焦耳定律ppt+视频+flash课件
§18.4焦耳定律,生活中的物理,用手一摸电视机后盖,谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？,1,2,真相只有一个！刘炜琨看了电视！请问我是根据什么判断出看了电视的呢？,真相只有一个！让我来告诉你吧！,因为电视机还在发热！,生活中，许多用电器接通电源后，都 伴有热现象产生。,电热器,电热油汀,电 炉,电暖器,电水壶,电熨斗,电饭锅,热得快,电热器： 利用电流做功将电能转化为内能的装置。,电流的热效应：,通电导体发热的现象,一、电流的热效应,导体中有电流通过的时候，导体要发热，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。,电热器的主要组成部分是发热体。,发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝 缠绕在绝缘材料上制成的。,电热器就是利用电流的热效应工作的,电炉丝接入电路中时，电炉丝和电线中流过相同的电流，为什么电阻丝发热可以烧水，而导线几乎不发热。,问题1：,提出问题：,导体通电时产生热量的多少可能与哪些因素有关？,实验方法:,现象一：电炉丝通电能产生热，不通电不产生热。,猜想二：电阻丝产生的热量同通电时间有关。,猜想三：导体通电时产生的热量多少与导 体的电阻大小有关。,现象二：电阻丝通电的时间越长产生的热量越多。,事实：电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材 料是铜。,猜想一：电阻丝产生的热量同电流有关,由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较，实验中怎样将它变为便于直接观察比较的现象呢？,转化法,想一想 议一议,想一想 议一议,1、如何研究通电导体的电阻(R)大小对产生热量的影响 2、如何研究通电导体中电流(I)大小对产生热量的影响 3、如何研究导体的通电时间(t)对产生热量的影响 为完成探究，还需什么器材。,(1)研究电热器电阻的大小对产生热量的影响 要研究电阻对产生热量多少的影响，应该控制 和 不变，则可以让两个阻值不同的电阻 （串联并联）后接入电路。,3.设计实验、验证假设,电流,通电时间,串联,实验1：研究电热与电阻关系,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。,结论一：,(2)研究电流大小对产生热量的影响,要研究电流大小对产生热量的影响,应该控 制 和 不变，改 变 。,通电时间,电阻,电流,实验2：研究电热与电流关系,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。,结论二：,(3)研究通电时间对产生热量的影响,要研究通电时间对产生热量的影响,应该控 制 和 不变,改变 。,通电时间,电阻,电流,由生活经验知道，同一个电热器（电阻 一定），电流不变时，通电时间越长，产生 的热量越多。,结论三：,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。,有以上实验可知：,电流通过导体产生的热量与 电阻，电流和通电时间有关,结论1. 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。,结论2. 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。,结论3. 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。,实验结论,英国物理学家焦耳通 过大量的实验，于1840 年精确地确定了电流产 生的热量跟电流、电阻 和通电时间的关系，即 焦耳定律,焦耳 (18181889),Q = I ² R t,热量 电流 电阻 时间,J A S,2，公式：,意义：,单位：,二，焦耳定律：,科学靠我们发现、探究、改进-科学永无止境,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。,(普遍适用),一根60的电阻丝接在36V的电源上, 在5min内共产生多少热量？,解：,通过电阻丝的电流为：,电流产生的热量为：,=(0.6A)2×60×5×60s,答，电阻丝在5min内共产生6480J热量。,Q=I2Rt,=6480J,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?,想想议议,1电热的利用,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。,四、电热的利用和防止,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。,2电热的危害,焦耳定律的理论推导,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 = IR It = I2Rt,考考你：,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：导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热量少。,若电流做的功全部用来产生热量即Q = W,又W = UIt,根据欧姆定律U = IR,Q = W = UIt = I2Rt,3.电流产生热量的其他表达式,Q=W=Pt=UIt=U t= t,只适用于只有电阻的电路,(电能全部转化为内能)的情况。,【例题】：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。,解：1 ） WUIt 380×10×1J 3800J,已知：电动机 U=380V I=10A R=2 t=1s 求： （ 1）W （2）Q,2 ） QI2Rt 10 ×10 ×2 ×1J 200J,电功和电热的关系 （ W 和 Q 的关系）,在电热器电路 (只有电阻的电路)中：（电能几乎全部转化为内能）,W = Q （W= UIt） =（Q=I2Rt）,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）,W Q （W= UIt） （Q=I2Rt）,练一练,1、导体的电阻为5 ，通过它的电流为2A，在1秒内，导体上电能转化为多少J的热？,2、标有“220V 800W”的电炉，接在220V的电源上后，通过电炉的电流为多少？通电1小时，电炉上有多少J的电能转化为热？,3、有A、B两根电阻丝，电阻分别为RA=3，RB=2 ， 并联后接入电压为6V的电源上，这两根电阻丝上产生热时的总功率为多少？,4、有A、B两根电阻丝，电阻分别为RA=3 ，RB=2 ，串联后接入电压为6V的电源上，这两根电阻丝上产生热时的总功率为多少？,
