1、第四節(jié) 焦耳定律,飲水機(jī),電暖氣,電熱油汀,電爐,電熱毯,電烙鐵,感受生活,電流的熱效應(yīng) 電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)，將電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。,通電后有什么現(xiàn)象,電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)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? 說(shuō)明電流產(chǎn)生的熱量和電阻大小有關(guān),想想議議,why ？,電流產(chǎn)生的熱量和電流大小有關(guān),跟電流有關(guān),跟電阻有關(guān),跟時(shí)間有關(guān),電阻絲,探究一：產(chǎn)生的熱量多少與電阻大小的關(guān)系,通過(guò)導(dǎo)體電流和通電時(shí)間相同時(shí)，導(dǎo)體電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。,思考題2：為何用煤油而不用水？,思考題3：為何讓甲、乙串聯(lián)？你將觀察到什么現(xiàn)象？說(shuō)明什么問(wèn)題？,思考題1：觀看實(shí)驗(yàn)器材，找出

2、該實(shí)驗(yàn)中甲瓶和乙瓶的哪些量是相同的？,電阻絲,探究二：產(chǎn)生的熱量多少與電流大小的關(guān)系,導(dǎo)體電阻和通電時(shí)間相同時(shí)，通過(guò)導(dǎo)體的電流越大，電流產(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(shí)間相同的情況下，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。,本實(shí)驗(yàn)中是如何控制電阻一定的？怎樣改變電流的大小的？你還有什么不同的方法？,通過(guò)導(dǎo)體電流和導(dǎo)體電阻相同時(shí)，通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。,以上兩個(gè)實(shí)驗(yàn)中電流通過(guò)電阻絲是產(chǎn)生熱量的多少是怎樣體現(xiàn)出來(lái)的？應(yīng)用了哪些研究方法？,溫度計(jì)示數(shù)的變化,轉(zhuǎn)化法 控制變量法,英國(guó)物理學(xué)家焦耳通 過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，于1840 年精確地確定了電流產(chǎn) 生

3、的熱量跟電流、電阻 和通電時(shí)間的關(guān)系，即 焦耳定律,焦耳 (18181889),1.內(nèi)容：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比.,2.公式： Q = I2Rt,3.單位：I-A，R-，t-S ，Q-J.,英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn)，于1840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，即焦耳定律.,焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算,(普遍適用),例1：流過(guò)一根10歐姆的電阻絲的電流為2安培，問(wèn)這根電阻絲在30秒內(nèi)產(chǎn)生熱量多少？,解：Q=I2Rt,=(2A)21030s =1200J,導(dǎo)線和電爐絲串聯(lián)，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻

4、幾乎不發(fā)熱呢？ 答：電爐通過(guò)導(dǎo)線接到電路中，導(dǎo)線中的電流跟電爐絲中的電流相等，但電爐絲的電阻比連接電爐絲的導(dǎo)線電阻大得多，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt知，電流相等時(shí)，電阻大的，相同時(shí)間里放出的熱較多，所以電爐絲很熱，而導(dǎo)線卻不熱。,想想議議,若消耗的電能全部用來(lái)產(chǎn)生熱量,即Q = W,注意：對(duì)于電風(fēng)扇和電動(dòng)機(jī)來(lái)說(shuō)以上三個(gè)公式都不能用，只能用Q = I2Rt來(lái)計(jì)算它產(chǎn)生的熱量,純電阻電路： Q=W=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt,非純電阻電路：Q W總 (W總UIt =W外Q),注意：,2.某電熱器電阻絲的電阻為55歐,接入220V的電路中,在20分鐘內(nèi)產(chǎn)生多少熱量?,純電阻電路,3.下列用電

5、器正常工作時(shí)，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生熱量最多的是（ ） A“220v，60w”的電風(fēng)扇 B“220v，60w” 日光燈 C“220v，60w”的電熱器 D一樣多,C,哪個(gè)用電器消耗的電能多？,4.一電爐的電阻是100 ，通電時(shí)間10秒鐘產(chǎn)生的熱量為4105J,通過(guò)這個(gè)電爐的電流是 A,5.電流通過(guò)電風(fēng)扇做功時(shí)， 能轉(zhuǎn)化為 _能和 能，如果電流做功3.6106J,電風(fēng)扇獲得的機(jī)械能一定 _3.6106J,20,電,內(nèi),機(jī)械,小于,純電阻電路,非純電阻電路,額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛

6、盾，這是怎么回事?,想想議議,答：前者說(shuō)電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說(shuō)，電阻越大，單位時(shí)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?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。,方法點(diǎn)撥 電熱與電阻成反比與成正比都是有可能的，關(guān)鍵看是電壓、時(shí)間一定，還是電流、時(shí)間一定。,5在電源電壓保持不變時(shí)，為了使電熱器在單位時(shí)間里產(chǎn)生的熱量多一些，下列措施中可行的是（ ） A增大電熱絲的電阻 B減小電熱絲的電阻 C在電熱絲上串聯(lián)電阻 D以上措施都可以 6、電爐絲壞了，去掉四分之一后接在原來(lái)的電源上使用時(shí)，在相等的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量與原來(lái)產(chǎn)生的熱量之比為（ ）

