焦耳定律课件
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《焦耳定律》PPT教学课件
第三级
第二级
电热器的优点: 清洁
第二级
第二级
第四级
第三级
第三级
第三级
卫生，没有环境污染，热
第五级
第四级
第四级
第四级
第五级
第五级
效率高，还可以方便地控
第五级
制和调节温度。
利用电热孵化器孵小鸡
电流通过导体时，使导体只发热的用电器称为电热器，
而电热器的主要部分是发热体。
2023/9/16
18 18
18
D．电功率较小
较窄处电压大，电功率较大
2023/9/16
17
17
新课讲授
三、电热的利用和防止
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1.电热的利用
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第二级
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第二级
2Rt。
第二级
生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q=
W
=
UIt
=
I
第四级
第三级
第三级
第三级
第五级
第四级
第四级
第四级
电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发
第五级
问题回顾
第五级
第五级
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红，而导线却几乎不发热？
导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电
炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。
10
新课讲授
例题
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第二级
电热器的优点: 清洁
第二级
第二级
第四级
第三级
第三级
第三级
卫生，没有环境污染，热
第五级
第四级
第四级
第四级
第五级
第五级
效率高，还可以方便地控
第五级
制和调节温度。
利用电热孵化器孵小鸡
电流通过导体时，使导体只发热的用电器称为电热器，
而电热器的主要部分是发热体。
2023/9/16
18 18
18
D．电功率较小
较窄处电压大，电功率较大
2023/9/16
17
17
新课讲授
三、电热的利用和防止
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1.电热的利用
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第二级
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第二级
2Rt。
第二级
生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q=
W
=
UIt
=
I
第四级
第三级
第三级
第三级
第五级
第四级
第四级
第四级
电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热得发
第五级
问题回顾
第五级
第五级
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红，而导线却几乎不发热？
导线与电热丝串联，电流、时间都相同，导线电阻远小于电
炉丝电阻， 由Q= I2Rt可知，导线产生的热量少。
10
新课讲授
例题
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《焦耳定律》ppt课件
在误差允许范围内，纯电阻电路中P电=P热；非纯电阻电路中P电>P热。
12
实验延伸
思考1 小电机转动时，如何计算机械功率P机械？ P机械=P电-P热
思考2 小电机转动时，如何计算时间t内做的机械功W机械？ W机械=P机械t
思考3 在电动机的铭牌上，经常看到的输入功率和输出功率跟本 节课中哪些物理量是对应的？内阻上消耗的功率呢？
焦耳定律
1
学习目标
• 从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功 和能量转化的关系。
