1、中物理,第六章第3節(jié),焦耳定律,1,課堂導(dǎo)入,電流通過(guò)燈絲時(shí)，燈絲變得灼熱而發(fā)光,電流通過(guò)燈泡的燈絲時(shí)，燈絲變得灼熱而發(fā)光，這種電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。,換用不同材質(zhì)、不同粗細(xì)、不同長(zhǎng)度的金屬絲，接通電源，當(dāng)電流通過(guò)時(shí)，金屬絲迅速發(fā)熱并變紅，觀察現(xiàn)象。,動(dòng)手做自制燈泡,如圖所示，將釘子垂直穿過(guò)橡皮塞瓶蓋，選一條金屬絲，兩端分別繞在釘子的尖端，細(xì)金屬絲就如同電燈泡的燈絲。,為什么不同的金屬絲，發(fā)光的亮度不一樣呢？,2,課堂活動(dòng),一、電流的熱效應(yīng)與什么因素有關(guān),我發(fā)現(xiàn)亮度不同的燈泡，燈絲的粗細(xì)不同。,長(zhǎng)度相同、粗細(xì)不同的燈絲，電阻不同。,看來(lái)燈泡的熱效應(yīng)跟燈絲的電阻有關(guān)。,100W燈

2、泡：燈絲粗,25W燈泡：燈絲細(xì),電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量跟什么因素有關(guān)?,可能與電阻、電流、通電時(shí)間有關(guān),（1）實(shí)驗(yàn)方法,一個(gè)物理量可能與多個(gè)因素有關(guān)時(shí)，采用控制變量法。,對(duì)不易測(cè)量或觀察的物理量，采用轉(zhuǎn)化法。,電熱的多少轉(zhuǎn)化為氣體（或液體）受熱膨脹的程度。,自制3個(gè)如圖所示的“燈泡”，其金屬絲分別選用電阻值相同的鎳鉻合金絲2條和電阻值不同的鎳鉻合金絲1條。根據(jù)細(xì)玻璃紅色液柱上升的高度來(lái)判斷電流通過(guò)電阻絲時(shí)產(chǎn)生電熱的多少.,鎳鉻合金絲3條、電池3節(jié)、開(kāi)關(guān)一個(gè)、導(dǎo)線若干,實(shí)驗(yàn)1：探究產(chǎn)生熱量Q與電阻R的關(guān)系,如圖所示，R3R1，控制通過(guò)導(dǎo)體的電流和通電時(shí)間不變，比較瓶?jī)?nèi)紅色液柱的高度。,現(xiàn)象：電阻

3、R3所在瓶?jī)?nèi)細(xì)管的紅色液柱升的高,結(jié)論：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。,實(shí)驗(yàn)2：探究產(chǎn)生熱量Q與電流I的關(guān)系,如圖所示，R1=R1，分別用1節(jié)和2節(jié)電池做電源，控制通導(dǎo)體的電阻和通電時(shí)間相同，通過(guò)的電流不同，比較瓶?jī)?nèi)紅色液柱的高度。,現(xiàn)象：電阻R2所在瓶?jī)?nèi)細(xì)管的紅色液柱升的高,結(jié)論：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。,實(shí)驗(yàn)3：探究產(chǎn)生熱量Q與通電時(shí)間的關(guān)系,給同一個(gè)電阻通電的時(shí)間越長(zhǎng)，液柱上升越高。,結(jié)論：在電流、電阻相同的情況下，通電的時(shí)間越長(zhǎng)，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。,焦耳（JamesPrescottJoule，18181889）

4、，英國(guó)物理學(xué)家。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。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。,焦耳,二、焦耳定律,1.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。,2.公式：Q=IRt,3.單位：I安，R歐，t秒，Q焦.,焦耳定律是焦耳在大量實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上得來(lái)的基本規(guī)律，適用于一切電路（用電器）產(chǎn)生電熱的計(jì)算。,電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，那么，電流產(chǎn)生的熱量Q就等于消耗的電能W。,Q=W,又W=UIt,Q=W=UIt=I2Rt,根據(jù)歐姆定律U=IR,5.理性探究:,在如

