焦耳定律电流的热效应优秀PPT.ppt

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1、焦耳定律电流的热效应你现在浏览的是第一页，共42页电流通过导体时会发热，将电能转化成内能的现象叫做电流的热效应.电流的热效应利用电流热效应工作的装置，称为电热器你现在浏览的是第二页，共42页烫手烫手不烫手不烫手why why？合理猜测合理猜测你现在浏览的是第三页，共42页现象:电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？根据此现象，你能提出什么问题？你现在浏览的是第四页，共42页感受生活感受生活电流的热效应电流的热效应电电流流流流过过导导体体时时，导导体体就就要要发发热热。思考？思考？产产生生的的热热量量与与哪哪些些因因素素有有关呢关呢?你现在浏览的是第五页，共42页

2、问 题电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？猜 测电流电阻通电时间你现在浏览的是第六页，共42页着火着火了！了！why why？合理猜测合理猜测你现在浏览的是第七页，共42页烫烫手手不烫手不烫手跟跟电流电流有关有关跟跟电阻电阻有关有关跟跟时间时间有关有关返回返回合理猜测合理猜测合理猜测合理猜测你现在浏览的是第八页，共42页演示实验演示实验实验方法实验方法 实验目的实验目的 研究电流通过导体产生的研究电流通过导体产生的热量热量跟哪些跟哪些因素因素有关有关 实验原理实验原理 当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油的煤油温度升高、体积膨胀温

3、度升高、体积膨胀，瓶塞上面原，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升来一样高的液柱就会逐渐上升.电流产生的热量电流产生的热量越多，液面就会上升得越高越多，液面就会上升得越高.我们可以通过管中我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量液面上升的高度比较电流产生的热量.控制变量法控制变量法物理学中对于物理学中对于多变量多变量问题，通常使问题，通常使其它量其它量相同，相同，并改变其中并改变其中一个量一个量的大小，从而使问题得到简的大小，从而使问题得到简化。我们称此方法为化。我们称此方法为控制变量法控制变量法探究电流的热效应跟哪些因素有关探究电流的热效应跟哪些因素有关 返回返回制定计划制定计划你现

4、在浏览的是第九页，共42页请同学们阅读课本请同学们阅读课本4848页页“演示演示”并看图并看图8.4-28.4-2，了解实验装置，了解实验装置及装置中用的器材，看一看你对该装置有什么质疑可以提出及装置中用的器材，看一看你对该装置有什么质疑可以提出来。来。1、为什么实验中要用煤油？用水不行吗？、为什么实验中要用煤油？用水不行吗？用水也行，只不过加热时间要长些才能从温度用水也行，只不过加热时间要长些才能从温度计上读出温度值来。计上读出温度值来。2、为什么是等量的煤油，不等量行吗？、为什么是等量的煤油，不等量行吗？只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度来讨只有用等量的煤油，才能通过比较它们的温度来

5、讨论电流产生的热量，这叫论电流产生的热量，这叫控制变量法控制变量法。你现在浏览的是第十页，共42页3、为什么要把铜丝和镍铬合金丝串联，、为什么要把铜丝和镍铬合金丝串联，并联不行吗？并联不行吗？串联是为了使通过它们的电流相等，研究串联是为了使通过它们的电流相等，研究产生的热量跟电阻的关系，这也是产生的热量跟电阻的关系，这也是控制变控制变量法量法。下面我们开始实验，并写出实验报告下面我们开始实验，并写出实验报告你现在浏览的是第十一页，共42页可以控制其他变量不变，先研究电热器发可以控制其他变量不变，先研究电热器发出热量与出热量与电阻电阻R R的关系，再研究它与的关系，再研究它与电流电流I I的关系

6、，最后研究与的关系，最后研究与通电时间通电时间t t的关系。的关系。控制变量法控制变量法动动脑动动脑你现在浏览的是第十二页，共42页演示电阻丝电阻丝结论：结论：在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值，阻值 大大 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。探究一：产热多少与电阻大小的关系探究一：产热多少与电阻大小的关系实验验证实验验证你现在浏览的是第十三页，共42页电流电流I I通电时间通电时间t t 热量与电阻的关系热量与电阻的关系相同相同R甲甲 R乙乙 R甲甲R乙乙实验发现：实验发现：中的火柴棒先被中的火柴棒先被中的火柴棒先被中的火柴棒先被点燃点燃点燃点燃。结论：结论：大大R甲甲在

