新人教版《18.4焦耳定律》（好）ppt (2)

1、1第第4 4節(jié)節(jié) 2 上周六，小明的爸爸出門前囑咐他好上周六，小明的爸爸出門前囑咐他好好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來(lái)時(shí)看好寫作業(yè)，不要看電視。爸爸回來(lái)時(shí)看到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒打開，到他在認(rèn)真寫作業(yè)，電視機(jī)也沒打開，很高興?？墒呛髞?lái)用手一摸就發(fā)現(xiàn)，小很高興?？墒呛髞?lái)用手一摸就發(fā)現(xiàn)，小明剛看過(guò)電視。明剛看過(guò)電視。123? ? 為什么電爐接入照明電路后，為什么電爐接入照明電路后，能放出大量的熱來(lái)，而與電爐能放出大量的熱來(lái)，而與電爐連接的導(dǎo)線卻不怎么熱？連接的導(dǎo)線卻不怎么熱？ 4第第1818章章 電功率電功率第第4 4節(jié)節(jié) 焦耳定律焦耳定律電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能的

2、現(xiàn)象。內(nèi)能的現(xiàn)象。一、電流一、電流熱效應(yīng)熱效應(yīng)：電流的三大效應(yīng)電流的三大效應(yīng)52 2、 電流熱效應(yīng)的應(yīng)用電流熱效應(yīng)的應(yīng)用6電熱器電熱器7熱水器熱水器8飲水機(jī)飲水機(jī)9電熨斗電熨斗10電烤箱電烤箱113 3、現(xiàn)象現(xiàn)象: :電爐絲和導(dǎo)線電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)的通過(guò)的電流相同電流相同。為什。為什么么電爐絲電爐絲熱的熱的發(fā)紅發(fā)紅，而，而導(dǎo)線卻幾乎導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱不發(fā)熱？電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)？么因素有關(guān)？猜想猜想：與與 電阻、電流、時(shí)間電阻、電流、時(shí)間 有關(guān)有關(guān)問(wèn)題問(wèn)題: :12設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn): :燒瓶燒瓶A A中盛中盛等量等量的煤油，溫度計(jì)顯示的煤油，溫度計(jì)

3、顯示煤油的溫度燒瓶中是銅絲，電阻煤油的溫度燒瓶中是銅絲，電阻較小，燒瓶中是鎳鉻合金絲，電阻較小，燒瓶中是鎳鉻合金絲，電阻較大兩瓶中金屬絲較大兩瓶中金屬絲串聯(lián)串聯(lián)起來(lái)接到電起來(lái)接到電源上通電一定時(shí)間后，比較兩瓶中源上通電一定時(shí)間后，比較兩瓶中煤油的溫度變化煤油的溫度變化電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱與電阻電阻的關(guān)系的關(guān)系（控制變量法（控制變量法 轉(zhuǎn)換法）轉(zhuǎn)換法）1314（控制變量法（控制變量法 轉(zhuǎn)換法）轉(zhuǎn)換法）條件：條件：現(xiàn)象：現(xiàn)象：結(jié)論：結(jié)論：等量煤油，電流相同等量煤油，電流相同, ,時(shí)間相同時(shí)間相同B B瓶中溫度上升的多瓶中溫度上升的多電流和通電時(shí)間相同時(shí)，電流和通電時(shí)間相同時(shí)，

4、電阻電阻越大，產(chǎn)生的熱量越越大，產(chǎn)生的熱量越多。多。15條件：條件：通電時(shí)間相同，電阻通電時(shí)間相同，電阻相同相同現(xiàn)象現(xiàn)象：電流大時(shí)，溫度上升多電流大時(shí)，溫度上升多結(jié)論結(jié)論：在通電時(shí)間一定、電阻在通電時(shí)間一定、電阻相同時(shí)，通過(guò)的相同時(shí)，通過(guò)的電流電流越越大，產(chǎn)生的熱量越多。大，產(chǎn)生的熱量越多。結(jié)論：結(jié)論：在電阻相同，通過(guò)電流在電阻相同，通過(guò)電流相同，通電相同，通電時(shí)間時(shí)間越長(zhǎng)，產(chǎn)生熱越長(zhǎng)，產(chǎn)生熱越多。越多。16二、焦耳定律二、焦耳定律 英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的英國(guó)物理學(xué)家焦耳通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，于實(shí)驗(yàn)，于18401840年精確地確定了年精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電阻電流產(chǎn)生的熱量跟電流、電

