《2017年秋九年级物理全册 18.4 焦耳定律精品 （新版）新人教版》由会员分享，可在线阅读，更多相关《2017年秋九年级物理全册 18.4 焦耳定律精品 （新版）新人教版（17页珍藏版）》请在金锄头文库上搜索。
1、第4节焦耳定律 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产 生。请举例说明。 一、电流的热效应 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。 一、电流的热效应 举例：在生活中还有哪些器件是利用电流的热效 应工作的？ 电热水壶、电炉、电暖水袋、电饭锅等。 现象：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? 问题：电流通过导体时产生热的多少跟什么因 素有关? 想想议议 猜想：与电阻、电流、时 间有关。 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 演示实验 实验装置 实验原理：当电流通过电阻 丝时，电流产生的热量就使瓶 中的空气温度升高、体积膨胀 ，导管里面原来
2、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。 实验1：研究电热与电阻的关系 R1 = 5 R2 = 10 A 结论：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。 现象：电阻较大的这边的液柱上升较高 。 实验2：研究电热与电流的关系 I = 2I1 I A R = 5 R = 5 R = 5 I1 结论：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越多。 现象：电流较大的这边的空气柱上升较高 。 观察实验 焦耳（James Prescott Joule， 1
3、8181889），英国物理学家。用 近 40 年的时间做了 400 多次实验， 研究热和功的关系。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。 焦 耳 1内容：电电流通过导过导 体产产生的热热量跟电电流 的二次方成正比，跟导导体的电电阻成 正比，跟通电时间电时间 成正比。 2公式：Q = I2Rt 3单单位：焦耳（J） 二、焦耳定律 注意：（1）公式中的Q、I、R、t各物理量针对的是同一 段导体而言的； （2）Q是I的二次方成正比； （3）计算时各物理量的单位：I 安，R欧， t秒，Q 焦。 1当电电流通过导过导 体时时，如果电电能全部转转
4、化 为为内能，而没有同时转时转 化成其他形式的能量，那 么电电流产产生的热热量Q 就等于消耗的电电能W，即： Q=W=UIt=I2Rt= 如：电电暖器，电饭锅电饭锅 ，电电炉子等。 三、电能和电热的关系 回到前面的问题：电炉丝和导线通过的电流相同。为什么 电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？ 原因：I和t一定，导线电阻远小于电炉丝电阻，产生的热 量少。 U 2 R t Q = I2Rt =(0.6 A)260 W300 s = 6 480 J 一根 60 的电电阻丝丝接在 36 V的电电源两端， 在 5 min内共产产生多少热热量? 答: 在 5 min 内共产产生 6 480 J 热热量。
5、解: 例题题1 I = = = 0.6 A U R 36 V 60 2. 2.在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中，W=IUt 公式求得的是总 消耗的电能；Q=I2Rt公式求得的是在总电能中部分 转发为热能的能量，故WQ热。例如：当电扇工作 时，消耗的电能主要转化为电机的机械能，还有一 部分电能转化为内能，故WQ热。 例题2 一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380 V，线圈的电阻为2 ，通过线圈的电流为10 A。这 台电动机正常工作时，一秒钟消耗的电能_J，产 生的热量为_J。 3800 200 额额定电压电压 相同的灯泡，额额定功率越大，电电阻 越小，正常工作时单时单 位时间时间 内产产生
6、的热热量越多。 可是按照焦耳定律，电电阻越大，单单位时间时间 内产产生 的热热量越多。二者似乎有矛盾，这这是怎么回事? 想想议议 答：前者说电阻越小，正常工作时时单位时间内 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 式时应该特别注意前提条件。 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 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，是为了通风散热；电 脑运行时要用微型风扇及时散热等。 2电热的危害