5、圖所示的電路中，兩個(gè)電阻串聯(lián)，電流相等，R3R1，相等時(shí)間內(nèi)：,Q3Q1,理論推導(dǎo)和實(shí)驗(yàn)探究的結(jié)論是一致的。,6.電功與電熱:,（1）電流流過(guò)純電阻用電器（如白熾燈、電爐、電烙鐵、電熨斗等）時(shí)，電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，則：,（2）電流流過(guò)純電阻用電器（如電風(fēng)扇、電動(dòng)自行車空調(diào)等，消耗的電能一部分轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，所以WQ。消耗的電能：W=Pt=UIt，產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt。,純電阻,非純電阻,三、電流熱效應(yīng)的利用與危害,（1）電熱器:把電能轉(zhuǎn)換為內(nèi)能的裝置。,（2）電熱器的原理:利用電流的熱效應(yīng),家里的電熱水汽、電飯鍋、電熨斗等,電熱孵化器,1電熱的利用,(1)電熱的危害:輕則用電器燒壞；重則引發(fā)火

6、災(zāi)。,2.電熱的危害與防止,(2)防止措施有：,設(shè)法減少產(chǎn)生的熱量（減小電阻)。,a.在各種電器的線路板中，用銅箔或銀箔做導(dǎo)線，可減小導(dǎo)線電阻，避免電器溫度過(guò)高。,b.輸電導(dǎo)線常采用鋁線或銅線作為芯線，是為了減小電熱造成能量損耗。,可以設(shè)法散熱。,投影儀的散熱窗,電腦CPU的散熱片和風(fēng)扇.,主板上的散熱片,1.電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟成正比，跟成正比，跟成正比。,2.通過(guò)110的電阻的電流是3A，產(chǎn)生的熱量是4400J要多少時(shí)間？,電流的平方,導(dǎo)體的電阻,通電時(shí)間,解：根據(jù)Q=IRt通電時(shí)間為：,3.將10的電阻接在3V的電源上，在5min產(chǎn)生的熱量是多少？,產(chǎn)生的熱量：Q=I2Rt=(0.3

7、A)210300s=270J,解：根據(jù)歐姆定律，通過(guò)得電流：,4.一只燈泡燈絲斷了，把斷了的燈絲搭在一起，燈泡會(huì)更亮。試解釋這種現(xiàn)象。,解：燈泡的燈絲斷了，把斷了的燈絲搭在一起，燈絲變短了，則燈絲的電阻變小了，由于燈泡兩端電壓不變，根據(jù)P=U2/R,燈泡的實(shí)際功率將增大，故燈泡會(huì)更亮。,3,課堂小結(jié),本堂難點(diǎn)：焦耳定律的實(shí)驗(yàn)探究過(guò)程。,本堂重點(diǎn)：焦耳定律的理解及應(yīng)用。,典例分析,4,典例分析,4,考點(diǎn)一：電流的熱效應(yīng),【典型例題1】,（2019深圳市）下列說(shuō)法正確的是（）A.電荷的移動(dòng)形成電流B.電路中有電壓就一定有電流C.把一根銅絲均勻拉長(zhǎng)后電阻變小D.長(zhǎng)時(shí)間使用的手機(jī)發(fā)燙，是因?yàn)殡娏鞯臒嵝?yīng),D,【遷移訓(xùn)練1】,（2019山東菏澤市）下列電器中，利用電流熱效應(yīng)工作的是（）,A電風(fēng)扇B電暖氣C電視機(jī)D電磁繼電器,B,考點(diǎn)二：焦耳定律的應(yīng)用,【典型例題2】,(2019廣西貴港市)家用電吹風(fēng)的簡(jiǎn)化電路如圖5所示，主要技術(shù)參數(shù)如下表。則該電吹風(fēng)正常工作吹熱風(fēng)時(shí)，電熱絲的阻值是_，正常工作吹熱風(fēng)5min電熱絲產(chǎn)