初三物理電學(xué)部分：焦耳定律講義

1、 因材思教 楷書人生 焦耳定律 教學(xué)目的1、掌握探究導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與哪些因素有關(guān)的實驗原理及方法2、理解焦耳定律3、學(xué)會利用焦耳定律進(jìn)行計算 知識要點一、探究導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)1、電流的熱效應(yīng)（1）燈泡發(fā)光一段時間后，用手觸摸燈泡，有什么感覺？用手觸摸電線卻感覺不到熱，這是為什么？（2）家庭電路中使用功率過大的用電器可能引起火災(zāi)，這又是為什么？（3）電流的效應(yīng)：電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象電流的熱效應(yīng) 電流的效應(yīng) 電流的磁效應(yīng)電流的化學(xué)效應(yīng)電熱器：利用電流的熱效應(yīng)制成的加熱設(shè)備（電熨斗，電炒鍋，電烤箱等）電熱器的主要組成部分：發(fā)熱體發(fā)熱體：一般由電阻率大、熔點高的金屬絲 繞在絕緣材料上做成的。

2、2、探究實驗（1）提出問題電流產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)？ 導(dǎo)體電阻的大小猜想 電流的大小 通電時間（2）實驗探究實驗?zāi)康模貉芯侩娏魍ㄟ^導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)試驗方法：控制變量法實驗原理：當(dāng)電流通過電阻絲時，電流產(chǎn)生的熱量就會使瓶中的空氣溫度升高，體積膨脹，致使導(dǎo)管中原來一樣高的液柱逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會上升的越高?？梢酝ㄟ^管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量。（轉(zhuǎn)換法） 與電阻的關(guān)系實驗過程：a、電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻關(guān)系：條件：等量煤油，電流相同，時間相同現(xiàn)象：B瓶中溫度升高的多結(jié)論：電流和通電時間相同時，電阻越大，產(chǎn)生的熱量越多與電流的關(guān)系b、電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的

3、熱量與電流大小的關(guān)系：條件：通電時間相同，電阻相同現(xiàn)象：電流大時，溫度上升的多結(jié)論：在通電時間一定，電阻相同時，通過的電流越大，產(chǎn)生的熱量越多c、電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與通電時間的關(guān)系條件：電流一定，電阻相同時現(xiàn)象：時間越長，溫度上升的越多結(jié)論：在電流與電阻都相同時，通電時間越長，電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量就越多實驗結(jié)論：導(dǎo)體的電阻越大產(chǎn)生的熱量越多，通過導(dǎo)體的電流越大產(chǎn)生的熱量越多，通電時間越長產(chǎn)生的熱量越多二、焦耳定律1、定義焦耳定律：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時間成正比2、公式Q = I2Rt 公式： Q = I2 R t 焦耳定律 意義： 熱量

4、電流 電阻 時間單位： J A S3、焦耳定律理論推導(dǎo)W = Q W = UIt U = IR Q = W = UIt = (IR)It = I2Rt4、焦耳定律公式擴(kuò)展Q = W = Pt = UIt = U2t/R （只適用于純電阻電路）電阻電路：只含有電阻的電路、如電爐、電烙鐵等電熱器件組成的電路，白熾燈及轉(zhuǎn)子被卡住的電動機(jī)也是純電阻器件 非純電阻電路：電路中含有電動機(jī)在轉(zhuǎn)動或有電解槽在發(fā)生化學(xué)反應(yīng)的電路5、Q=I2Rt與W=UIt的區(qū)別在純電阻電路中，這兩個公式是通用的(W = Q)。在非純電阻電路中， W = UIt 公式求得的是總消耗的電能； Q = I2Rt 公式求得的是在總電能