7、电流、通电时间在电流、通电时间相同时，阻值相同时，阻值 的电阻产生的热量的电阻产生的热量多。多。你现在浏览的是第十四页，共42页演示电阻丝电阻丝结论：结论：在电流、电阻相同时在电流、电阻相同时，通电时间，通电时间 长长 的产生的产生的热量多。的热量多。探究二：产热多少与通电时间的关系探究二：产热多少与通电时间的关系实验验证实验验证实验验证实验验证你现在浏览的是第十五页，共42页 热量与时间的关系热量与时间的关系电阻电阻R R电流电流I I相同相同结论：结论：在电阻、电流相同时，通电时间在电阻、电流相同时，通电时间的电阻产生的热的电阻产生的热量多。量多。长长你现在浏览的是第十六页，共42页演示电

8、阻丝电阻丝结论：结论：在通电时间、电阻相同时在通电时间、电阻相同时，电流越，电流越 大大 的产生的热量多。的产生的热量多。探究三：产热多少与电流大小的关系探究三：产热多少与电流大小的关系返回返回实验验证实验验证你现在浏览的是第十七页，共42页电阻电阻R通电时间通电时间t t 热量与电流的关系热量与电流的关系相同相同实验发现：实验发现：火柴棒火柴棒在电流在电流 的的情况下情况下的很快被点燃的很快被点燃 。结论：结论：大大在电阻、通电时间在电阻、通电时间相同时，电流相同时，电流 的的电阻产生的热量多。电阻产生的热量多。大大你现在浏览的是第十八页，共42页试验结论试验结论结论结论1:1:在通电电流和

9、通电时间相同的条件下，在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻电阻越越大大，电流产生的热量越，电流产生的热量越多多。结论结论2:2:在电阻和通电时间相同的条件下，在电阻和通电时间相同的条件下，电流电流越越大大，电流产生的热量越，电流产生的热量越多多。结论结论3:3:在通电电流和电阻相同的条件下，在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间通电时间越越长长，电流产生的热量越，电流产生的热量越多多。你现在浏览的是第十九页，共42页1.1.焦耳定律焦耳定律 电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方电流流过导体时产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电

10、的时间成正比正比 。二二.电流产生热量的表达式电流产生热量的表达式 2.公式：公式：单位：单位：Q=I2RtQIRt焦焦安安欧欧秒秒你现在浏览的是第二十页，共42页根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律.纯电阻电路：纯电阻电路：纯电阻电路：纯电阻电路：WW总总总总=Q Q放放放放=PtPt=UItUIt=U U2 2/R t/R t=I I2 2RtRt非纯电阻电路：非纯电阻电路：非纯电阻电路：非纯电阻电路：WW总总总总Q Q (WW总总总总UIt UIt=WW外外外外Q Q)焦耳定律适用于任何用电器的热量计算焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效，

11、对只存在电流热效应的电路也可用应的电路也可用Q=W=UIt=Pt=U2/R t来计算热量来计算热量.Q=W=UIt=I2Rt根据欧姆定律根据欧姆定律U=IR又又W=UIt若电流做的功全部用来产生热量即若电流做的功全部用来产生热量即Q=WQ=W注意：返回返回得出结论得出结论得出结论得出结论你现在浏览的是第二十一页，共42页电流产生热量的其他表达式电流产生热量的其他表达式当利用电流做功当利用电流做功,将电能全部转化为内能将电能全部转化为内能的为纯电阻电路。的为纯电阻电路。1.Q=UIt只适用于只适用于纯电阻纯电阻纯电阻纯电阻电路电路(电能全部转电能全部转化为内能化为内能)的情况的情况2.Q=只适用

