焦耳定律 课件 教科版九年级物理上册 (1).ppt

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1、第三节 焦耳定律,一、电流的热效应,电流通过任何一个导体，导体都要发热，这种现象叫电流的热效应。,【问】在电流热效应现象中，能量如何转化？,电流产生的热量简称为电热，用Q表示,探究电流通过电热器产生的热量跟哪些因素有关,猜测,电流通过电热器产生的热量与许多因素有关电阻R、电流I、通电时间t,实验方法,控制变量法,可以控制其他变量不变，先研究电热器发出热量与电阻R的关系，再研究它与电流I的关系，最后研究与通电时间t的关系。,研究电阻对产生热量的影响,保持通过电阻的_相同,方法_,电流,串联,研究电流对产生热量的影响,保持_不变,方法_,用滑动电阻器,（研究同一电阻）,改变_,电阻,电流,如何观察

2、电流放出热量的多少,U形管（玻璃管）内液面（或温度计示数）升高的快慢,升高得越快，放出热量较多,探究活动,1.电流相同时，哪个电阻中对应的U形管（玻璃管）内液面（或温度计示数）先升高。,2.同一电阻在电流不同时， U形管（玻璃管）内液面（或温度计示数）在哪种情况下先升高。,实验一：探究电热与电阻的关系,实验二：探究电热与电流的关系,实验三：探究电热与时间的关系,实验记录表格,越大,越大,越大,现象说明：,在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多.,在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多.,在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多.

3、,焦耳（JAMES PRESCOTT JOULE 18181889 ）,焦耳，英国物理学家，一生致力于实验研究。用近40年的时间做了400多次实验，研究热和功的关系。根据所测量电流通过电阻放出的热量，提出焦耳定律。他的研究为能量守恒定律的建立奠定了基础。为了纪念他对科学发展的功绩，能量和功的单位被命名为“焦耳”。,1.焦耳定律的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。,2.公式： Q = I2 R t,3.单位：,二、焦耳定律,焦耳,安,2,欧,秒,1 1,W = F S1焦=1牛米,W = U I t1焦=1伏安 秒,1焦 = 1安2欧秒 = 1

4、牛米 = 1伏安 秒,根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律,若电流做的功全部用来产生热量即 Q=W又 WUIt 根据欧姆定律 U=IR Q=W=UIt=I2Rt=U2t/R,4、焦耳定律公式的应用：为什么电炉丝通过导线接到电路中，炉丝热得发红，导线却不怎么热？,所以 Q导线 Q电炉丝,根据 Q = I2Rt ，I , t 相同，,因为 R导线 R电炉丝,答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt知，电流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不那么热。,例题：一根60欧的电阻丝接在3

5、6伏的电源上，在5分钟内共产生多少热量？,解题思路：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的 电流，再用焦耳定律公式计算电流产生的热量。,I = U/R = 36V/60= 0.6A Q = I2Rt = (0.6)260560 J= 6480 J,讨论：电吹风机和电熨斗通电时都会发热，哪种电器可以认为能将电能全部转化成内能？,电功与电热的关系：,1. 电流通过用电器时，电流所做的功：W=UIt ，,2. 电流通过用电器时，电流所产生的热：Q=I2Rt ，,电吹风机：电熨斗：,电能机械能和内能,电能内能,3. 当用电器消耗的电能全部转化为内能时，像电炉、电饭锅、电烙铁等，电热等于电功，即Q=I2Rt

6、=UIt,Q=I2Rt UIt,Q=I2Rt =UIt,。,【例题2】：一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟， 求：1 ）消耗的电能W。 2 ）产生的热量Q。,已知：电动机 U=380V I=10A R=2 t=1s求： （ 1）W （2）Q,解：1 ） WUIt380V10A1s3800J,2 ） QI2Rt（10 A）22 1s200J答： 消耗的电能是3800J； 产生的热量是200J。,这些用电器有何共同点？,三、电 热 器,1、工作原理：利用电流的热效应来工作。,电炉,电烙铁,电饭煲,电熨斗,电热毯,电热水壶

7、,电吹风,2、电热器结构,发热体,电热器电路模型,特点：电阻率大、熔点高,作用：电能内能,安全保护,电炉,绝缘体：,讨论电流的热效应有什么利弊？,利： 电热器就是利用电流的热效应制成的加热设备。如电饭锅等电热器使用时，具有清洁、无污染、热效率高、便于控制等优点，已成为家庭普遍使用的电器。,弊： 导体中的电流过大，产生的热量过多，导致导体温度升高，如果超过一定限度会损坏用电设备甚至引起火灾。,列举生活中防止电热的现象 ?,电热的利用,电热的防止,电视机加散热窗计算机、电动机等还要加风扇,1、家用电器如电扇，电视机，连续使用较长时间后，要停用一会儿（尤其是在炎热的天）。这是为什么？,思考：,2、电

8、热器的发热体材料的熔点和电阻有什么要求？运用焦耳定律给予解释。,小结：,电热1、 电流的热效应：电流通过导体时电能转化成热能的现象。2、 焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 公式：Q=I2Rt,注意：1、焦耳定律Q=I2Rt适用于任何用电器的热量计算。2、当电能全部转化为内能（即，只存在电流热效应的电路）时，也可用Q=W=UIt来计算热量。,W = Pt = U2/R t = I2R t,Q = Pt = U2/R t = I2R t,当两导体串联时，I相等，根据Q= I2R t，可知，在相同时间内，电流产生的热量与导体的电阻成正比。,当两导体并联时，U相等，根据Q= U2/R t ，可知，在相同时间内，电流产生的热量与导体的电阻成反比。,