5、阻和通電時(shí)間的關(guān)系，即焦耳定和通電時(shí)間的關(guān)系，即焦耳定律。律。 17焦耳定律焦耳定律Q = I R t 熱量熱量 電流電流 電阻電阻 時(shí)時(shí)間間J A S2公式公式：3、意義：、意義：4、單位：、單位：1、焦耳定律的內(nèi)容、焦耳定律的內(nèi)容：電流通過(guò)：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的二次方電流的二次方成正比成正比，跟導(dǎo)體的，跟導(dǎo)體的電阻成正比電阻成正比，跟跟通電時(shí)間成正比通電時(shí)間成正比。 焦耳焦耳 (18181889)18焦耳并不滿足，在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，焦耳并不滿足，在這一發(fā)現(xiàn)的基礎(chǔ)上，仍繼續(xù)探討各種運(yùn)動(dòng)形式之間的能量守仍繼續(xù)探討各種運(yùn)動(dòng)形式之間的能量守恒和轉(zhuǎn)化的關(guān)系。恒和轉(zhuǎn)化的關(guān)系

6、。18431843年，發(fā)現(xiàn)了熱功年，發(fā)現(xiàn)了熱功當(dāng)量，并測(cè)出其數(shù)值。當(dāng)量，并測(cè)出其數(shù)值。18501850年，他又寫年，他又寫了了論熱功當(dāng)量論熱功當(dāng)量的論文，總結(jié)和分析的論文，總結(jié)和分析了以往工作的結(jié)果。以后，焦耳繼續(xù)改了以往工作的結(jié)果。以后，焦耳繼續(xù)改進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，不斷提高實(shí)驗(yàn)的精確度，進(jìn)實(shí)驗(yàn)方法，不斷提高實(shí)驗(yàn)的精確度，最后得到熱功當(dāng)量的值比現(xiàn)在的公認(rèn)的最后得到熱功當(dāng)量的值比現(xiàn)在的公認(rèn)的值只小值只小0.7%0.7%，從當(dāng)時(shí)的條件來(lái)看，這樣，從當(dāng)時(shí)的條件來(lái)看，這樣的精確度是驚人的。焦耳在科學(xué)道路中的精確度是驚人的。焦耳在科學(xué)道路中勇于攀登，不怕困難，精益求精勇于攀登，不怕困難，精益求精的精神，的精神

7、，很值得大家學(xué)習(xí)。很值得大家學(xué)習(xí)。195 5、焦耳定律的理論推導(dǎo)、焦耳定律的理論推導(dǎo) 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)，如果消耗的消耗的電電能能全部全部轉(zhuǎn)化為轉(zhuǎn)化為熱熱，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為，而沒有同時(shí)轉(zhuǎn)化為其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的其他形式的能量，那么，電流產(chǎn)生的熱量熱量Q Q就就等于等于消耗的電能消耗的電能W W。即即: Q = W = Pt = UIt = IR It = I2Rt206、思考與討論思考與討論 為什么電爐接入照明電路后，能放為什么電爐接入照明電路后，能放出大量的熱來(lái)，而與電爐連接的導(dǎo)出大量的熱來(lái)，而與電爐連接的導(dǎo)線卻不怎么熱？線卻不怎么熱？ 21答答: 因?yàn)殡娋€和電爐

8、因?yàn)殡娋€和電爐串聯(lián)串聯(lián)，通過(guò)，通過(guò)它們的它們的電流電流是一樣的，而電爐是一樣的，而電爐的電阻比電線的的電阻比電線的電阻電阻大的多，大的多，所以根據(jù)焦耳定律所以根據(jù)焦耳定律Q=IQ=I2 2RtRt可知，可知，在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電爐產(chǎn)在相同時(shí)間內(nèi)電流通過(guò)電爐產(chǎn)生的熱量比通過(guò)電線產(chǎn)生的熱生的熱量比通過(guò)電線產(chǎn)生的熱量大，因此電爐熱而電線卻不量大，因此電爐熱而電線卻不熱。熱。22辯論舞臺(tái)辯論舞臺(tái)在一定時(shí)間內(nèi)，通電導(dǎo)體的電在一定時(shí)間內(nèi)，通電導(dǎo)體的電阻越大產(chǎn)生的熱量越多，還是阻越大產(chǎn)生的熱量越多，還是通電導(dǎo)體的電阻越小產(chǎn)生的熱通電導(dǎo)體的電阻越小產(chǎn)生的熱量越多？量越多？23假如你是評(píng)委假如你是評(píng)委 甲：因