• 知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的 应用。
• 从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电 路和非纯电阻电路。
2
问题1
生活中的电能转化
电炉
电风扇（电动机）
蓄电池（充电）
3
思考
问题2 功是能量转化的量度，电能转化的量度是什么 ？ 问题3 静电力做功与电流做功的关系？
4
电功的推导
例 1 一段 电路两端的电势差为 U ， 电荷从 电路一端定向移 动到另一端所用的时间为t，形成的电流为I，
试求： 1 时间t内通过这段电路的电荷总量q？ 2 时间t内电流做的功？
5
焦耳定律
例 2 电流 I 通过电阻为R 的电炉，试计算在时间 t 内电 炉产生的热量Q。
6
P =UI电功率和热功率 电
P热=I2R
7
P电=UI
推导中没有任何限制
电流做功的功率
（消耗电能的总功率）
电功率和热功率 P热=I2R
推导中要求Q=W
专指发热功率
（电能转化为内能的那部分功率）
8
实验电路图
纯电阻电路
非纯电阻电路
12
实验延伸
思考1 小电机转动时，如何计算机械功率P机械？ P机械=P电-P热
思考2 小电机转动时，如何计算时间t内做的机械功W机械？ W机械=P机械t
思考3 在电动机的铭牌上，经常看到的输入功率和输出功率跟本 节课中哪些物理量是对应的？内阻上消耗的功率呢？
焦耳定律
1
学习目标
• 从电能向其他形式能的转化理解电功以及电功率，理解电功 和能量转化的关系。
• 知道焦耳定律的物理意义，关注焦耳定律在生活、生产中的 应用。
• 从能量的转化和守恒理解电功和电热的区别，知道纯电阻电 路和非纯电阻电路。
2
问题1
生活中的电能转化
电炉
电风扇（电动机）
蓄电池（充电）
3
思考
问题2 功是能量转化的量度，电能转化的量度是什么 ？ 问题3 静电力做功与电流做功的关系？
4
电功的推导
例 1 一段 电路两端的电势差为 U ， 电荷从 电路一端定向移 动到另一端所用的时间为t，形成的电流为I，
试求： 1 时间t内通过这段电路的电荷总量q？ 2 时间t内电流做的功？
5
焦耳定律
例 2 电流 I 通过电阻为R 的电炉，试计算在时间 t 内电 炉产生的热量Q。
6
P =UI电功率和热功率 电
P热=I2R
7
P电=UI
推导中没有任何限制
电流做功的功率
（消耗电能的总功率）
电功率和热功率 P热=I2R
推导中要求Q=W
专指发热功率
（电能转化为内能的那部分功率）
8
实验电路图
纯电阻电路
非纯电阻电路
《高二物理焦耳定律》课件
钨丝灯泡寿命问题
应用焦耳定律可以评估钨丝灯泡使用过程中的热量损耗，以提高灯泡的寿命和能效。
总结
焦耳定律是理解电路中能量转换的重要基础。 学会应用焦耳定律，可以帮助我们解决实际问题。 学习物理除了了解规律，更为重要的是培养科学思维和实验技能。
讲解如何记录实验数据、如何进行数据处理和计算，以验证焦耳定律。
3
思考题与讨论
引导学生思考实验结果的意义，并进行思考题和讨论，加深对焦耳定律的理解。
焦耳定律的实际问题
电线起火问题
焦耳定律可以帮助我们理解电线过载时的热量问题，以预防电线起火等安全隐患。
集成电路散热问题
通过焦耳定律，我们可以分析集成电路中产生的热量，以改善散热设计，提高电路的稳定性。
设计电路元件
焦耳定律的应用可以帮助工程师设计电路中的电阻元件，以满足特定的电流和能耗要求。
研究材料的热性质
通过实验测量电流通过材料时产生的热量，可以研究材料的导电性和导热性等热性质。
焦耳定律实验
1
实验步骤及仪器
详细介绍焦耳定律实验的具体步骤和使用的实验仪器，如安培表、电阻器等。
2
Hale Waihona Puke 实验数据记录与处理《高二物理焦耳定律》 PPT课件
高二物理焦耳定律PPT课件
焦耳定律简介
定义：描述了电流通过电阻时所产生的热量与电流强度、电阻值以及时间的 关系 公式：Q=I^2Rt，其中Q为热量，I为电流强度，R为电阻值，t为时间
焦耳定律的应用
计算电器损耗能量
根据焦耳定律可以计算电器在使用过程中的能量损耗，有助于评估电器的效率和节能性。
应用焦耳定律可以评估钨丝灯泡使用过程中的热量损耗，以提高灯泡的寿命和能效。
总结
焦耳定律是理解电路中能量转换的重要基础。 学会应用焦耳定律，可以帮助我们解决实际问题。 学习物理除了了解规律，更为重要的是培养科学思维和实验技能。
讲解如何记录实验数据、如何进行数据处理和计算，以验证焦耳定律。
3
思考题与讨论
