1、第十五章 电能与电功率,15.4 探究焦耳定律,导学设计,应用示例,第十五章 电能与电功率,课堂小结,课堂反馈,导学设计,学点1 探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关,15.4 探究焦耳定律,小组之间交流、讨论，探究通电导体放出的热量跟哪些因素有关，完成下列的问题：,15.4 探究焦耳定律,电流,电阻,通电时间,15.4 探究焦耳定律,设计实验 从生活中的一些现象猜想到多个因素影响通电导体放出的热量，故在探究的过程中采用_法实验中通电导体放出的热量不能够直接观察到，故实验探究过程中通过观察质量相等的煤油温度的变化来反映通电导体放出热量的多少，这种研究问题的方法称为_法,控制变量,转换,15.4
2、 探究焦耳定律,通过导体的电流,通电时间,电阻,串,15.4 探究焦耳定律,电阻,通电时间,电流,取一个定值电阻,在电路中串联一个滑动变阻器,15.4 探究焦耳定律,(3)在实验探究的(1)、(2)步骤中，如果给导体通电时间加长，则会发现温度计示数上升的_，这表明通电导体产生的热量与导体的_有关 实验结论 通电导体产生的热量跟_、_以及_有关,越高,通电时间,导体的电阻,导体中的电流,通电时间,学点2 焦耳定律,15.4 探究焦耳定律,自学教材P99、P100，回答下列问题： 问题1：电流产生的热量与电流、电阻、通电时间的定量关系是：电流通过导体时产生的热量，跟电流的_成正比，跟导体的_成正比
3、，跟_成正比这个规律叫做焦耳定律,平方,电阻,通电的时间,15.4 探究焦耳定律,问题2：焦耳定律可以用公式表达为_，其中Q表示_，单位是_,I表示_，单位是_；R表示_，单位是_,QI2Rt,电流通过导体时产生的热量,J,导体中的电流,A,导体的电阻,15.4 探究焦耳定律,知识拓宽 电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化为其他形式的能量，那么电流产生的热量Q等于其消耗的电能，即QWUIt.此时结合欧姆定律还可推导出另一个公式_，故此时W和Q的关系为：WQ_,I2Rt,Pt,UIt,Q=,15.4 探究焦耳定律,学点3 电流热效应的应用与控制,电,热,电流的热效应,15.4
4、探究焦耳定律,问题2：电热既有有利的一面也有不利的一面，结合生活实际，分析一下，在生活中电热会给我们带来哪些危害，用电器是怎样散热的？,答案在用电器工作时，由于电流的热效应会导致温度过高，这样会影响用电器的使用寿命，使绝缘皮老化，甚至引起火灾电视机的后盖有许多小孔，就是为了通风散热；电动机的外壳有许多散热片，也是为了散热降温,类型一 电流的热效应,15.4 探究焦耳定律,应用示例,A,15.4 探究焦耳定律,方法指导电流通过导体会产生热量，但是对于不同的电路，消耗相同的电能转化成的内能是不同的，如电炉等电热器，可以认为电能全部转化为内能，但是对于电冰箱、电风扇等用电器，只有少部分电能转化为内能
5、。,类型二 电热的影响因素,15.4 探究焦耳定律,15.4 探究焦耳定律,(1)小明用该装置探究“电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系”，他应该观察比较_两瓶中温度计的示数变化情况，其中_瓶中的液体温度升高得更快一些 (2)小红用该装置完成“比较水和煤油吸热升温的情况”的实验，她应该观察比较_、C两瓶中温度计的示数变化情况，实验中水和煤油吸热的多少是通过_(选填“温度计示数”或“加热时间”)来反映的该实验中装有_(选填“水”或“煤油”)的烧瓶中温度计示数变化较大,A、B,B,B,加热时间,煤油,15.4 探究焦耳定律,解析 电流产生的热量与电流、电阻和通电时间三个因素有关，探究中要采用控制