9、為甲：因?yàn)镻=UIP=UI、U=IRU=IR，而對(duì)于，而對(duì)于純電阻電路純電阻電路Q=Pt=UIt=IRItQ=Pt=UIt=IRIt=I=I2 2Rt,Rt,故通電導(dǎo)故通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻與導(dǎo)體的電阻成成正比正比。 乙：因?yàn)橐遥阂驗(yàn)镻=UIP=UI、I=U/RI=U/R，而對(duì)于，而對(duì)于純純電阻電路電阻電路t tR RU Ut tR RU UU UU UI It tP Pt tQ Q2 2故通電導(dǎo)體產(chǎn)生的故通電導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻熱量與導(dǎo)體的電阻成成反比反比。24 一根一根6060的電阻絲接在的電阻絲接在36V36V的電源的電源上上, ,在在5 5minmin內(nèi)共產(chǎn)生

10、多少熱量？?jī)?nèi)共產(chǎn)生多少熱量？解解：通過(guò)電阻絲的電流為：通過(guò)電阻絲的電流為：UI=_R=36V60=0.6A電流產(chǎn)生的熱量為：電流產(chǎn)生的熱量為： Q=I2Rt=(0.6)260560J=6480J25 三、電熱的三、電熱的利用和防止利用和防止26 、電熨斗、電暖氣、電吹風(fēng)、電熨斗、電暖氣、電吹風(fēng)常見的電熱器：常見的電熱器： 2、電熱的防止、電熱的防止電熱器重要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電熱器重要組成部分是發(fā)熱體，發(fā)熱體是由電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲電阻率大、熔點(diǎn)高的電阻絲繞在絕緣材料上繞在絕緣材料上做成的，它們是利用做成的，它們是利用電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)來(lái)工作的來(lái)工作的. . 在電動(dòng)機(jī)里，電

11、流所做的功主要用來(lái)帶動(dòng)機(jī)器，但在電動(dòng)機(jī)里，電流所做的功主要用來(lái)帶動(dòng)機(jī)器，但電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)里的電阻也會(huì)要產(chǎn)生熱量，會(huì)使導(dǎo)線電流通過(guò)電動(dòng)機(jī)里的電阻也會(huì)要產(chǎn)生熱量，會(huì)使導(dǎo)線溫度升高，溫度超過(guò)絕緣材料的耐熱溫度，溫度升高，溫度超過(guò)絕緣材料的耐熱溫度，絕緣材料絕緣材料會(huì)迅速老化甚至可能燒壞會(huì)迅速老化甚至可能燒壞，這就需要考慮散熱，還要這就需要考慮散熱，還要加快散熱加快散熱. .電烙鐵電烙鐵 收音機(jī)、電視機(jī)等用電器也都是考慮散收音機(jī)、電視機(jī)等用電器也都是考慮散熱，它們的機(jī)殼上都有熱，它們的機(jī)殼上都有散熱孔散熱孔. . 27電熱器的圖片電熱器的圖片電烤箱是利用電來(lái)加熱的設(shè)備，可用來(lái)電烤箱是利用電來(lái)加熱的設(shè)備

12、，可用來(lái)加熱烘烤食品加熱烘烤食品. .28電熱器的圖片電熱器的圖片烤面包機(jī)是利用電來(lái)加熱的設(shè)備，可用烤面包機(jī)是利用電來(lái)加熱的設(shè)備，可用來(lái)加熱烘烤面包等食品來(lái)加熱烘烤面包等食品. . 29電熱器的圖片電熱器的圖片電熨斗是利用電來(lái)加熱的設(shè)備，可用電熨斗是利用電來(lái)加熱的設(shè)備，可用來(lái)熨平衣物來(lái)熨平衣物. .30電熱器的圖片電熱器的圖片電暖氣的種類很多電暖氣的種類很多, ,石英管式電暖氣石英管式電暖氣是利用電流使石英管散發(fā)熱量是利用電流使石英管散發(fā)熱量. . 31電熱器的圖片電熱器的圖片電吹風(fēng)是利用電來(lái)加熱的設(shè)備，一般可用來(lái)吹干濕漉的電吹風(fēng)是利用電來(lái)加熱的設(shè)備，一般可用來(lái)吹干濕漉的頭發(fā)頭發(fā). . 返回返

