1、焦耳定律,書(shū)院學(xué)校九年級(jí) 20151201,生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。,電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，電能轉(zhuǎn)化成 ，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。,一、電流的熱效應(yīng),小知識(shí)：電流除了熱效應(yīng)外，還有 效應(yīng)、 效應(yīng)。,內(nèi)能,磁,化學(xué),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? 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?,想想議議,電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)呢？,猜想：,通電時(shí)間 t,電流的大小 I,導(dǎo)體電阻的大小 R,提出問(wèn)題：,（控制變量法 轉(zhuǎn)換法）,條件：,現(xiàn)象：,結(jié)論：,等量煤油，電流相同,時(shí)間相同。,B瓶中溫度上升的多。,電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，產(chǎn)生的熱

2、量越多。,與電阻的關(guān)系,演示實(shí)驗(yàn)：舊方案,演示實(shí)驗(yàn)：新方案,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)?,演示實(shí)驗(yàn),實(shí)驗(yàn)裝置,實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系,在 、 相同的情況下， 越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。,電流,通電時(shí)間,電阻,實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系,在 、 相同的情況下，通過(guò)電阻 的 越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。,通電時(shí)間,電阻,電流,觀察實(shí)驗(yàn),焦耳（James Prescott Joule，18181889），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

3、耳,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 = I2Rt 3單位：焦耳（J）,二、焦耳定律,1當(dāng)電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而沒(méi)有同時(shí)轉(zhuǎn)化成其他形式的能量，那么電流產(chǎn)生的熱量Q 就等于消耗的電能W，即 Q = W = UIt = I2Rt 如：電暖器，電飯鍋，電爐子等。,2當(dāng)電扇工作時(shí)，消耗的電能主要轉(zhuǎn)化為電機(jī)的機(jī)械能：,WQ熱,三、電能和電熱關(guān)系,Q = I2Rt =(0.6 A)260 W300 s = 6 480 J,1、一根 60 的電阻絲接在 36 V的電源兩端，在 5 min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?,解:,例題講

4、解,2、白熾燈燈絲中，最細(xì)處容易熔斷，為什么?,因?yàn)樽罴?xì)處電阻R最大，根據(jù) Q = I2Rt ，當(dāng) I、t 相同時(shí)，電阻R越大，產(chǎn)生的熱量越多，因此容易熔斷。,3、“ 220V 60W ”的電風(fēng)扇、“ 220V 60W ” 的白熾燈、“ 220V 60W ”的電烙鐵 （1）正常工作相同時(shí)間，哪件電器消耗的電能最多？,例題講解,（2）正常工作相同時(shí)間，哪件電器產(chǎn)生的熱量最多？,因?yàn)橄牡碾娔?W = Pt ，P、t 均相同，所以三件電器消耗的電能相同。,電風(fēng)扇約5%的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，白熾燈85%的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，而電烙鐵100%的電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能。因此電功率相同的三件電器，在相同時(shí)間內(nèi)，電烙鐵產(chǎn)生

5、的電熱最多。,例題講解,4、有一臺(tái)“220 V100 W”的洗衣機(jī)，由于使用不當(dāng)，造成電動(dòng)機(jī)卡死，電動(dòng)機(jī)的溫度升高而被燒壞。從出產(chǎn)廠家得知，這種電動(dòng)機(jī)內(nèi)的線圈的阻值為2 。 （1）這臺(tái)洗衣機(jī)正常工作時(shí)，1 min耗電多少焦？ （2）電動(dòng)機(jī)被卡死時(shí)，1 min產(chǎn)生多少熱量？,解：(1) WPt100 W60 s6000 J,Q = I2Rt = (110 A)22W60 s = 1.452106J,分析：1、正常工作，電動(dòng)機(jī)達(dá)到額定功率，耗電量即為額定功率與時(shí)間的乘積；2、電動(dòng)機(jī)卡死，電動(dòng)機(jī)不能把電能轉(zhuǎn)化為機(jī)械能，幾乎全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，使電動(dòng)機(jī)的溫度急劇升高而被燒壞，應(yīng)該用焦耳定律來(lái)求解。,(2)

6、,例題講解,5、如圖為某型“220V1100W ”的電飯煲原理電路圖。該電飯煲有高溫、保溫兩檔，高溫時(shí)電功率1100W，保溫時(shí)電功率22W，由開(kāi)關(guān)S控制， R0為電熱絲。 （1）當(dāng)S接 時(shí)，為高溫檔。 （2）求電熱絲R0的阻值。 （3）保溫時(shí)電路電流是多大？ （4）保溫10min，R0產(chǎn)生的熱量是多少焦？,(4) Q = I保2R0t = (0.1A)244W1060 s = 264J,B,例題講解,6、如圖為某玩具電動(dòng)機(jī)工作電路圖。電源電壓3V，電動(dòng)機(jī)線圈電阻為0.5，電動(dòng)機(jī)正常轉(zhuǎn)動(dòng)1min，電流表的示數(shù)為0.8A。不計(jì)摩擦。求：。 （1）電動(dòng)機(jī)消耗的電能是多少焦？ （2）線圈產(chǎn)生的熱量是多

7、少焦？ （3）電動(dòng)機(jī)輸出的機(jī)械功率是多少瓦特？ （4）該電動(dòng)機(jī)的效率是多少？,(3) P總 = UI = 3V0.8A = 2.4W,(1) W = UIt = 3V0.8A60 s = 144J,(2) Q = I2Rt = (0.8A)20.5W60 s = 19.2J,P損 = P熱 = I2R = (0.8A)20.5W = 0.32W,P機(jī) = P總 P損 = 2.4W 0.32W = 2.08W,解：,1.電流的熱效應(yīng)是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)_轉(zhuǎn)化成_的現(xiàn)象。 電熱器是利用電流的_制成的加熱設(shè)備。,電能,熱,熱效應(yīng),2.“ 在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持 _、_一定，用

8、_改變電阻絲的電流。,電阻,時(shí)間,滑動(dòng)變阻器,3.一根100的電阻絲通過(guò)的電流是2A，電功率是_ _W 通電1min時(shí)產(chǎn)生的熱量是_J。,400,24000,4.電阻R1、R2串聯(lián)在電路中，R1=4，R2=6，則P1:P2=_。 Q1:Q2=_。,2:3,2:3,課堂訓(xùn)練,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。,1電熱的利用,利用電熱孵化器孵小雞,用來(lái)加熱,