焦耳定律課件

第十八章

電功率第4節(jié)焦耳定律-第十八章1.能通過(guò)生活實(shí)例，認(rèn)識(shí)電流的熱效應(yīng)；學(xué)習(xí)目標(biāo)2.能在實(shí)驗(yàn)的基礎(chǔ)上引出焦耳定律，會(huì)用焦耳定律進(jìn)行計(jì)算；3.通過(guò)學(xué)習(xí)電熱的利用和防止，學(xué)會(huì)辯證地看待問(wèn)題。導(dǎo)入新課現(xiàn)在的智能手機(jī)，已成為人們生活中必備的工具。同學(xué)們用手機(jī)最多的是來(lái)做什么？用手機(jī)玩游戲用手機(jī)看視頻學(xué)習(xí)工作時(shí)間長(zhǎng)了，手機(jī)什么感覺(jué)？手機(jī)發(fā)熱、甚至燙手講授新課生活中，許多用電器通電后，都伴有熱現(xiàn)象產(chǎn)生。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，這個(gè)現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。電流的熱效應(yīng)講授新課生活中利用電流熱效應(yīng)的用電器講授新課電爐絲和導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)熱？電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)？講授新課電熱毯和導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)電流相同，為什么電熱毯很熱，而導(dǎo)線(xiàn)卻不那么熱?猜想：可能與電阻有關(guān)。電阻越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?講授新課為什么插座上插的用電器越多，插座及導(dǎo)線(xiàn)越來(lái)越熱？猜想：可能與電流有關(guān)。電流越大，電流產(chǎn)生的熱量越多。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?講授新課長(zhǎng)時(shí)間使用手機(jī)，手機(jī)為什么會(huì)發(fā)燙？猜想：可能與通電時(shí)間有關(guān)。通電時(shí)間越長(zhǎng)，電流產(chǎn)生的熱量越多。電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱量的多少跟什么因素有關(guān)?講授新課設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn)：（1）實(shí)驗(yàn)方法①一個(gè)物理量可能與多個(gè)因素有關(guān)時(shí)，采用控制變量法。把電熱傳遞給氣體（或液體），把比較電熱的多少轉(zhuǎn)化為比較氣體（或液體）受熱膨脹程度。②對(duì)不易測(cè)量或觀察的物理量，采用轉(zhuǎn)換法。（2）實(shí)驗(yàn)方案電阻絲加熱密封容器中的空氣，U形管中液面形成高度差；液面差越大，產(chǎn)生的熱量越多。講授新課實(shí)驗(yàn):電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電阻的關(guān)系R1=5ΩR2=10ΩAU型管中液面高度的變化保持電流、通電時(shí)間相同控制變量法電路圖實(shí)驗(yàn)器材轉(zhuǎn)換法電流通過(guò)電阻絲產(chǎn)生熱量密閉空氣溫度變化反映講授新課

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)實(shí)驗(yàn)結(jié)論在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。講授新課實(shí)驗(yàn)：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與電流的關(guān)系IAR=10ΩR=10ΩR=10ΩI1電路圖實(shí)驗(yàn)器材保持電阻、通電時(shí)間相同控制變量法觀察U型管中液面高度的變化轉(zhuǎn)換法注意：右側(cè)U型管中液面高度的變化是由右側(cè)密封在容器內(nèi)的電阻絲引起的。講授新課

進(jìn)行實(shí)驗(yàn)在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。講授新課在電流相同、電阻相同的情況下，通電時(shí)間越長(zhǎng)，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)：電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生熱量與通電時(shí)間的關(guān)系講授新課焦耳定律

焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），英國(guó)物理學(xué)家。用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。講授新課焦耳定律1.內(nèi)容：電流通過(guò)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(shí)間成正比。2.公式：Q=I2Rt

3.單位：I—安，R—?dú)W，t—秒，Q—焦.講授新課焦耳定律4.理論推導(dǎo)非純電阻電路：W總＞Q(W總＝UIt=W外＋Q)純電阻電路：W總=Q=Pt=UIt=t=I2RtU2R

