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1、焦耳定律 桦川县第二中学 孟庆刚 人教版初中物理九年级全一册第十八章第四节 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 热水器 饮水机 电熨斗 电烤箱 热得快 1、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。 电流的热效应电流的热效应 电炉丝通过导线接到电路里 ，电炉丝和导线通过的电流相同 。为什么电炉丝热得发红，而导 线却几乎不发热？ 煤油 电阻比较小 电阻比较大 探究：电流产生的热 量Q与电阻R的关系 保持电流一样， 通电时间一样， 使电阻不同。 （控制变量法） 使用温度计和等量 的煤油，是为了比 较产生的热量。 结论：在电流和通电时间相同时，电阻越大
2、，产生的 热量越多。 探究：电流产生的 热量Q与电流I的关系 保持电阻一定， 保持通电时间一定， 改变电流I 结论：在通电时间，电阻相同时，通过的电流 越大，产生的热量越多。 探究：电流产生的 热量Q与通电时间的 关系 保持电阻一定， 保电流一定， 改变通电时间t 结论：在电阻，电流相同时，通电时间越长， 产生的热量越多。 2.焦耳定律 电流通过导体时产生的热量，与 电流的平方成正比，与导体的电阻成 正比，与通电时间成正比。 （1）内容： Q = I R t 热量 J 公式： 物理量： 单位： （2）公式：Q=I2Rt sA 时间电阻电流 注意： 电流通过导体时，如果电能全部转 化为热能，而没
3、有同时转化为其他形式 的能量，那么，电流产生的热量Q就等 于消耗的电能W。 即: Q = W = Pt Q = W = UIt Q = W =I2Rt Q = W =U2/Rt 焦耳 焦耳（James Prescott Joule，1818-1889），英国物 理学家。一生致力于实验研究 。用近40年的时间做400多次实 验，研究热和功的关系。根据 所测量电流通过电阻放出的热 量，提出焦耳定律。他的研究 为能量守恒定律的建立奠定了 基础。为了纪念他对科学发展 的功绩，能量和功的单位被命 名为“焦耳”。 答：由Q=I2Rt，当电流和通电时间一定时 ，电阻越大，产生的热量就越多。 电阻丝和导线串联
4、，电流和通电时间 相同，电阻丝电阻大，产生的热量多。导 线的电阻小，产生的热量少。 为什么电 炉丝热得发红 ，而导线却几 乎不发热？ 例题 : 一根48电电阻丝丝接在24V的电电源上， 在5 min内共产产生多少热热量？ 解： 答：5分钟内共产生6480J热量。 P101，想想议议二者矛盾吗？ 答：答： （1 1）由由P=UIP=UI和和I=U/R,I=U/R,得得P=UP=U 2 2 /R,/R,可知可知电压电压 一定时一定时，电阻越小电阻越小，功率越大，单位时间，功率越大，单位时间 内，产生的热量越多。内，产生的热量越多。 （2 2）由）由Q=IQ=I 2 2 RtRt，可知，可知，电流一
5、定时电流一定时，电电 阻越大阻越大，单位时间内产生的热量越多。，单位时间内产生的热量越多。 （3 3）这两种说法不矛盾，原因是这两种）这两种说法不矛盾，原因是这两种 说法的前提条件不同，一个是电压一定，说法的前提条件不同，一个是电压一定， 一个是电流一定，所以结果不一样。一个是电流一定，所以结果不一样。 3.电热的利用和防止 （1）电热的利用 电热在日常 生活中的应用 养鸡场用电热孵化器孵出小鸡 有益的，利用有益的，利用 烧坏电器 导线绝缘皮老化引起火灾 （2）电热的危害 （3）电热的防止 电视机的散热窗 有害的，防止有害的，防止 电视机的后盖有很多孔，就是 为了通风散热，使用时一定要把防 尘
6、的布罩拿开。 散热设计 投影仪的散热窗 电动机的外壳 电动机的外壳有很多翼状散热片，使用 时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，也是 为了降温。 电脑新型散热器 有益的则利用， 有害的则防止 3.电热的利用和防止 课后102页，第1题 解：t=1min=60S Q=IQ=I 2 2 RtRt = =（2A2A）2 2 2 2 60s 60s =480J =480J 答：答：1 1分钟产生分钟产生48J48J的热量。的热量。 课后102页，第2题 解：解：t=1min=60St=1min=60S，P=450WP=450W 由由P=W/tP=W/t得得W=Pt,W=Pt, 因为电饭锅消耗的电能全部转化为
7、热因为电饭锅消耗的电能全部转化为热 所以所以Q=W=PtQ=W=Pt =450W 60s =450W 60s =27000J =27000J 答：每分钟产生答：每分钟产生27000J27000J的热量。的热量。 课后102页，第3题 解：解：U=220V,R=1210U=220V,R=1210 由由P=UIP=UI和和I=U/R,I=U/R, 得P=U2/R P=(220V)2/1210 =40W =40W 由于电烙铁消耗的电能全部转化为热量由于电烙铁消耗的电能全部转化为热量 t=10min=600St=10min=600S 所以所以Q=W=Pt=40W 60SQ=W=Pt=40W 60S =2400J =2400J 答：电烙铁的额定功率为答：电烙铁的额定功率为40W40W，它正常工作，它正常工作1010分分 钟产生钟产生2400J2400J的热量。的热量。 课后102页，第6题 答：由答：由Q=IQ=I 2 2 Rt,Rt,电流和通电时间一定时，电阻越大电流和通电时间一定时，电阻越大 ，产生的热量越多。，产生的热量越多。 由于导线互相连接的地方容易氧化由于导线互相连接的地方容易氧化, ,电阻变大电阻变大, , 比导线的其它地方更加容易产生热量。比导线的其它地方更加容易产生热量。
