焦耳定律课件(全)

【实验现象】
1.左边液面差明显 2.电流大的产生热量多
【结论】
当导体的电阻和通电时间相同 时，通过导体的电流越大， 电流产生的热量越多。
实验三：探究产生热量Q与通电时间t的关系
第一次通电5s， 第二次通电10s.
哪次通电形成的液面差明显？可见产生的热量多少 与通电时间有什么关系？ 第二次液面差大
提出问题: 电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关？ 请同学们作出合理猜想。
进行猜想（举生活实例） （1）取暖器档位改变：电流的大小； （2） 热敏电阻： 电阻的大小； （3）太阳能热水器：通电时间的长短
【实验指导】: 电流产生热量有多有少，你能从提供的器材中，比较出 热量的多少吗？电阻丝、密封容器（带有小孔）、U形 管（装有颜色的液体）、橡胶管、烧瓶、煤油、温度计
第十八章 第４节
焦耳定律
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。
练习一：
1. 电流通过导体时将 电 能转化为 内 能 ， 这种现象叫做电流的热效应，它和电流的磁 效应和电流的化学效应统称为电流的三大 效应。
1、电热的利用：（举实例）
上图所示是电热在日常生活中的应用，它们的共同点是： (1)它们都是用电器，都是用电来加热的，都有发热体。 (2)它们的原理都是利用电流的热效应。 (3)它们都是把电能转化为内能。
2．电热的防止 电热会使用电器温度过高，影响用电器的
工作、使用寿命，甚至损坏用电器，在用电器 上装有散热窗、金属片外壳、散热风扇等，可 用来防止电热的破坏。
例题
1.一根 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?
解:
I=
U R
=
36 60
V Ω
=
0.6
A
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s
= 6 480 J
答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
练习二：
3. 标有“220V 400W”的某电热器，正常工作5min后 ，所消耗的电能是1.2×105 J，通过电热器的电流 是1.8 A，产生的热量是1.2×105 J。
实验探究
实验一：探究产生热量Q与电阻R的关系
1.通过我们的猜想电流产生的热量可能与多个因素 有关，应该采用什么探究方法？
控制变量法
2.当探究产生热量Q与电阻R的关系时，如何控制变 量呢？一个10Ω、两个5Ω的电阻丝，我们怎么选？
应让电流、通电时间一样，改变电阻的大小； 选一个5Ω和一个10Ω的电阻
1．电阻丝加热密封 容器中的空气，空气 受热膨胀，推动U形 管中液体，形成液面 差
ห้องสมุดไป่ตู้
液面差 多
方案讲解： 2.转换法：在实验中，将不易观察到的现象通 1过.电其阻他丝方加式热直密观封，容形器象中地的显空示气出，来U的形方管法中，液称 面之形为成转换法（；把液放面出差热越量大的，多产少生转的换热为量液面的 越高度差。）
3.焦耳定律的理论推导
前提： 电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为热， 而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W。
即: Q = W = Pt = UIt
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？
原因：电炉丝与导线串联，电流相同，但导线电阻远 小于电炉丝电阻，所以电炉丝热的发红，而导线却几 乎不发热。
结论： 当通过导体的电流和导体的电阻大小相同时，通 电时间越长，电流产生的热量越多。
1.当通过导体的电流和通电时间相同时，导体的 【电实阻验越总大结，】电流产生的热量越多。
2.当导体的电阻和通电时间相同时，通过导体的 电流越大，电流产生的热量越多。
3.当通过导体的电流和导体的电阻大小相同时，通 电时间越长，电流产生的热量越多。
如电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散 热，使用时一定要把防尘的布罩拿开。（散热窗）
电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与 轴相连的扇叶还向散热片吹风，也是为了降温。 （散热片）
计算机内也装有散热风扇降温。（散热风扇）
练习三：
5. 下列情况中防止电热危害的是（A）。 A.电视机背后有散热窗 B.家电长时期不使用，隔一段时间要通电一次 C.家庭电路一般安装的漏电保护器 D.大型爆破工程用电热引发炸药
1.当探究产生热量Q与电流I的关系时，如何控制变量呢？ 让电阻、通电时间一样，改变通过电流的大小
2.一个10Ω、两个5Ω的电阻丝，我们怎么选？ 选两个5Ω的电阻丝
两个容器中密封同样的电阻，在另一个容器的外 部，再用一个电阻与这个容器内的电阻并联，因此通 过两容器中的电阻的电流就不同。
实验：研究电热与电流关系
4. 家庭电路使用的电炉，电炉丝与导线是串联的， 当电炉丝发热发红时，连接导线却不热，这是因 为 （D）。
A.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流大 B.通过电炉丝电流比通过连接导线的电流小 C.电炉丝两端电压比连接导线两端电压小 D.电炉丝的电阻比连接导线的电阻大
三、电热的利用和防止
电能转化为内能（热），对我们的生活有那些 影响？（讨论）
总：当电流通过导体时，电流越大、电阻越大、通 电时间越长，产生的热量越多。
二、焦耳定律
1、内容：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。
2、公式：Q = I2Rt I —— 电流 —— A（安）
R—— 电阻—— Ω（Ω） t —— 时间—— s（秒） Q—— 热量 —— J（焦）
2. 下列电器中，不属于电热器的是（C ）。 A．电饭锅 B.电熨斗 C.电风扇 D.电烤炉
讨论
电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热 得发红，而导线却几乎不发热?
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?
像电热水器等生活中很多用电器，通电以后会产 生通热过量实，验它来们探产究生热量的多少跟哪些因素有关？
实验：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A
哪个电阻的液面差明显？说明了哪个电阻产生的 热量多？ 可以得到什么结论？
【结论】
1.10 Ω的液面差大 2.电阻大的产生热量多 3.当通过导体的电流和通电时间相同时，导 体的电阻越大，电流产生的热量越多。
实验二：探究产生热量Q与电流I的关系