初中物理幻灯片：焦耳定律

焦耳定律,学习目标,1.知识与技能： (1)知道电流的热效应。 (2)知道焦耳定律。 (3)知道电热的利用和防止。 2、过程方法： (1) 通过搜索信息和信息加工，探究自然现象的内部联系和理论实质，总结规律，提出新理论，构建理论架构体系和技能架构体系。 (2) 通过实验观察和理论分析，探究理论规律的应用和实质，培养学生的观察能力和理论分析能力。 (3)通过学习建立理论知识模型的过程，了解运用想象、猜想、假说、推论、运用数学公式推导建立理论模型的方法。,3、情感态度价值观： (1) 通过对物理现象的理论分析和了解理论规律在实际中的应用，初步认识科学技术对社会发展的作用，树立学好科学文化知识为社会服务的观念。 (2) 通过实验活动与推理，培养学生的操作技能和求知欲，有意识地培养学生的自主性能动性责任性，把所学知识应用到实际生活中去。 (3)学习建立知识模型的方法，优化学习工作生活架构性能，培养科研生活中的思维品质、科学素养和生活习惯。 (4)通过了解人类探索物质世界的历程和科学理论成果，培养探索精神、创新思想和促进人类社会与自然世界和谐发展的优良品德。,电热的利用,电热的利用和防止,电热的防止,电熨斗,电热水器,电烤箱,电褥子,电烙铁,电饭锅,电热的利用,电热的危害与防止,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。,一、电流的热效应,二、电流的热效应跟电阻大小的关系：,表明：在电流相同的条件下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比。,电流的热效应:电流通过导体 时，电能转化成热能的现象。,理论推导,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? zxxk 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?,想想议议,分析,导线和电炉丝是 的， 流过它们的 相同，而 电炉丝的电阻比导线的电 阻 ，因此电能转化 成热能时的功率 。所 以，电炉丝已经热得发红， 而与其相连的导线却几乎 不热。,串联,电流,大,大,实验电路图,设计实验 验证假设,观察实验,电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?,演示实验,实验装置,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。,实验2：研究电热与电流关系zxxk,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。,现象说明：,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.,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.,进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比.,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.,焦耳（James Prescott Joule， 18181889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。zxxk,焦 耳,3.单位：焦耳（J）,2.公式：,根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律：,1.内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。,英国物理学家焦耳通过大量的实验，总结出焦耳定律。 焦 耳 定 律,1当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，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 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。,2当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：,WQ热,三、电能和电热关系,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,答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。,答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。,1电热的利用,利用电热孵化器孵小鸡,用来加热,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,Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 J,一根 60 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量?,答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。,解:,例题,1、我能：进行信息加工，鉴别、分析、评价、概括； （1）搜索信息 ：能使用搜索引擎从网络，图书馆，书籍等多渠道获取信息，进行分类整理。（2）研究课题：自主选择主题符合课程内容，具有综合性，挑战性，针对性。 2、我行：设计实验，撰写理论成果；（3）实验记录 ：能提供对计划、方案、构造、现象、结论、观点成果的完整记录。（4）信息加工：对信息做了总结，并以文字描写结论，阐明理论观点，能构建理论架构。 3、我会：建立知识模型，优化学习工作性能，具有创新思想。 （5）变量分析：能独立确定独立变量和因变量并描述出变量间的内部联系，能独立设计探究实验 。 （6）模型构建：对科学基本规律、理论体系、操作技能有明确的撰写和理解。 4、我优：展示成果，进行网络交流； （7）成果展示 ：内容完整，方案合理，知识结构体系正确。,