12、于只适用于纯电阻纯电阻纯电阻纯电阻电路电路(电能全部转化为内能电能全部转化为内能)的的情况情况UIt你现在浏览的是第二十二页，共42页电功与与电热的关系（电功与与电热的关系（W与与Q的关系）的关系）在在电电热热器器电电路路(只只有有电电阻阻的的电电路路)中中：（电电 能能 几几 乎乎 全全 部部 转转 化化 为为 内内 能能）W=Q（W=UIt）=（Q=I2Rt）在其他电路中：（如电流通过电动机做功在其他电路中：（如电流通过电动机做功时，大部分电能转化为机械能）时，大部分电能转化为机械能）WQ（W=UIt）（Q=I2Rt）你现在浏览的是第二十三页，共42页前面两个现象的解释前面两个现象的解释1

13、第一个为什么第一个为什么第一个为什么第一个为什么灯泡和导线是灯泡和导线是串联串联，灯泡的，灯泡的电阻大比导线的电阻大电阻大比导线的电阻大第二个为什么第二个为什么第二个为什么第二个为什么干线电流等于各个支路干线电流等于各个支路的电流值和的电流值和2烫烫手手不烫不烫手手交流讨论交流讨论你现在浏览的是第二十四页，共42页1、为什么在炎热的夏天，电风扇、电视机在连续、为什么在炎热的夏天，电风扇、电视机在连续使用较长时间后要停用一会儿？使用较长时间后要停用一会儿？为了散热，防止用电器因温度过高而烧为了散热，防止用电器因温度过高而烧坏。坏。2、为什么在潮湿的天气，对长期不用的用电器，隔一、为什么在潮湿的天

14、气，对长期不用的用电器，隔一段时间要通电一次？段时间要通电一次？潮湿会降低绝缘性能，使电路工作失常，潮湿会降低绝缘性能，使电路工作失常，所以对长期不用的用电器，隔一段时间所以对长期不用的用电器，隔一段时间要通电，利用电热来趋潮。要通电，利用电热来趋潮。想一想，议一议想一想，议一议你现在浏览的是第二十五页，共42页思考：思考：1 1、灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为什灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为什么？么？2 2、相同的导线如果将灯泡换成大功率的相同的导线如果将灯泡换成大功率的电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电线，电炉，

15、电线将显著发热，甚至烧坏电线，这又是为什么？这又是为什么？3 3、电熨斗，它通电的时间过长，会产生更多电熨斗，它通电的时间过长，会产生更多的热量，一不小心，就会损坏衣料。的热量，一不小心，就会损坏衣料。这又是为什么？这又是为什么？电阻不同电阻不同电流不同电流不同时间不同时间不同你现在浏览的是第二十六页，共42页如：电熨斗、电烙铁、电炉等如：电熨斗、电烙铁、电炉等电热器电热器:主要部分主要部分发热体发热体工作原理：工作原理：电流热效应电流热效应用电来加热的设备用电来加热的设备电视机加电视机加散热窗散热窗计算机、电动机等还要加计算机、电动机等还要加风扇风扇防止：防止：电热的应用电热的应用你现在浏览

16、的是第二十七页，共42页电热的应用电热的应用1.1.电热器电热器:利用电流做功将利用电流做功将 能转换为能转换为 能的装置能的装置.2.2.2.2.电热器的原理电热器的原理:利用电流的利用电流的 制成的加热设备。制成的加热设备。电热器主要组成部分是电热器主要组成部分是 。它是由电阻。它是由电阻率率 。熔点。熔点 的合金丝制成的加热设备。的合金丝制成的加热设备。电电内内热效应热效应发热体发热体大大高高你现在浏览的是第二十八页，共42页常见的电热的应用常见的电热的应用电炉电炉电热毯电热毯热热得得快快电热水壶电热水壶电暖气电暖气电熨斗电熨斗你现在浏览的是第二十九页，共42页电热器电热器水用管状电热器

