18.4焦耳定律2.ppt.pptVIP

学习目标 1.能通过生活实例认识电流的热效应。 2.能在实验的基础上引出焦耳定律，会 用焦耳定律进行计算。能用焦耳定律解释简单的现象。 3.通过学习电热的利用和防止，学会辩 证的观点看待问题。 任务1： 请大家阅读教材第99页 , 结合实际生活，说明什么是电流的热效应?并举例说明。把你的想法与同学们交流一下。 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? 任务2： 任务3： 请同学们阅读教材第101页 , 结合生活实际，哪些地方利用了电热？哪些地方是防止电热的？举例说明。把你收集的信息和小组同学交流一下。 * * 第四节 焦耳定律 电热壶 电烤箱 电炉 电饭锅 热水器 电热器 　　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。 思考： 结合教材第99页演示中的内容小组内讨论： 1.针对电炉丝发红导线却不热的现象你能提 出什么问题？ 2.你有什么猜想？ 3.用什么方法研究？如何设计实验验证？ 4.通过观察什么现象说明产生热量的多少？。　　 探究电流通过导体时产生 热的多少跟什么因素有关? [设计实验] 思考：当一个物理量与多个因素有关时，应用 什么方法去研究？ 实验中，通过观察U形管中液面高度差的变化 来判断产生热量的多少。 实验方案（演示） 控制变量法 转换法 实验：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 　　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：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω I1 　　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。 　　焦耳（James Prescott Joule，1818—1889），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、电阻和通电时间的定量关系。 焦耳定律 Q = I 2 R t 热量 电流 电阻 时间 J A Ω S 公式： 物理量： 单位： 焦耳定律：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。 ※ 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。 ※ 当电流通过电扇时，消耗的电能主要转化为机械能，还有一部分内能，即电能-----机械能+内能 　　W＞Q热 如：洗衣机、冰箱、空调等。 电能和电热关系 ※ 当电流通过电扇时，消耗的电能主要转化为机械能，还有一部分内能，即电能-----机械能+内能 　　W＞Q热 如：洗衣机、冰箱、空调等。 ※ 当电流通过电扇时，消耗的电能主要转化为机械能，还有一部分内能，即电能-----机械能+内能 　　W＞Q热 如：洗衣机、冰箱、空调等。 小组内讨论：我们学习了焦耳定律， 怎样回答前面的问题？ 导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？ 答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt知，电流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。 Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6480 J 　　一根 60 Ω 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 6480 J 热量。 解: 例题： I =　 =　　　= 0.6 A U R 36 V 60 Ω 电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器等。利用电流的热效应制成的加热设备叫电热器。 电热的防止：电视机后盖的散热窗、电脑主机里面的小电风扇、电动机外壳等等。 * * *