18.4 焦耳定律 知道电流的热效应 1 会设计实验探究电热与什么因素有关 能表述焦耳定律 2 能使用焦耳定律解释生活实例 3 知道电热利用和防止 4 学习目标 生活中的物理 你知道小伟妈妈是根据什么道理判定的吗？ 上周六，小伟同学的妈妈出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。当妈妈回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，心里很高兴。可是 ，妈妈 用手一摸电视机后盖，就发现小伟刚看过电视。 电热器 生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象发生。 电暖器 一、电流的热效应 举例说明 导线和电炉子串联，为什么电炉丝很热而导线并不很热？说明什么？ 灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？ 烫手 不烫手 点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？ 导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？ 电流通过导体产生热的多少跟什么因素有关？ [猜想与假设] 1.可能与电阻有关。 2.可能与电流有关。 3.可能与通电时间有关。 实验方法 控制变量法 实验1：研究电热与电阻关系 R1 = 5 Ω R2 = 10 Ω A 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多. 2：研究电热与电流关系 I = 2I1 I A R = 5 Ω R = 5 Ω R = 5 Ω I1 在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。 探究实验： 电阻丝 探究一：产热多少与电阻大小的关系 实验验证 电阻丝 实验2：研究电热与电流关系 电阻丝 实验3：研究电热与通电时间关系 实验结论： 1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。 （I与t相同，R越大，Q越多） 2、在通电时间、电阻相同的情况下，电流 越大，产生的热量越多。 （ R与t相同，I越大，Q越多） 3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。 （ R与I相同，t越大，Q越多） 1．内容：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 二、焦耳定律 2．公式：Q = I2Rt? 3．单位：焦耳（J） Ⅰ———电流———安培（A） R———电阻———欧姆（Ω） t ———时间——— 秒（s） Q———热量———焦耳（J） 焦耳定律 Q = I ? R t 热量 电流 电阻 时间 J A Ω S 公式： 意义： 单位： 答：根据焦耳导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？ 定律Q=I2Rt知，导线和电炉丝串联，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比导线电阻大得多，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。 1.某导体的电阻是 2 Ω，通过的电流是2A，1min产生多少J 的热量？ 我来试一试 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: 例题 I = = = 0.6 A U R 36 V 60 Ω 我来试一试 1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，那么电流产生的热量Q 就等于消耗电能W，即Q = W 2．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 三、电能和电热关系 电能 内能+机械能 思考：电视机发热与电炉子发热有什么不同？ 又∵W = UIt 再根据欧姆电定律U=IR ∴ Q = W = UIt= IRIt= I2Rt 1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W， 如：电暖器，电饭锅，电炉子等。 2．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 三、电能和电热关系 电能 内能+机械能 Q = W = Pt = UIt = I2Rt 纯电阻电路: 电能 → 内能 Q I2Rt ... ...
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