7、A3：4 B4：3 C4：1 D1：4 7A、B兩個(gè)電阻串聯(lián)，在相等的時(shí)間內(nèi)A產(chǎn)生的熱量比B多，由此得出下列判斷中正確的是（ ） A通過(guò)A的電量比B多 B通過(guò)A的電流比B大 CA兩端的電壓比B高 DA的額定功率比B大,6.如圖a、b兩相同容器中分別裝有相等質(zhì)量的煤油，煤油中的電阻絲阻值分別為R1和R2，且R1R2，則閉合開(kāi)關(guān)S后，a、b容器中煤油溫上升較快的是（ ） A.a容器中的煤油 B.b容器中的煤油 C.a、b容器中的煤油溫上升快慢一樣 D.無(wú)法判斷,A,7.如圖所示，電源電壓220伏，R是電烙鐵，標(biāo)有“220V，40W”字樣；L是電燈泡，標(biāo)有“PZ22040”字樣.當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí)，電烙

8、鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是_焦，當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí)，電烙鐵的實(shí)際功率是_瓦；開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后，整個(gè)電路工作_小時(shí)消耗1千瓦電能.,2400,10,50,8.一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380伏，線圈的電阻為2歐,線圈中的電流為10安,若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1秒鐘，求： (1)消耗的電能W。 (2) 產(chǎn)生的熱量Q。 (3)如沒(méi)有其他能量的損失，則得到多少的機(jī)械能？,非純電阻電路,解：1 ）WUIt380V10A1S3800J,已知：電動(dòng)機(jī) U=380V I=10A R=2 t=1s 求： （ 1）W （2）Q (3)W機(jī),2 ） QI2Rt(10A)221S200J,3 ） W機(jī)W-Q 3800J-20

9、0J3600J,9.某電器廠欲設(shè)計(jì)一種高、中、低溫三檔的家用電飯鍋，其發(fā)熱體電阻絲如圖所示，A、B、C為三個(gè)接線柱，B是電阻絲的中點(diǎn)（電源電壓保持不變）. 說(shuō)明各檔位的連接方式 分別計(jì)算出中、低兩檔的發(fā)熱功率.,11、下表為一臺(tái)電烤箱的銘牌，其內(nèi)部簡(jiǎn)化電路如圖所示，R1和R2均為電熱絲求 （1）電烤箱在高溫?fù)跽９ぷ?0min所消耗的電能； （2）電路中R1的阻值； （3）電烤箱在低溫檔正常工作時(shí)，電路中的電流和R1的功率,12.CFXB型“220V 1100W”電飯煲的原理圖如圖所示，它有高溫?zé)蠛蜖F飯、保溫兩擋，通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié)，R0為電熱絲當(dāng)開(kāi)關(guān)S接高溫?zé)髶鯐r(shí)，電路的功率為1

10、100W，當(dāng)開(kāi)關(guān)S接燜飯、保溫?fù)鯐r(shí)，電路的總功率為22W （1）電飯煲在高溫?zé)髶鯐r(shí)，開(kāi)關(guān)S應(yīng)與哪個(gè)觸點(diǎn)連接？（2）電熱絲R0的阻值多大？ （3）當(dāng)電飯煲在正常燜飯、保溫時(shí)電路中的電流多大？燜飯、保溫10min，電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為多少？,13.圖是一個(gè)電熱毯的簡(jiǎn)化電路圖，電源電壓為220V，R1是發(fā)熱電阻，R2是阻值為616的分壓電阻，S是控制電熱毯工作狀態(tài)的開(kāi)關(guān)。S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)1為斷開(kāi)狀態(tài)；S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2為低溫狀態(tài)；S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3為高溫狀態(tài)，此時(shí)功率為100W。求： （l）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí)。電熱毯的發(fā)熱電阻R1是多少？ （2）當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí)，通過(guò)電路的電流是多少安？發(fā)熱電阻R1消耗的功

11、率是多少瓦特？,14、小紅和小明分別用圖所示的裝置，探究電流一定時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系。他們分別將兩段阻值不同的電阻絲(R1R2)密封在完全相同的燒瓶中，并通過(guò)短玻璃管與氣球相連(設(shè)他們所用的各種同類器材性能相同)。問(wèn)： 小紅的方案小明的方案 (1)在這個(gè)實(shí)驗(yàn)中電流產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)_體現(xiàn)出來(lái)的。 (2)他們同時(shí)開(kāi)始進(jìn)行實(shí)驗(yàn)，在a、b、c、d四個(gè)氣球中，鼓起來(lái)最快的是_。 (3)小紅和小明的實(shí)驗(yàn)方案中有一個(gè)是錯(cuò)誤的，請(qǐng)針對(duì)錯(cuò)誤的實(shí)驗(yàn)方案進(jìn)行簡(jiǎn)要評(píng)估。(說(shuō)明誰(shuí)的方案是錯(cuò)誤的，以及錯(cuò)誤的原因。),小氣球的膨脹程度,C,小明的，沒(méi)有控制電流一定！,三、電熱的利用和防止,1、電熱的利用：電熱水器、電飯鍋、電熨斗、電孵化器等等。,電熱器的主要組成部分是發(fā)熱體。,電熱器就是利用電流的熱效應(yīng)工作的,發(fā)熱體是