流通過用電器時，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(電動機(jī))的電阻。想一想你現(xiàn)在明白了嗎?電爐絲通電時，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，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。7.減小電熱的危

害電流的熱量有時是有害的，應(yīng)減小。(1)電熱對家用電器的影響例如我們的電腦在工作時，電路元件發(fā)熱，溫度升高，會影響到電

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)扇等方法及時散熱。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，工作時電風(fēng)扇轉(zhuǎn)動把熱量吹到機(jī)器外面，可以降低燈泡、機(jī)器內(nèi)部元件的溫度。散熱風(fēng)扇散熱窗(2)電熱對家庭電路的影響當(dāng)家中同時使用空調(diào)、電熱水器等大功率用電器時，電路中的總電流會增大，有可能超過安全值，過多的電熱會使導(dǎo)線的絕緣層損壞，引起線路故障，甚

至引發(fā)火災(zāi)。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=PRt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?對此，人們往往把輸電線路采用電阻率較低的銅線(

而

非

鐵

線

)

,①電流的熱效應(yīng)：電流通過導(dǎo)體時電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的現(xiàn)象.②電熱器：主要利用電流熱效應(yīng)工作的裝置.③影響電流產(chǎn)生熱量的因素：電流、電阻和通電時間.①內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的二次方成正比，

與導(dǎo)體的電阻成正比，與通電時間成正比.②公式：Q=PRtI為電流，單位A;R

為電阻，單位Ω;t為通電時間，單位s;

Q

為熱量，單位J.③推導(dǎo)公式：

適用于純電阻電路.④電功與電熱：純電阻電路Q=W

,

非純電阻電路Q<W.電流的

熱效應(yīng)焦耳

定律課堂總結(jié)焦耳定律作業(yè)請?zhí)釂?.電線通電后會發(fā)熱是什么原因?qū)е碌?答：因?yàn)殡娋€也有電阻，根據(jù)焦耳定律可知，電線也會發(fā)熱。2.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