6、变量法(1)探究电流通过导体产生的热量与电阻大小的关系，应控制电流和通电时间相等，改变电阻通电后给质量相同的同种液体加热，所以应比较A、B两瓶中温度计的变化情况，因为RARB，所以B中液体温度升高得快些(2)为了比较水和煤油吸热的多少，应采用相同的加热装置，通过加热时间长短来反映水和煤油吸热的多少，因为RBRC，所以要选择B、C两瓶中温度计的示数变化情况；通电相同时间(吸收相同的热量)，质量相等的水和煤油中，煤油的温度升得高，温度计示数变化大,15.4 探究焦耳定律,实验点拨解答时把握好实验中的探究方法 (1)转换法的应用：通过温度计的示数或U形管液面高度的变化反映产生电热的多少 (2)控制变
7、量法的应用：在探究导体产生的热量与导体电阻的关系时，应该控制通过不同的导体的电流相同、通电时间相同；探究导体产生的热量与通过导体电流的关系时，应该控制同一导体的通电时间相同，改变通过电流的大小,类型三 电热的计算,15.4 探究焦耳定律,例3 某校物理实践活动小组在老师的指导下，组装了一台电动机测知铜线圈的电阻为10 ，在电压为220 V时测试，1 min内通过的电流为4 A. (1)1 min内电流通过线圈产生的热量是多少焦？ 下面是小明同学关于此问题的解答过程,15.4 探究焦耳定律,解：QWUIt220 V4 A160 s5.28104 J. 答：该时间内线圈产生的热量是5.28104
8、J. 上述解答过程是否正确？请你作出判断并说明理由 (2)该电动机输出的功率有多大？(不计机械摩擦等)要求写出详细的计算过程,15.4 探究焦耳定律,解析 (1)已知电流、线圈电阻和通电时间，由焦耳定律可以求出线圈产生的热量(2)由电功率公式PUI可以求出电动机的总功率，利用PI2R求出发热功率，即可求出输出功率,15.4 探究焦耳定律,15.4 探究焦耳定律,15.4 探究焦耳定律,类型四 电热器多挡位问题,15.4 探究焦耳定律,15.4 探究焦耳定律,15.4 探究焦耳定律,15.4 探究焦耳定律,课堂小结,15.4 探究焦耳定律,探究通电导体放出的热量与电阻、电流和通电时间的关系,焦耳
9、定律,Q=I2Rt,电流热效应的应用与控制,电流的热效应,课堂反馈,15.4 探究焦耳定律,1.电热器是利用电流的_工作的；在电饭锅、电熨斗、电风扇中，不属于电热器的是_,热效应,电风扇,15.4 探究焦耳定律,2导体通过电流时会发热，为了探究导体通电时产生的热量与哪些因素有关，某实验小组同学用通电的电阻丝加热质量和初温都相同的水，并将温度计插入水中，观察加热后的水温三次实验中通电时间相同，实验过程及观察到的现象如图211所示，(a)、(b)两图中电流表指针所指刻度相同，电阻丝的电阻R1R2.三次实验温度计的示数依次升高请根据实验现象及相关条件归纳得出初步结论,15.4 探究焦耳定律,在电流和
10、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多,在电阻和通电时间一定时，电流越大，产生的热量越多,15.4 探究焦耳定律,3电流流过导体时产生的热量，跟电流的_成正比，跟导体的电阻成_，跟通电的_成正比这个规律叫_，它可以用公式表示为_热量的国际单位是_,平方,正比,时间,焦耳定律,Q=I2Rt,J,15.4 探究焦耳定律,4把一个电阻为44 的电炉接入电压为220 V的电路中，通电10 min产生的热量为_J连接家庭电路时，要注意检查线路连接处接触情况若接触不良，电流通过时产生的热量会更多容易引起火灾因为相比接触良好时连接处的电阻_(选填“更大”或“更小”),更大,15.4 探究焦耳定律,5一只电热水壶铭牌上标有“220 V 1100 W”的字样，在额定电压下工作求： (1)正常工作时的电流和电阻 (2)通电5 min产生的热量,答案 (1)5 A 44 (2)3.3105 J,