5、中部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能的能量即：W Q （且W = I2Rt + W1）6、純電阻電路與非純電阻電路7、電功率與熱功率的區(qū)別與聯(lián)系（1）區(qū)別：電功率是指某段電路的全部電功率，或這段電路上消耗的全部電功率，決定于這段電路兩端電壓和通過的電流強(qiáng)度的乘積；熱功率是指在這段電路上因發(fā)熱而消耗的功率決定于通過這段電路電流強(qiáng)度的平方和這段電路電阻的乘積（2）聯(lián)系：對純電阻電路，電功率等于熱功率；對非純電阻電路，電功率等于熱功率與轉(zhuǎn)化為除熱能外其他形式的功率之和三、例題精講【例1】某電動機(jī)上標(biāo)有“220V,2A”它的線圈電阻為5 ，當(dāng)它正常工作一分鐘后，消耗的電能為多少？線圈中產(chǎn)生的熱量為多少？如沒有其他能量的損

6、失，則得到多少的機(jī)械能？【例2】用電爐燒水時，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著銅導(dǎo)線卻不怎么熱，這是為什么?課題18-4 焦耳定律學(xué)習(xí)筆記一、電流的熱效應(yīng)電流通過導(dǎo)體時將_ 能轉(zhuǎn)化成 的現(xiàn)象。在這一過程中，電能轉(zhuǎn)化為 能二、探究焦耳定律（定性）課題探究電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生的熱量與哪些因素有關(guān)器材電源、開關(guān)、導(dǎo)線、兩個阻值不同的電熱絲()、煤油、兩只玻璃瓶、兩只 、滑動變阻器、 裝置圖步驟 如圖組成串聯(lián)電路，在玻璃瓶中裝有等量的、 相同的煤油，煤油內(nèi)插入 閉合開關(guān)，調(diào)節(jié)滑動變阻器使電流表的示數(shù)為0.5 A，5分鐘后發(fā)現(xiàn)甲、乙煤油的溫度分別為30和38_開關(guān)，使煤油冷卻回原來的溫度，向 調(diào)節(jié)滑動變阻

7、器，使電流表的示數(shù)為1 A，過5分鐘，甲煤油的溫度是46在第步的基礎(chǔ)上，保持滑片位置不變，通電10分鐘后發(fā)現(xiàn)甲煤油的溫度為36。方法實驗中，通過溫度計示數(shù)的高低來判斷電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生電熱的多少，這是采用了 法；本實驗還采用了_ _法。結(jié)論 在通電時間和_ _一定時，導(dǎo)體電阻越_ _，通電導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量越_ _。 在通電時間和_一定時，通過導(dǎo)體的電流越_ ，通電導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量越_ _。 在導(dǎo)體的電阻和_一定時，通電時間越_，通電導(dǎo)體所產(chǎn)生的熱量越_ _。注意：（1）在上述實驗中，甲、乙兩電阻絲采用串聯(lián)的目的是:使電路中_相等。 （2）在上述實驗中，若將溫度計換成細(xì)玻璃管，則應(yīng)通過煤油在玻璃

8、管中_ _來判斷電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)生電熱的多少。三、焦耳定律1.內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟_成正比，跟_成正比，跟_成正比。2.公式：_Q_； I_；R_； t_ _；3.電熱功率: _。4.純電阻電路（將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的電路）中：Q=W 注意事項：對于純電阻電路，電流做功消耗的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能（QW），這時以下公式均成立Q=W=UIt Q= W=t Q= W=Pt；對于非純電阻電路，電能除了轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，還要轉(zhuǎn)化為其他形式的能量。求Q時只能用QI2Rt。5.利用電熱的例子：熱水器、電飯鍋、_、_等。6.防止電熱的例子：電視機(jī)外殼的_窗；計算機(jī)內(nèi)的_風(fēng)扇、電動機(jī)外殼的_片等。7.解釋：電

