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课件网) 15.4 焦耳定律 第十五章 电能和电功率 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。（98页） 一、电流的热效应 电炉丝和导线通过电流相同，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跟什么因素有关? 想想议议 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 演示实验 结论1： 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量就 。 实验1：研究电热与电阻关系 越多 结论2：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 。 实验2：研究电热与电流关系 越多 1．内容： 电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。 2．公式：Q = I2Rt? 3．单位：焦耳（J） 二、焦耳定律 1．在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉子等），当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W， 即Q = W = UIt = I2Rt=Pt= 2．在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能： W＞Q热 电能 内能+机械能 此时，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热 三、电能和电热关系 分析论证：电流热效应与电阻关系 利用欧姆定律，可以推导出电流热效应与电阻的定量关系 1.在串联电路中，由P=UI，U=IR，可以得出P= 。 这个式子表明：电流相等时，在一定时间内，导体产生的 热量跟电阻成 。 2.在并联电路中，由P=UI， ，可以得出P= 。 这个式子表明：电压相等时，在一定时间内，导体产生的 热量跟电阻成 。 I?R 正比 反比 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: I = = = 0.6 A U R 36 V 60 Ω 例题一 有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？ 解：消耗的电能： W= UIt =220V×5A×600s=6.6×105J 电热Q = I2Rt =(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J 转化为的机械能：E机=W－Q=6.6×105J －7.5×104J =5.85×105J 例题二 答：电动机消耗的电能为6.6×105焦,产生的热量为7.5×104焦，有5.85×105焦电电能转化为机械能 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? 想想议议 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 1.原理：利用电流的热效应来工作的。 2.核心部分：发热体，它是有电阻率大，熔点高的材料制成的 3.电热器的电热和电功的关系 因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以 电热Q=电功W 1、电热器 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 电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。 (1)列举两个生活或者生产中利用电 ... ...
