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1、怎么这么多作业.,【开心一分钟】,神一般的表情同步。,【开心一分钟】,新型眼保健操很雷很凶残,【开心一分钟】,第四节 焦耳定律及其应用,你们家的电器中哪些是把电能转化为内能（热量）的？,同学们还记得我们前边学习的电功的公式么？ 它表示什么意义呢？,W=UIt,它们的共同特征 是什么？,电能转化为内能,电热器（电流的热效应）,电 炉,电暖器,电水壶,电熨斗,电饭锅,热得快,电热器： 利用电流做功将电能转化为内能的装置。,电流的热效应：,通电导体发热的现象,一、电流的热效应,导体中有电流通过的时候，导体要发热，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。,电热器的主要组成部分是发热体。,发热体是由电
2、阻率大、熔点高的电阻丝 缠绕在绝缘材料上制成的。,电热器就是利用电流的热效应工作的,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? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关?,想想议议,猜想四:,现象一：电炉丝通电能产生热，不通电不产生热。,猜想二：电阻丝产生的热量同通电时间有关。,猜想三：导体通电时产生的热量多少与导 体的电阻大小有关。,现象二：电阻丝通电的时间越长产生的热量越多。,事实：电阻丝的材料是镍铬合金丝，导线材 料是铜。,猜想一：电阻丝产生的热量同电流有关,由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较，实验中怎样将它变为便于直接观察比较的现象呢？,转
3、换法,想一想 议一议,U型管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大，液面升高。,实验过程： （1）在电流和时间相同的情况下， 研究热量和电阻的关系； （2）在电流和电阻相同的情况下，研究热量和时间的关系； （3）在电阻和时间相同的情况下，研究热量和电流的关系；,目标：在电流相同、电阻不同时，产生电热的效果如何呢？ 思考： 实验设计中，怎样保证电流等大？ 用什么仪器反映产生热量的多少？,【演示实验1】,电阻串联时电流相同。 U型管连接的容器加热后，温度升高，气体膨胀，压力变大，液面升高。,请回答： 看到了什么现象？ 说明了什么结论？,现象：I 相同时，R 大的一边液面升的高，即升温快。,
4、结论1：在电流和时间相同时，电阻越大产生的热量越多。,思考： 此时，哪个电流小？为什么？ 并联分流的电阻为什么要放在盒子外面?,让相同的电阻，流过不同的电流，看效果会如何呢？,【演示实验2】,右边的发热器热量少，因为并联的电阻分去一半的电流。 不让它产生的热量影响盒内的温度。,看到了什么现象？说明了什么结论？,现象：电流 I 大的液面升高快，即产生的热量Q 多。,【跟踪思考】,2、结论：在电阻相同和时间相同时，通过的电流越大，产生的热量越多。,通过以上实验你能总结出什么规律？,电阻上产生的电热与电阻大小和流过的电流都有关，电阻越大，电流越大，产生的热量越多。,焦耳（James Prescott
5、 Joule， 18181889），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,Q = I R t,热量 电流 电阻 时间,J = A S,2，公式：,意义：,单位：,二，焦耳定律：,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。,(普遍适用),体验创新实验,【实验原理】利用细电阻丝绕在铁钉上，通电后对铁钉加热，其热的程度通过插接的蜡块熔掉为标记，先实现者获热量多。,【要求】：设计出实验步骤。 能连接组
6、装器材。 会操作。 得到结论。,【思考】：此实验在选材上有什么要求？ 电阻丝： 电源电压： 插蜡块时注意：,焦耳通过实验得到电流产生热量与电流、电阻、通电时间是什么关系？ 如何用公式表示这一规律？单位是什么？ 可否从能量守恒的观点，通过电流做功推出电阻的电热公式？,【问题思考1】,为什么用导线连接的电磁炉通电后，电炉很快发红发热，而导线却不热？,因导线电阻很小（0.010.001），而电炉电阻很大（几十、几百欧姆），串联时导线生热很微小，故感觉不热。,【问题思考2】,例题解析,例题1、 一根60的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内共产生多少热量？,解法1：通过电阻丝的电流 再由焦耳定律电
7、流产生的热量 即,解法2：,【拓展变化】 若该电阻丝截短一半，仍接在原电源上，在相同时间内，产生的热量是原来的多少倍？ 若电压减为一半，其他不变，则产生热量又如何？,1在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅，电炉子等），当电流通过导体时，电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 Q = W = UIt = Pt= =I2Rt,2在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：,W电Q热,三、电能和电热关系,此时，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热,从课本的“想想议议” 所提的问题中，需要澄清什么概念？ 在纯电阻电路中
8、,电压相同时，适用 ， R越小，Q越大（由 知,P大的R小）。 电流相同时，适用 Q=I R t ， R越大Q越大。,【想想议议】,1、电热器,（1）.原理：利用电流的热效应来工作的。,（2）.核心部分：发热体，它是有电阻率大，熔点高的材料制成的,（3）.电热器的电热和电功的关系,因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以,电热Q=电功W,四、电热的利用和防止,2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。,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，为了通风散热；电脑运行时要用小型风扇及时散热等等
9、。,3电热的危害与防止,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.,课堂小结： 焦耳定律,3、电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为 内能，而没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 = UIt = I2Rt=,Q = I R t,2，公式：,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。,1.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下工作时的电阻是1210，它的额定功率有多大？在额定电压下通电10min产生多少热量？,解：电烙
10、铁的额定功率：,因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以产生的热量,Q=W=Pt=40W1060s=24000J,堂堂清练习巩固,答：.,2.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6104J的热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时的电阻。,解：电烘箱的功率：,电阻丝工作时的电阻值：,答：.,3、有一电动机，它正常工作时的电阻为5，电流为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少电能转化为机械能？,解：消耗的电能：,W= UIt =220V5A600s=6.6105J,电热Q = I2Rt =(5A)256
11、00s=7.5104J,转化为的机械能：E机=WQ=6.6105J 7.5104J,=5.85105J,答：.,4.电流的热效应有时对我们有益，我们利用它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发热，或者尽快把发出的热散发掉。,(1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例,电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等,(2)列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危害而采取的措施,电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、 电动机外壳有许多散热片等。,5.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要把两根连接起来，而连接处往往比别处更容易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为什么？,答：根据公式P=I2R可知，在电流相等时，电阻越大，电功率越大。导线相互连接的位置接触电阻比较大，因而电能转化为热的功率也较大，造成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火灾.,休息一会儿,我实在.太.困.了.,【开心一分钟】,