引导学生思考实验结果的意义，并进行思考题和讨论，加深对焦耳定律的理解。
焦耳定律的实际问题
电线起火问题
焦耳定律可以帮助我们理解电线过载时的热量问题，以预防电线起火等安全隐患。
集成电路散热问题
通过焦耳定律，我们可以分析集成电路中产生的热量，以改善散热设计，提高电路的稳定性。
设计电路元件
焦耳定律的应用可以帮助工程师设计电路中的电阻元件，以满足特定的电流和能耗要求。
研究材料的热性质
通过实验测量电流通过材料时产生的热量，可以研究材料的导电性和导热性等热性质。
焦耳定律实验
1
实验步骤及仪器
详细介绍焦耳定律实验的具体步骤和使用的实验仪器，如安培表、电阻器等。
2
Hale Waihona Puke 实验数据记录与处理《高二物理焦耳定律》 PPT课件
高二物理焦耳定律PPT课件
焦耳定律简介
定义：描述了电流通过电阻时所产生的热量与电流强度、电阻值以及时间的 关系 公式：Q=I^2Rt，其中Q为热量，I为电流强度，R为电阻值，t为时间
焦耳定律的应用
计算电器损耗能量
根据焦耳定律可以计算电器在使用过程中的能量损耗，有助于评估电器的效率和节能性。
《焦耳定律》PPT课件
Ｐ电＝Ｐ热＋Ｐ机
Ｐ电＝ＵＩ
Ｐ热＝Ｉ２Ｒ
例2、微型吸尘器的直流电动机内阻一定，当加上 0.3V的电压时，通过电流为0.3A，此时电动机 不转，当加在电动机两端的电压为2.0V时，电流 为0.8A，这时电动机正常工作，则吸尘器的效率 是多少？ U 0 .3 解: R 1 I 0 .3
P UI 1.6W
二、焦耳定律
(3)
电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟 导体的电阻及通电时间成正比.这个关系叫焦耳定律。
热功率：单位时间内的发热量。
(4)
电流做功的实质：
电能转化为其他形式能量的过程
纯电阻电路
非纯电阻电路
纯电阻电路: 电能
W UIt
→
内能
Q I2Rt
欧姆定 律适用 于纯电 阻电路！ I=U/R
1．电功：在一段电路中电场力所做的功，也就 是通常所说的电流所做的功，简称为电功．
W=UIt
(1)
在国际单位制中电功的单位是焦（J）， 常用单位有千瓦时（kW· h）.
1kW· h＝3.6×106J
2．电功率：单位时间内电流所做的功
(2)
（1）电功率表示电流做功的快慢． （2）单位：在国际单位制中是瓦（W），常 用单位还有千瓦（kW）． (3)用电器的额定功率与实际功率。
电功：W= UIt 电功率：P=UI
例题1 一台电动机，线圈电阻是0.4 ，当电动机两端 加220V电压时，通过电动机的电流是5A。
（1）这台电动机每分钟所做的机械功有多少? 6.54x104 效率为多少？ 99.1% （2）某时电动机突然被卡住而停止转动，则此时的电动 机消耗的功率为多少？ 1.21x105
=
M
高中物理课件-人教版选修3-焦耳定律(共17张PPT)
两种电路 比较内容
纯电阻电路
非纯电阻电路
除电阻外还包括能把
元件特点 电路中只有电阻元件 电能转化为其他形式
能的用电器
欧姆定律
服从欧姆定律 I＝UR
不服从欧姆定律：
U>IR
或
U I<R
电流做功全部转化为电 电流做功除转化为内
能量转化 热即电能全部转化为导 能外还要转化为其他
体的内能
形式的能
元件举例 电阻、电炉丝、白炽灯等 电动机、电解槽等
1、5A 2、550W 3、15W 4、535W 5、54000J
M R
V
U
小
结 电功和电功率、电热和热功率
1.电功: W=IUt
2.电功率:
P
W t
=IU
3.电热: Q=I2Rt
4.热功率:
P=
Q t
=I2R
对纯电阻电路: 电功=电热
电功率=热功率 对非纯电阻电路:
电功>电热 电功率>热功率
p U 2 (纯电阻) R
3、热功率 (1)定义:单位时间内的发热量.
(2)公式: P=Q /t=I2R
纯电阻电路
纯电阻电路：只含有电阻的电路、如电炉、电烙 铁等电热器件组成的电路，白炽灯及转子被卡住 的电动机也是纯电阻器件． 电能全部转化为热能,电功等于电热
W UIt U 2 t I 2Rt Q R
满足欧姆定律
非纯电阻电路
纯电阻电路与非纯电阻电路
电功 电热 电功率 热功率
纯电阻电路 W＝IUt＝I2Rt＝UR2t Q＝IUt＝I2Rt＝UR2t
P＝IU＝I2R＝UR2 P＝IU＝I2R＝UR2
非纯电阻电路 W＝IUt Q＝I2Rt P＝IU P＝I2R
《焦耳定律》课件(29张ppt)
电流通过导体时电能转化为内能，这种现象 叫做电流的热效应.
