1、我们家的电器中哪些是把电能转化为内能(热能)的?,同学们还记得我们前边学习的电功的公式么? 它表示什么意义呢?,W=UIt,它们的共同特征 是什么?,电能转化为内能,猜想四:,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?,转换法,想一想 议一议,U型管连接的容器加热
2、后,温度升高,气体膨胀,压力变大,液面升高。,目标:在电流相同、电阻不同时,产生电热的效果如何呢?思考:实验设计中,怎样保证电流等大?用什么仪器反映产生热量的多少?,【演示实验1】,想一想 议一议,电阻串联时电流相同。 U型管连接的容器加热后,温度升高,气体膨胀,压力变大,液面升高。,请回答:看到了什么现象?说明了什么结论?,现象:I 相同时,R 大的一边液面升的高,即升温快。 结论1:在电流和时间相同时,电阻越大产生的热量越多。,思考: 此时,哪个电流小?为什么? 并联分流的电阻为什么要放在盒子外面?,让相同的电阻,流过不同的电流,看效果会如何呢?,【演示实验2】,右边的发热器热量少,因为并
3、联的电阻分去一半的电流。不让它产生的热量影响盒内的温度。,看到了什么现象?说明了什么结论?,电流 I 大的液面升高快,即产生的热量Q 多。 结论:在电阻相同和时间相同时,通过的电流越大,产生的热量越多。,【跟踪思考】,通过以上实验你能总结出什么规律?,电阻上产生的电热与电阻大小和流过的电流都有关,电阻越大,电流越大,产生的热量越多。,Q = I 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:,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),焦耳(James Prescott Joule, 1
4、8181889),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。,焦 耳,1在纯电阻电路中(如:电暖器,电饭锅,电炉子等),当电流通过导体时,电能全部转化为内能,而没有同时转化成其他形式的能量,这样电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W,即Q = W = UIt = Pt= =I2Rt,2在非纯电阻电路中,如当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:,W电Q热,三、电能和电热关系,此时,只能用Q=I2Rt(焦耳定律)来计算电热,焦耳通过实验得到电流产生热量与电
5、流、电阻、通电时间是什么关系?如何用公式表示这一规律?单位是什么?可否从能量守恒的观点,通过电流做功推出电阻的电热公式?,【问题思考1】,为什么用导线连接的电磁炉通电后,电炉很快发红发热,而导线却不热?,因导线电阻很小(0.010.001),而电炉电阻很大(几十、几百欧姆),串联时导线生热很微小,故感觉不热。,【问题思考2】,例题解析,例题 一根60的电阻丝接在36V的电源两端,在5min内共产生多少热量?,解法1:通过电阻丝的电流 再由焦耳定律电流产生的热量即,解法2:,【拓展变化】若该电阻丝截短一半,仍接在原电源上,在相同时间内,产生的热量是原来的多少倍?若电压减为一半,其他不变,则产生热
6、量又如何?,从课本的“想想议议” 所提的问题中,需要澄清什么概念?,电压相同时,适用 ,R越小,Q越大(由 知,P大的R小)。 电流相同时,适用 Q=I R t ,R越大Q越大。,【想想议议】,“试一试”:实例分析,实例1:电褥子长时间通电容易起火,你能 解释么? 实例2:电路短路会起火,你能解释么? 实例3:拨打手机时间长了,手上有什么感觉?怎么办? 实例4:两个灯泡,亮度大的产生的热量一定更多么?,课堂总结,1.电热的影响因素有哪些? 2.分组实验得到的结论是什么? 3.焦耳总结的规律是什么?公式如何? 4.应用:如何用含电压的量表述焦耳定律公式? 5.生活中,有哪些应用或减少(防止)电热的实例?,作业: “动手动脑学物理”1-6题,