9、爐子工作時，電爐絲熱得發(fā)紅，而與其相連的導(dǎo)線插頭卻幾乎不熱，這是為什么?答：電爐絲與插頭是_聯(lián)的，通過的電流_根據(jù)_定律公式_，在_時間內(nèi)，_一定時，電流產(chǎn)生的熱量跟_成正比，爐絲比插頭的電阻_，相同條件下電流產(chǎn)生的熱量_，因此爐絲熱得發(fā)紅【練習(xí)】1（判斷）電風(fēng)扇工作時，沒有電流的熱效應(yīng)產(chǎn)生 ( )2.導(dǎo)線相互連接的位置往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災(zāi)電流通過電燈，電燈會發(fā)熱；電流通過電褥子，電褥子會發(fā)熱；通電時間長了，連接用電器的導(dǎo)線也會發(fā)熱這些現(xiàn)象都是把_轉(zhuǎn)化為_，這種現(xiàn)象叫_據(jù)此現(xiàn)象，人們制成了_。3.根據(jù)焦耳定律公式_，在電流相同的情況下，電阻越大，電流在一定時間內(nèi)產(chǎn)生熱量

10、越_也就是說，在電流相同時，電阻較大的導(dǎo)體產(chǎn)生熱量的功率越_4.有一個電暖氣，當(dāng)通過它的電流是原來的2倍時，它產(chǎn)生熱量的功率是原來的_倍5一盞“220V，60W”的白熾燈，一臺“220V，60W”的電風(fēng)扇，一只“220V，60W”的小電暖手爐，同時接在220V的電壓下，則相同時間內(nèi)產(chǎn)生的熱量( ) A電風(fēng)扇最多 B白熾燈最多 C暖手爐最多 D一樣多6.下列研究方法中屬于控制變量法的是( )A研究焦耳定律時，可以通過觀察燒瓶中液體溫度的高低來判斷電阻產(chǎn)生熱量的多少B在電流、通電時間一定時，研究電阻產(chǎn)生的熱量與電阻的關(guān)系C通過電流做功的多少來量度消耗電能的大小D比較電流表和電壓表的異同點7在家庭電

11、路中，導(dǎo)線相互連接的位置往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災(zāi)這是為什么?答：導(dǎo)線相互連接的位置電阻較_，根據(jù)Q=_可知：通電時間、電流一定時，_與導(dǎo)體的_成正比，所以在家庭電路中，導(dǎo)線相互連接的位置往往比別處更容易發(fā)熱，加速老化，甚至引起火災(zāi)8一根60的電阻絲接在36V的電源上,在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？9.某導(dǎo)體的電阻是2，通過2 的電流時，1min產(chǎn)生多少焦耳的熱量？10.一只電烙鐵的額定電壓是220V，在額定電壓下工作時的電阻是1210歐姆，它的額定功率是多大？在額定電壓下通電10分鐘產(chǎn)生多少熱量？11.探究焦耳定律：器材電源、導(dǎo)線、開關(guān)、兩個裝有相同質(zhì)量煤油的燒瓶、銅絲、鎳鎘

12、合金絲、 。準(zhǔn)備實驗裝置如圖所示，在兩個相同的燒瓶中裝相等質(zhì)量的煤油，瓶中各放一根電阻絲，右瓶中電阻絲比左瓶中的大，通電后觀察電流通過電阻絲產(chǎn)生的熱量是沒有的溫度升高，電流產(chǎn)生的熱量越 ，煤油溫度上升的越 。步驟和現(xiàn)象如圖連接電路，閉合開關(guān)一段時間后，發(fā)現(xiàn)右側(cè)瓶中溫度 ，這說明燒瓶中的鎳鎘合金絲產(chǎn)生的熱量 ；只將右瓶中的鎳鎘合金絲接入電路，再用 改變電路中電流，使電流比剛才的電流大，通電時間跟上次實驗一樣，發(fā)現(xiàn)燒瓶中的煤油溫度升高的比上次 ，這說明 。 對于兩瓶通電時間越長，燒瓶中煤油溫度都升高的越 。方法本實驗用的物理學(xué)研究方法有 和 。結(jié)論電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量多少與 、 和 有關(guān)。12、小宇同學(xué)按如圖所示的裝置，研究“電流通過導(dǎo)體時產(chǎn)