焦耳定律適用于任何用電器的熱量計(jì)算，對(duì)只存在電流熱效應(yīng)的電路也可用Q=W=UIt=Pt=t來(lái)計(jì)算熱量。U2R電熱的計(jì)算：Q=I2Rt講授新課焦耳定律導(dǎo)線(xiàn)與電熱絲串聯(lián)，電流、時(shí)間都相同，導(dǎo)線(xiàn)電阻遠(yuǎn)小于電爐絲電阻，由Q=I2Rt可知，導(dǎo)線(xiàn)產(chǎn)生的熱量少。

電爐絲和導(dǎo)線(xiàn)通過(guò)的電流相同。為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線(xiàn)卻幾乎不發(fā)熱？問(wèn)題回顧講授新課跟蹤訓(xùn)練Q=I2Rt=(0.6A)2×60W×300s=6480J1.一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?解:I=

=

=

0.6AUR36V60Ω講授新課焦耳定律想想議議:額定電壓相同的燈泡，額定功率越大，電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟?，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎矛盾，這是怎么回事?前者說(shuō)電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電壓相同；而后者說(shuō)，電阻越大，單位時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量越多，前提條件是電流相同，兩者并不矛盾。所以我們?cè)趹?yīng)用公式時(shí)應(yīng)該特別注意條件。講授新課電熱的利用和防止1.電熱的利用利用電熱孵化器孵小雞利用電熱蒸熟米飯講授新課電熱的利用和防止利用電熱熨燙衣服

電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔衛(wèi)生，沒(méi)有環(huán)境污染，熱效率高，還可以方便地控制和調(diào)節(jié)溫度。利用電熱使水升溫講授新課電熱的利用和防止2.電熱的防止很多情況下我們并不希望用電器的溫度過(guò)高。如：電腦運(yùn)行時(shí)要用微型風(fēng)扇及時(shí)散熱;電視機(jī)的后蓋有很多孔等等。隨堂練習(xí)1.下列用電器工作時(shí)，將電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的是（）A．電風(fēng)扇

B．電水壺

C．電視機(jī)

D．電動(dòng)車(chē)B2．現(xiàn)有甲、乙兩個(gè)電爐子，已知電爐電阻R1＞R2，分別接入電源電壓220V的電路中，相同時(shí)間內(nèi)它們發(fā)熱情況是（

）A．甲放熱多

B．乙放熱多C．同樣多

D．無(wú)法判斷B隨堂練習(xí)3.某校師生自制了一臺(tái)電烘箱。電烘箱的電阻絲通過(guò)5A的電流時(shí)，每分鐘可產(chǎn)生6.6×104J的熱量。求這臺(tái)電烘箱的電功率和電阻絲工作時(shí)的電阻。解：

P

====1.1×103J

WtQt6.6×104J60s

R===44ΩPI21.1×103J(5A)2隨堂練習(xí)4.用如圖所示的裝置探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，相同燒瓶?jī)?nèi)裝滿(mǎn)了煤油。（1）燒瓶中裝入的煤油是________（填“導(dǎo)體”或“絕緣體”）（2）請(qǐng)根據(jù)實(shí)物電路，在虛線(xiàn)框圖內(nèi)畫(huà)出對(duì)應(yīng)的電路圖。（3）為達(dá)到實(shí)驗(yàn)?zāi)康模x用的兩電阻絲R1與R2的阻值應(yīng)______，通過(guò)R1的電流_________通過(guò)R2的電流。R2

R1絕緣體相等小于隨堂練習(xí)（4）通電一段時(shí)間后，乙燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度較大，說(shuō)明__________________________________________________。（5）小紅用如左下圖示的裝置，進(jìn)一步探究“電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電流的關(guān)系”，經(jīng)多次實(shí)驗(yàn)測(cè)量，收集實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)，繪制了燒瓶中玻璃管內(nèi)液面上升的高度h與電流的關(guān)系圖象，根據(jù)焦耳定律可知，右下圖中能正確反映h

–I

關(guān)系的是_________。

電阻和通電時(shí)間不變，電流越大產(chǎn)生的熱量越多A課堂小結(jié)焦耳定律電熱的利用和防止2.公式