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1、焦耳定律 第十八章电功率 电热壶 电烤箱 电炉 电饭锅 热水器 电热器 学习目标 知道电流的热效应知道焦耳定律 会用焦耳定律进行计算能用焦耳定律解释简单的现象 一 电流的热效应 电流通过导体时 导体会发热 电能转化为内能 这种现象叫做电流的热效应 点亮的灯泡过一会儿会烫手 说明什么 实验方法 实验目的 研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关 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空气温度升高 体积膨胀 导管里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 实验探究 控制变量法 猜想与假设 1 可能与电阻
2、有关 电阻越大 电流热效应越大 电流的热效应与那些因素有关 2 可能与电流有关 电流越大 电流热效应越大 3 可能与通电时间有关 通电时间越长 电流热效应越大 设计实验 讨论1 当一个物理量被猜测与多个因素有关 应用什么方法去研究 答 控制变量法 讨论2 用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量 答 转换法 电热 气体 或液体 受热膨胀 观察产生热量的多少 实验中 通过观察U形管中液面高度的变化来判断产生热量的多少 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 为啥选用煤油而不选用水呢 电阻丝 结论 在电流 通电时间相同时 阻值大的电阻产生的热量多 探究一 产热多少与
3、电阻大小的关系 实验验证 实验探究 现象 电阻较大的这边的空气柱上升较高 说明 电流相同 通电时间相同时 电阻越大 电流所产生的热量越多 电阻丝 结论 在通电时间 电阻相同时 电流越大的产生的热量多 探究三 产热多少与电流大小的关系 实验验证 现象 电流较大的这边的空气柱上升较高 说明 电阻相同 时间相同时 电流越大 电流所产生的热量越多 电阻丝 结论 在电流 电阻相同时 通电时间长的产生的热量多 探究二 产热多少与通电时间的关系 实验验证 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
4、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 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 测量不同电流强度和电阻时的水温 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强度的平方之积成正比 四年之后 俄国物理学
5、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 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 焦耳定律 Q I Rt 热量电流电阻时间 JA S 公式 意义 单位 二 焦耳定律 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 焦耳 1818 1889 我们学习了焦耳定律 怎样回答前面的问题 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 答 电炉通过导线接到电路中 导线中的电流跟电炉丝中的电流相等 但电炉丝的电阻比连接电炉丝的
6、导线电阻大得多 根据焦耳定律Q I2Rt知 电流相等时 电阻大的 相同时间里放出的热较多 所以电炉丝很热 而导线却不热 想想议议 从前面学习知道 额定电压相同的灯泡 额定功率越大 电阻越小 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 根据焦耳定律和欧姆定律 电流通过用电器的单位时间内产生的热量为Q t I2R或Q t U2 R 其中Q t I2R表示通过用电器的电流相等时 用电器电阻越大 单位时间内产生的热量越多 Q t U2 R表示用电器的两端的电压相等时 用电器电阻越小 单位时间内产生的热量越多 因此 两者是不矛盾的 三 电热的利用和防止 1 电热的利用 电热水器 电饭锅 电熨斗 电孵化器等等 2 电热的防止 电视机后盖的散热窗 电脑主机里面的小电风扇等等 电热的利用 电热的防止 电脑中的CPU在工作时要产生热 如果过热就会损坏芯片 所以要在芯片上加装散热片和风扇 1 电流通过导体时 电能转化为热的现象 叫电流的热效应 2 焦耳定律 Q I Rt 小结拓展 驶向胜利的彼岸
