18.4焦耳定律剖析.pptx

焦耳定律 第十八章 第４节 上周六，市三中九年级六班刘炜琨同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。 可是爸爸 后就发现，刘炜琨刚看过电视。 用手一摸电视机后盖 　　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（热能），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吗？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究竟跟什么因素有关呢? 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 用到了转换法： 将不易观察到的热量的多少用密封空气膨胀后使U形管两边液面出现的高度差大小来反映。 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 　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、电阻和通电时间的关系。 焦 耳 热量 电流 电阻 时间 J A Ω S （2）公式： （3）含义： （4）单位： （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。 二、焦耳定律 Q = I2 R t 　　2．有的用电器，例如电风扇工作时，消耗的 电能主要转化为机械能，少量转化为内能： 　　QW 三、电能和电热关系 Q = I2Rt =(0.6 A)2×60 W×300 s = 6 480 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 6 480 J 热量。 解: 例题1 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，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。 例题2 解： 1 ） W＝UIt ＝380V×10A×1S ＝3800J 2 ） Q＝I2Rt ＝(10 A)2×2 Ω×1S ＝200J 答： 消耗的电能是3800焦； 产生的热量是200焦。 　　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? 相同 越大 越小 　　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 解：Q = I2 R t = （2A）2×2Ω×60s =480J 解：电饭锅把电能全部转化成了内能 ∴Q=W=Pt =450w×60s =27000J Q=W=Pt =40w×10×60s =24000J