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课件网) 第十八章 电功率 焦耳定律 第4节 知道电流的热效应；了解焦耳定律，能用焦耳定律说明生产生活中的有关现象，分析解决简单的实际问题。 结合电功的表达式和欧姆定律推导焦耳定律的表达式，培养演绎推理能力； 能建立物理模型，简化复杂问题，运用焦耳定律分析实际问题。 通过 “探究电流产生的热量与哪些因素有关” 的实验，体会实验中控制变量的方法，发展观察、分析、处理信息、得出结论的能力。 知道电热危害的防止与应用，关注生活、生产中的电热问题，形成应用物理知识造福生活、改进生产的科学态度与责任。 学习目标 1 2 3 4 电炉工作时，电炉丝通过导线接到电路里，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热 问题 生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。电流通过导体时电能转化成内能，这种现象叫作电流的热效应。 电炉丝热得发红，说明电流在电炉丝上产生的热量更多，那电流通过导体时产生热量的多少跟什么因素有关 电流的热效应 电流通过导体时产生的热量的多少与什么因素有关呢？ 提出问题： 探究电流通过导体产生热量的多少跟什么因素有关 猜想： 1.可能与电阻有关。 2.可能与电流有关。 电流的热效应 进行实验： 实验1：探究电热与电阻的关系。改变电阻 R，同时控制电流 I、通电时间 t 不变，观察U形管液面高度的变化。 电流的热效应 实验 电热与电阻的关系 实验结论： 在电流相同、通电时间相同的情况下，一段电阻丝的电阻越大，这段电阻丝产生的热量越多。 电流的热效应 实验2：探究电热与电流的关系。改变电流 I，同时控制电阻R、通电时间 t 不变，观察U形管液面高度的变化。 电流的热效应 实验 电热与电流的关系 实验结论： 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过一段电阻丝的电流越大，这段电阻丝产生的热量越多。 电流的热效应 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。 Q =I2Rt 1J=1A2×1Ω×1s 热量用Q表示，单位是J 电流用I表示，单位是A 电阻用R表示，单位是Ω 通电时间用t表示，单位是s 电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W。即：Q =W =UIt = I2Rt 焦耳定律 四个电阻器的电阻分别为 R1、R2、R3、R4。如图甲所示，电阻为 R1、R2的电阻器串联后接在电压为 U 的电路中；如图乙所示，电阻为 R3、R4 的电阻器并联后也接在电压为 U 的电路中。已知 R1＝R3，R2＝R4，R1>R2。 例 乙 U R4 R3 甲 U R1 R2 焦耳定律 （1）电阻为 R1、R2 的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？ 解：（1）在串联电路中，通过电阻为R1和R2的两个电阻器的电流相等，根据 Q=I2Rt 可知，当I、t相同时，Q与R成正比，由于R1 > R2 ，因此相同时间内电阻为R1的电阻器放出的热量比电阻为R2的电阻器多。 甲 U R1 R2 焦耳定律 （2）电阻为 R3、R4 的两个电阻器，在相同时间内哪个放出的热量多？ 乙 U R4 R3 （2）在并联电路中，电阻为R3和R4的电阻器两端的电压相等。根据焦耳定律 Q = I2Rt和欧姆定律 ，可得 。由公式可知，电压相同时，相同时间内导体放出的热量与它们的电阻成反比，且R3>R4 ，因此相同时间内电阻为R4的电阻器放出的热量比电阻为R3的电阻器多。 U R I= U2 R Q= t 焦耳定律 想想议议: 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。二者似乎矛盾，这是怎么回事 前者前提条件是电压相同，虽说额定电功率大的灯泡电阻小，但此时该灯泡的电流较大；而后者说前提条件是电流相同，按照焦耳定律当然是电阻大的产生热量多。所以我们在应用公式时 ... ...
