1、焦耳定律,第十八章 第节,宁阳二十四中,教学目标,1.知道电流的热效应。 2.理解焦耳定律。 3.知道利用和防止电热的场合和方法。 4.通过实验探究电流的热效应跟电流、电阻大小的关系。,生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。,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,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?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?,想想议议,1. 电流I，电阻R，通电时间t,猜想：,2.研究方法控制变量法,3.设计方案？,方案一,在通电电流和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电阻的关系
2、：电路图：,电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?关系怎样？,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。,在电阻和通电时间相同的条件下，研究通电导体产生的热量跟电流的关系。电路图：,方案二,实验2：研究电热与电流关系,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。,方案三,在电流和电阻相同的条件下研究通 电导体产生的热量跟通电时间的关系。 电路图：,结论：在电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，通电导体产生的热量越多。,观察实验,焦耳（James Prescott Joule，
3、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。,焦 耳,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。2公式：Q = I2Rt 3单位：Q 焦耳（J）,二、焦耳定律,I安 （A ） R欧（ ） t秒 （s),例题,1.某导体的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？解：Q= I2Rt =(1安)2 2欧 60秒=120焦答：1分钟产生的热量是120焦。,思考与讨论,为什么电炉接入照明
4、电路后，能放出大量的热，而与电炉连接的导线却不怎么热？,答：因为电线和电炉串联，通过它们的电流是一样的，而电炉的电阻比电线的电阻大的多，所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知，在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量多，因此电炉热而电线却不热。,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，(这样的电路就是纯电阻电路）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,3 .一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏
5、，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 ） WUIt380V10A1s3800J（2 ） QI2Rt10 A10 A2 1s200J 答： 消耗的电能是3800J；产生的热量是200J。,Q = I2Rt=(0.6 A)260 W300 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,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
6、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。,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,课堂小结,焦耳定律的实验和内容,达标测评 1.通
7、过电阻R的电流强度为I时，在时间t内产生的热量为Q，若电阻为2R，电流强度为I/2时，则在时间t内产生的热量为（ ）A4Q B2Q C Q/2 D Q/4 2、有甲、乙两只电炉，已知电炉电阻R甲R乙，现将两只电炉分别接入电源电压为220V的电路中，在相同时间内，通过两电炉的电阻丝的电流I甲 I乙，两电炉的电阻丝放出的热量Q甲 Q乙。（均选填“”、“”或“=”） 3、小李同学自制了一个简易“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个阻值为1.0104的电阻。将这个电热驱蚊器接在220V的电源上，100s内产生的热量是多少焦耳？ 4、一电热器电阻丝的电阻为120，接在220V的电路中，要产生3.63105J的热量，需通电 多少时间？,