17、水用管状电热器饮水机饮水机你现在浏览的是第三十页，共42页电烤箱电烤箱各种加热器各种加热器电熨斗电熨斗热水器热水器你现在浏览的是第三十一页，共42页热功率热功率电热器在单位时间内消耗的电能（即电热器在单位时间内消耗的电能（即产生的热量）叫热功率产生的热量）叫热功率PPQ/tI2R注：像电动机、电风扇这样的用电器，其消耗注：像电动机、电风扇这样的用电器，其消耗的电能主要转化为机械能，故的电能主要转化为机械能，故电功率电功率大于大于热功率热功率你现在浏览的是第三十二页，共42页例例1 1：流过一根：流过一根1010欧姆的电阻丝的电流为欧姆的电阻丝的电流为 2 2安培，问这根电阻丝在安培，问这根电阻

18、丝在3030秒内产热多少？秒内产热多少？例题例题解题格式：解题格式：解题格式：解题格式：已知：已知：求：求：解：解：答：答：电阻电阻R=10，电流，电流I=2A，时间，时间t=30s电热电热Q由焦耳定律：由焦耳定律：Q=I2Rt=22*10*30=1200（J）这根电阻丝共产热这根电阻丝共产热1200J。你现在浏览的是第三十三页，共42页例题例题例例2 2：一根：一根5050欧姆的电阻丝工作了欧姆的电阻丝工作了1010秒钟后秒钟后产生产生1.8*101.8*104 4焦耳的热量，问流过这根电阻焦耳的热量，问流过这根电阻丝的电流是多少？丝的电流是多少？解题格式：解题格式：解题格式：解题格式：已知

19、：已知：求：求：解：解：答：答：电阻电阻R=50，热量，热量Q=1.8*104J，时间，时间t=10s电流电流I由焦耳定律：由焦耳定律：Q=I2Rt所以：所以：I=（Q/Rt）1/2=（1.8*104/（50*10）1/2=6（A）这根电阻流过的电流为这根电阻流过的电流为6安培。安培。你现在浏览的是第三十四页，共42页焦耳定律是反映电流的焦耳定律是反映电流的 效应的规律，即效应的规律，即 能转化为能转化为 的规律。的规律。一电炉的电阻是一电炉的电阻是100 100 ，通电时间，通电时间1010秒钟产生的热量为秒钟产生的热量为4104105 5J,J,通过这个电炉的电流是通过这个电炉的电流是 A

20、 A电流通过电风扇做功时，电流通过电风扇做功时，能转化为能转化为 能和能和 能，如果电流做功能，如果电流做功3.6103.6106 6J,J,电风扇获得的机械能一定电风扇获得的机械能一定 3.6103.6106 6J J 练习练习热热电电内内20电电内内机械机械小于小于你现在浏览的是第三十五页，共42页【练习练习4】：两个电热器的电阻之比为两个电热器的电阻之比为4 43 3，通过，通过相同的电流，在相等的时间里产生的相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为热量之比为_；若两个电热器的；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为电阻相同，通过的电流强度为1 13 3，在相等的时间里产生的热量之比

21、为，在相等的时间里产生的热量之比为_。4319你现在浏览的是第三十六页，共42页当当0.2安的电流通过一金属线时产生的安的电流通过一金属线时产生的热量为热量为Q1，若使通过的电流增加到，若使通过的电流增加到0.4安安时，在相同的时间内产生的热量为时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么那么Q2是是Q1的的()A、2倍倍 B、4倍倍 C、0.25倍倍 D、0.5倍倍B【练习练习5】：你现在浏览的是第三十七页，共42页 接入更多大功率的用电器时，接入更多大功率的用电器时，电线将显著发热，会烧坏它的绝电线将显著发热，会烧坏它的绝缘皮，甚至引起火灾。这又是为缘皮，甚至引起火灾。这又是为什么？什么？你现在浏览的是第三十八页，共42页防止电热的图片电脑中的CPU在工作时要产生热,如果过热就会损坏芯片,所以要在芯片上加装散热片和风扇.显卡的散热片设计采用涡轮风扇的设计，同时显存上贴有铝合金打造的显存散热片，利用涡轮风扇扇出的风力，为显存散热片增加了散热效果.你现在浏览的是第三十九页，共42页使用常识：防火灾使用常识：防火灾 -勿将空调靠近窗帘勿将空调靠近窗帘 你现在浏览的是第四十页，共42页人生无大事，做好每件小事你现在浏览的是第四十一页，共42页你现在浏览的是第四十二页，共42页