烫手
不烫手
灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电 流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得 发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？
why？
着火了！
家庭电路中使用功率过大的用电器 可能引起火灾，这又是为什么？
烫 手
不烫 手
灯泡接入电路中时， 灯泡和电线中流过相 同的电流，灯泡和电 线都要发热，可是实 际上灯泡热得发光， 电线的发热却觉察不 出来。
2
电热的利用和防止 1、电热的利用： 电热水器、电 饭锅、电熨斗、 电孵化器等等.
2、电热的防 止：电视机 后盖的散热 窗、电脑主 机里面的小 电风扇等等.
练习
1．将两根火柴分别放在串联的两根电热丝R1和R2上，若 R1=5 Ω >R2，通电后问那根火柴先被点燃 （ A ） A. R1在上的火柴 B. 在R2上的火柴 C. 同时点燃 D. 无法确定 2．要使电热器在单位时间内放出的热量减少一半，则应 使 （ D ） A. 通过它的电流减小一半 B. 它两端的电压减小一半 C. 它的电阻减小一半 D. 电压和电阻均减小一半
2 2
Q I Rt 0.6 A 60 300s 6480J
例题
例2：某电动机上标有“220V,2A”它的线圈电阻为5 Ω，当 它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热 量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？
解：消耗的电能为: W总=UIt=220V×2A×60S=26400J
实验1：研究电热与电阻关系
R2 10
R1 5
电阻丝 大 的电阻产生的热量多.
在电流、通电时间相同时，阻值
焦耳定律通用课件
电源
12V直流电源
导线
用于连接电源和实验装置
电阻丝
不同阻值的电阻丝，用于模拟不 同导体的电阻
支架
用于固定电阻丝和温度计
计时器
用于测量加热时间
温度计
用于测量电阻丝的温度
实验步骤
步骤1
准备实验器材，检查电源、导线 、电阻丝、温度计和计时器是否
完好。
步骤2
将电阻丝固定在支架上，连接电源 和导线，确保电路连接正确无误。
在此添加您的文本16字
分析影响电熨斗能耗的因素，如加热元件的功率、工作时 间和熨烫负荷等。
在此添加您的文本16字
探讨如何通过优化加热元件的功率和工作时间来降低电熨 斗的能耗。
在此添加您的文本16字
提供实际案例，如不同品牌和型号的电熨斗，说明如何应 用焦耳定律降低其能耗。
感谢您的观看
THANKS
的转换关系，进一步证明了热力学第一定律和能量守恒定律的正确性。
03 焦耳定律的应用
电热器
总结词
电热器是焦耳定律的重要应用之一， 通过电能转化为热能，实现加热和保 温效果。
详细描述
电热器利用电阻丝发热，将电能转化 为热能，通过散热片将热量散发到空 气中。电热器具有加热速度快、温度 可调、使用方便等特点，广泛应用于 家庭、办公室等场所。
焦耳定律通用课件
目录
CONTENTS
• 焦耳定律简介 • 焦耳定律的原理 • 焦耳定律的应用 • 焦耳定律的实验 • 焦耳定律的扩展知识 • 焦耳定律的习题与解答
01 焦耳定律简介
焦耳定律的发现
01
焦耳定律是由英国物理学家詹姆 斯·焦耳在19世纪初通过实验发现 的。
02
焦耳通过研究电阻中产生的热量 与电流、电阻和时间的关系，得 出了焦耳定律的基本原理。
第4节 焦耳定律 课件(25张PPT)
整合训练
1.现有甲、乙两个电炉子，已知电炉电阻R1＞R2，分别接入电源 电压220V的电路中，相同时间内，它们发热情况是（ ）
A.甲放热多 B.乙放热多 C.同样多 D.无法判断
2.将一台“220V 100W”的电风扇，一个”220V 100W”的充 电器，一把“220V 100W”的电烙铁分别接在220V的电源上，
公式： Q = I ² R t
意义： 热量 电流 电阻 时间
单位： J A Ω S
英国物理学家焦耳做了大 量的实验，于1840年最先精确 地确定电热跟电流、电阻和通 电时间的关系，即焦耳定律.
例题：
一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量?
