探究焦耳定律课件.ppt

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1、第15章电能与电功率15.4探究焦耳定律1、通过实验探究，知道在电流一定时，导体消耗的电功率与导体的电阻成正比3、了解焦耳定律，知道电热现象的应用和控制2、知道什么是电流的热效应及电热现象的实质（1）灯泡发光一段时间后，用手触摸灯泡有什么感觉？为什么？（2）电风扇使用一段时间后，用手触摸电动机部分有什么感觉？为什么？答案:发烫。是电流的热效应。问题一、电流热效应：电流通过导体时，导体总是会发热的，这种现象叫做电流的热效应。电热器电饭锅电烙铁热得快电热毯电炉子电熨斗电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能，这就是电流的热效应。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

2、发热，可是实际上灯泡热得发烫，电线的发热却觉察不出来。这是为什么？烫手不烫手为什么？着火了！为什么？家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾，这又是为什么？烫手不烫手家庭电路中使用功率过大的用电器可能引起火灾。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。要解释上述两个现象，我们必须研究。电流产生的热量与哪些因素有关。二、探究电流的热效应与哪些因素有关？猜想：1.电流的热效应可能与电流的大小有关2.电流的热效应可能与电阻的大小有关3.电流的热效应可能与通电时间的长短有关实验1电流热效应跟电阻的关系实验器材实验目的研究电流

3、通过导体产生的热量跟电阻因素有关实验原理当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的煤油温度升高、体积膨胀，瓶塞上面原来一样高的液柱就会逐渐上升。电流产生的热量越多，液面就会上升得越高。我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量。电源、开关、烧瓶、电流表、滑动变阻器、导管、适量煤油和足够导线两个相同的烧瓶中装满煤油分别放入电阻不同的电阻丝通电后导管中的煤油上升。甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。当通电时间、电流相同时，电阻越大电流产生的热量越多。电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量越多。通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升

4、的低。电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻斯特，他的父亲是一个酿酒厂主。焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿。道尔顿给予了焦耳热情的教导。焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础。1840年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流和电阻时的水温。通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流的平方之积成正比。四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性。因此

5、，该定律称为焦耳—楞次定律。焦耳活到了七十一岁。1889年10月11日，焦耳在索福特逝世。后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳。电流产生的热量与导体的电阻有关。电流产生的热量与导体中的电流大小有关。电流产生的热量与通电时间长短有关。电流通过导体时，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，还跟通电的时间成正比。二、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=I2Rt3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦。注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到倍。9英国物理学家焦耳做了

6、大量的实验,于1840年最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。焦耳定律焦耳定律数学表达式W=Q【例题】一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少J热量？【解析】t=5min=300sQ=I2Rt=(0.6A)2×60Ω×300s=6480J焦耳定律应用根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律。Q=W=UIt=I2Rt根据欧姆定律U=IR又W=UIt前提：若电流做的功全部用来产生热量即Q=W焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q=W=UIt=Pt=t来计算热量。焦耳定律探讨非纯电阻电路：W总＞Q(W总＝UIt=W外＋Q)

7、注意：纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt=t=I2Rt焦耳定律探讨举例：电动机1.能量转化：电能=机械能+内能2.总功（电能）：W总=UIt3.有用功（机械能）：W有=Gh4.额外功（内能、热量）：1.（03安徽）有一台直流电动机在220V的电压下工作时，电流为35A。用它匀速提升质量为1400kg的货物，在2s内提升了1m。设电动机输出的能量全部用来提升货物。问：1）2s内电动机对货物做了多少功？2）这期