焦耳定律

W ＞ Q热
电热器
• 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热 得发红，而导线却几乎不发热呢？ 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 导线却不热。
周六，小明在家看电视，忽然听到爸爸的脚步声，他赶 紧关上电视，写起了作业。当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 ，后来发现小刚说了谎。
用手摸一下电视机后盖 你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？
生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。 你知道有哪些用电器吗？？？
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? 解:
U 36 V I= = = 0.6 A R 60 Ω
Q = I2Rt
=(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J
即: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。
三、电热的利用和防止
1．电热的利用
电热壶
热水器
通电后，这些用 电器内的导体会发 生什么效应？
电炉
电烤箱
电饭锅
电热器
第十八章 第４节
焦耳定律
一、电流的热效应：
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。
导线和电炉丝串联， 通过的电流相同，为 什么电炉丝很热而导 线并不很热？
电流的热效应与哪些因素有关
提出问ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ：
电流通过导体时产生热量的多少与哪些 因素有关
2、在通电时间、电阻相同的情况下，电流 越大，产生的热量越多。 3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产 生的热量越多。
英国物理学家焦耳通过大量的实验， 总结出焦耳定律. 二、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 = I² R t
利用电热孵化器孵小鸡
用来加热
电热器的优点: 清洁卫 生，没有环境污染，热效率 高，还可以方便地控制和调 节温度。
2．电热的危害
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。 如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑 运行时要用微型风扇及时散热等等。
课堂小结
1.电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫电 流的热效应。 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。 Q=I² Rt 3.电热的利用和防止
焦耳
(1818－1889)
单位：J
A
Ω
S
焦耳定律是大量实验的基础上归纳总结出来的， 同学们能否从能量转化（电能转化成内能）的关 系出发，用公式推导出焦耳定律？
三、电能和电热关系
1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为 内能（纯电阻），而没有同时转化成其他形式的能 量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W， 即： Q = W = UIt = I2Rt U2 推导公式： Q = W = Pt = UIt ；Q = t R （推导公只适用于纯电阻电路） 纯电阻电路：灯泡，电暖器，电饭锅，电炉子等电热器。 2．如电扇这样的电动器在工作时，消耗的电能 电能 内能+机械能 主要转化为电机的机械能：
猜想与假设：
[设计实验]
讨论1. 当一个物理量与 多个因素有关，应用 什 么 方法去研究？
控制变量法 讨论2.（观察实验装置）
实验装置
用什么方法观察和比较哪些不可见的物理量？（电热） 电热——通过空气受热膨胀程度不同，比较U形管 内液注的高度差，高度差越大，说明产生的电热越 多！ 转换法
实验1：研究电热与电阻关系
R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω
在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 越大，这个电阻产生的热量越多。
实验2：研究电热与电流关系
R=5Ω
I A
R=5Ω
I
1
R=5Ω
I = 2I1
在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一 个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。
实验结论：
1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产 生的热量越多。