实验反思：此实验中有哪些注意事项？ （1）密闭容器中空气要求：等量 （2）实验开始前液面高度应相同 （3）实验装置气密性完好
第四节 焦耳定律
小明的爸爸出门前嘱咐他好 好写作业，不要看电视。爸爸回 来时看到他在认真写作业，电视 机也没打开，很高兴，可是用手 一摸电视机的后盖就发现，小明 刚看过电视。你知道他爸爸是根 据什么判断的吗？
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产 生。请举例说明。
一、电流的热效应
电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫 做电流的热效应。
在相同时间内，电流通过他们时发热功率最大的是（ ）
A.电烙铁
B.充电器 C.电风扇 D.一样多
3.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时 的电阻是1210Ω，它的额定功率有多大？在额定电压下 通电10min产生多少热量？
4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过 5A的电流时，每分钟可产生6.6×104J的热量。求这台 电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。
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电热的利用和防止
电熨斗
电视机散热孔
电饭锅
电脑主板风扇 笔记本散热孔
• 电热利用 • 电热防止
取暖器
电动机外壳 做成凹凸状
课堂小结
• 回忆本节课内容 1.电流的热效应与哪些因素有关？ 2.焦耳定律 3.电功与电热的关系 4.电热的利用 防止
说明： 此PPT关于“探究电流的热效应与哪些因素有 关”(第6-7页)的教学环节也可参照微课《探究焦耳 定律》视频（01:25—07:12）中的片段进行课堂教 学。
再见
当电流做的功全部转化为内能时：
由于 W=UIt，U=IR Q=W=I2Rt
思考
• 电吹风工作时，消耗了1000J的电能，电流在电阻 线上产生热量等于1000J吗？
讨论
• 电功用电器 W=Q
电功（W） 非纯电阻用电器 W>Q
热量 Q=I2Rt 其它形式能 W−Q
焦耳定律
• 焦耳定律： 电流通过导体产生 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
• 例题：一电热水器电阻丝的阻值为48.4Ω，正常 工作时的电流为4.55A，工作10min放出的热量为 多少J ？
课堂反馈
• 练习：一取暖器接在家庭电路中，正常工作时的 电流为6.8A，工作10min放出的热量是多少？
焦耳定律
焦 耳 在 1818 年 12 月 24 日 生 于 英 国 曼 彻斯特，青年时期，在别人的介绍下， 焦耳认识了著名化学家道尔顿.道尔顿 给予了焦耳热情的教导.焦耳向他虚心 的学习了数学、哲学和化学，这些知识 为焦耳后来的研究奠定了理论基础.
1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量 不同电流强度和电阻时的水温.通过这一实验，他发 现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电 流强度的平方之积成正比. 后人为了纪念焦耳，把功 和能的单位定为焦耳.
______________________因素有关。
探究电流的热效应与哪些因素有关
• 设计实验： 电流通过导体时产生的热量与电阻的
关系要控制___________相等。
电流通过导体时产生的热量与电流的 关系要控制___________相等。
探究电流的热效应与哪些因素有关
• 进行实验： 1.电流通过导体时产生的热量与电阻的关系
应用
• 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而导 线并不很热？
课堂反馈
• 例题：一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上,在 5min内共产生多少热量？
想想议议
• 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越 小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。 可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产 生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回 事
第十八章 电功率 第四节
焦耳定律
电流的热效应
这些用 电器的共 同点?
电流通 过导体 时电能 转化成 内能
电流的热效应
• 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红而 导线并不很热？说明什么？
探究电流的热效应与哪些因素有关
• 提出问题： 电流通过导体时产生热的多少跟什么
因素有关？
• 猜想与假设： 电流通过导体时产生热的多少跟
• 分析论证、得出结论：
结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件下， _________________________________________。
结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下， _______________________________ 。
结 论 3. 在 通 电 电 流 和 电 阻 相 同 的 条 件 下 ， _____________________________。
电流I/A
电阻/Ω
R1
R2
5
10
产生热量(多/少)
小结：在____相同时，电阻越大，电阻产生的热 量_____。
探究电流的热效应与哪些因素有关
2.电流通过导体时产生的热量与电流的关系
电阻R/Ω
电流/A 产生热量(多/少)
10
I1
I2
小结：在_____相同时，电流越大，电阻产生的 热量___。
探究电流的热效应与哪些因素有关