13、回32電烙鐵是利用電熱的焊接工具電烙鐵是利用電熱的焊接工具, , 它是通它是通過(guò)烙鐵芯產(chǎn)生熱的過(guò)烙鐵芯產(chǎn)生熱的. . 返回33防止電熱的圖片防止電熱的圖片電腦中的電腦中的CPUCPU在工作時(shí)要產(chǎn)生熱在工作時(shí)要產(chǎn)生熱, ,如果過(guò)熱就會(huì)如果過(guò)熱就會(huì)損壞芯片損壞芯片, ,所以要在芯片上加裝所以要在芯片上加裝散熱片和風(fēng)扇散熱片和風(fēng)扇. .34防止電熱的圖片防止電熱的圖片計(jì)算機(jī)中的顯卡在工作時(shí)要產(chǎn)生熱量計(jì)算機(jī)中的顯卡在工作時(shí)要產(chǎn)生熱量, ,溫溫度過(guò)高會(huì)損壞顯卡度過(guò)高會(huì)損壞顯卡, ,所以應(yīng)加裝所以應(yīng)加裝散熱風(fēng)扇散熱風(fēng)扇. . 351 1、電流熱效應(yīng)：電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)、電流熱效應(yīng)：電流流過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為熱的

14、現(xiàn)象電能轉(zhuǎn)化為熱的現(xiàn)象 2.2.焦耳定律：焦耳定律：3.3.電熱的利用和防止電熱的利用和防止（1 1）電熱的利用）電熱的利用 電熱器：利用電來(lái)加熱的設(shè)備電熱器：利用電來(lái)加熱的設(shè)備. . 電熱的優(yōu)點(diǎn)：電熱的優(yōu)點(diǎn)：（2 2）防止電熱的危害）防止電熱的危害36四、例題四、例題某導(dǎo)體的電阻是某導(dǎo)體的電阻是2 2歐，當(dāng)歐，當(dāng)1 1安的安的電流通過(guò)時(shí)，電流通過(guò)時(shí)，1 1分鐘產(chǎn)生的熱分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦？量是多少焦？解：解：Q= IQ= I2 2Rt=(1Rt=(1安安) )2 2 2 2歐歐 6060秒秒 =120=120焦焦答：答：1 1分鐘產(chǎn)生的熱量是分鐘產(chǎn)生的熱量是120120焦。焦。372 2、

15、 一只一只“220V 45W 220V 45W ”的的電烙鐵，在額定電壓下使用，電烙鐵，在額定電壓下使用，每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少？你每分鐘產(chǎn)生的熱量是多少？你能用幾種方法解此題？能用幾種方法解此題？RtIQUPIPUR22額額額額（1）UItWQUPI額額（2） t38（4）Q=W=PttRU2 （ 3）Q=W= 393 3 、一臺(tái)、一臺(tái)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為兩端的電壓為380380伏，線圈的電伏，線圈的電阻為阻為2 2歐歐, ,線圈中的電流為線圈中的電流為1010安安, ,若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1 1秒鐘，秒鐘， 求：求：1 1 ）消耗的電能）

16、消耗的電能W W。 2 2 ）產(chǎn)生的熱量）產(chǎn)生的熱量Q Q。40一臺(tái)一臺(tái)電動(dòng)機(jī)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380380伏，線圈的電阻為伏，線圈的電阻為2 2歐歐, ,線圈中的電流為線圈中的電流為1010安安, ,若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作若這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作1 1秒鐘，秒鐘， 求：求：1 1 ）消耗的電能）消耗的電能W W。 2 2 ）產(chǎn)生的熱量）產(chǎn)生的熱量Q Q。解：解： 1 1 ） W WUIt UIt 38038010101 1 38003800焦焦 2 2 ） Q QI I2 2RtRt 10 10 10 10 2 2 1 1 200200焦焦答：答： 消耗的電能是消耗的電能是38003800焦；焦； 產(chǎn)生的熱量是產(chǎn)生的熱量是200200焦。焦。 411.1.電流的熱效應(yīng)是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電流的熱效應(yīng)是電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)_轉(zhuǎn)化成轉(zhuǎn)化成_的現(xiàn)象。的現(xiàn)象。 電熱器是利用電流的電熱器是利用電流的_制成的加熱設(shè)備。制成的加熱設(shè)備。電能電能熱熱2.2.“ 在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系在研究電流產(chǎn)生的熱量跟電流的關(guān)系”的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)保持的實(shí)驗(yàn)中，應(yīng)