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1、 第四节、第四节、电电与热与热请大家把课本翻到请大家把课本翻到19页页学习目标1、了解电流的热效应、了解电流的热效应2、掌握焦耳定律、掌握焦耳定律自学指导请同学们认真看课本，并思考下列问题：请同学们认真看课本，并思考下列问题：1、电流的热效应？、电流的热效应？2.产生的热量和那些因素有关产生的热量和那些因素有关?3.焦耳定律？内容？公式？焦耳定律？内容？公式？4.灯泡热、导线不热？灯泡热、导线不热？5、电热的利用和防止？、电热的利用和防止？感受生活感受生活电流的热效应电流的热效应电电流流流流过过导导体体时时，导导体体就就要要发发热热，这这种种现现象象叫叫做做电电流流的热效应的热效应。思考？思考
2、？产产生生的的热热量量与与哪哪些些因因素素有有关呢关呢?问题问题11 1、灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡和电线串联在电路中，电流相同，灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为灯泡热得发光，电线却不怎么热，这是为什么？什么？ 2 2、相同的导线如果将灯泡换成大功率的电相同的导线如果将灯泡换成大功率的电炉，电线将显著发热，甚至烧坏电线，这炉，电线将显著发热，甚至烧坏电线，这又是为什么？又是为什么？3 3、电熨斗，它通电的时间过长，会发生更电熨斗，它通电的时间过长，会发生更多的热量，一不小心，就会坏衣料。多的热量，一不小心，就会坏衣料。提出问题提出问题电流通过电热器产生的热量跟哪些因电流通过电热
3、器产生的热量跟哪些因素有关？素有关？做出猜想做出猜想导体的导体的电阻电阻导体中导体中电流电流通电的通电的时间时间 设计实验设计实验控制变量法控制变量法演示电阻丝电阻丝结论：结论： 在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值，阻值 大大 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。探究一：产热多少与电阻大小的探究一：产热多少与电阻大小的关系关系实验验证实验验证实验验证实验验证演示电阻丝电阻丝结论：结论： 在电流、电阻相同时在电流、电阻相同时，通电时间，通电时间 长长 的产的产生的热量多。生的热量多。探究二：产热多少与通电时间的关系探究二：产热多少与通电时间的关系实验验证实验验证实验验证实验验
4、证演示电阻丝电阻丝结论：结论： 在通电时间、电阻相同时在通电时间、电阻相同时，电流，电流越越 大大 的产生的热量多。的产生的热量多。探究三：产热多少与电流大小的关系探究三：产热多少与电流大小的关系返回返回实验验证实验验证实验验证实验验证在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多电流产生的热量越多. . 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多产生的热量越多. . 进一步的研究表明产生的热量与电流的平方成正比. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，在通电电流和电阻
5、相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多电流产生的热量越多. . 123实验分析实验分析1.1.内内容容：电电流流通通过过导导体体产产生生的的热热量量跟跟电电流流的的平平方方成成正正比比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比. . 2.2.公式：公式： Q=I2Rt3.3.单位：单位：I-I-安，安，R-R-欧，欧，t-t-秒，秒，Q-Q-焦焦. .注意注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器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的电流增加到3 3倍时，它产生的热量增大到倍时，它产生的热量增大到 倍倍9英国物理学家英国物理学家焦耳焦
6、耳做了大量的实验，于做了大量的实验，于18401840年最先精确地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. . 得出结论得出结论得出结论得出结论根根据据电电功功公公式式和和欧欧姆姆定定律律推推导导焦焦耳耳定定律律. . 纯电阻电路：纯电阻电路：纯电阻电路：纯电阻电路：WW总总总总= =Q Q放放放放= =PtPt= =UItUIt= =U U2 2/R t/R t= =I I2 2RtRt非纯电阻电路：非纯电阻电路：非纯电阻电路：非纯电阻电路：WW总总总总Q Q ( (WW总总总总UIt UIt = =W
7、W外外外外Q Q) )焦耳定律适用于任何用电器的热量计算焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热，对只存在电流热效应的电路也可用效应的电路也可用Q =W =UIt =Pt =U2/R t来计算热量来计算热量. .Q=W =UIt=I2Rt根据欧姆定律根据欧姆定律U =IR又又W=UIt若电流做的功全部用来产生热量即若电流做的功全部用来产生热量即Q = WQ = W注意：返回返回得出结论得出结论得出结论得出结论前面两个现象的解释前面两个现象的解释1第一个为什么第一个为什么第一个为什么第一个为什么灯泡和导线是灯泡和导线是串联串联，灯，灯泡的电阻大比导线的电阻大泡的电阻大比导线的电阻大第二
8、个为什么第二个为什么第二个为什么第二个为什么干线电流等于各个支路干线电流等于各个支路的电流值和的电流值和2烫烫手手不烫不烫手手交流讨论交流讨论交流讨论交流讨论怎样理解电阻越大，发热越多怎样理解电阻越大，发热越多电流热效应的微观机理电流热效应的微观机理交流讨论交流讨论交流讨论交流讨论例例1 1：流过一根：流过一根1010欧姆的电阻丝的电流为欧姆的电阻丝的电流为 2 2安培，问这根电阻丝在安培，问这根电阻丝在3030秒内产热多少？秒内产热多少？例题例题解题格式：解题格式：解题格式：解题格式：已知：已知：求：求：解：解：答：答：电阻电阻R=10，电流，电流I=2A，时间，时间t=30s电热电热Q由焦
9、耳定律：由焦耳定律：Q=I2Rt=22*10*30=1200（J）这根电阻丝共产热这根电阻丝共产热1200J。例题例题例例2 2：一根：一根5050欧姆的电阻丝工作了欧姆的电阻丝工作了1010秒钟后秒钟后产生产生1.8*101.8*104 4焦耳的热量，问流过这根电阻焦耳的热量，问流过这根电阻丝的电流是多少丝的电流是多少？解题格式：解题格式：解题格式：解题格式：已知：已知：求：求：解：解：答：答：电阻电阻R=50，热量，热量Q=1.8*104J，时间，时间t=10s电流电流I由焦耳定律：由焦耳定律：Q=I2Rt所以：所以：I=（Q/Rt）1/2=（1.8*104/（50*10）1/2=6（A）
10、这根电阻流过的电流为这根电阻流过的电流为6安培。安培。焦耳定律是反映电流的焦耳定律是反映电流的 效应的规律，效应的规律，即即 能转化为能转化为 的规律。的规律。一电炉的电阻是一电炉的电阻是100 100 ，通电时间，通电时间1010秒钟产生的热量为秒钟产生的热量为4104105 5J,J,通过这个电炉的电流是通过这个电炉的电流是 A A电流通过电风扇做功时，电流通过电风扇做功时， 能转化为能转化为 能能和和 能，如果电流做功能，如果电流做功3.6103.6106 6J,J,电风扇获得的电风扇获得的机械能一定机械能一定 3.6103.6106 6J J 练习练习热热电电内内20电电内内机械机械小
11、于小于 焦焦耳耳在在18181818年年1212月月2424日日生生于于英英国国曼曼彻彻 斯斯特特，他他的的父父亲亲是是一一个个酿酿酒酒厂厂主主. .焦焦耳耳自自幼幼跟跟随随父父亲亲参参加加酿酿酒酒劳劳动动，没没有有受受过过正正规规的的教教育育。青青年年时时期期，在在别别人人的的介介绍绍下下，焦焦耳耳认认识识了了著著名名的的化化学学家家道道尔尔顿顿. .道道尔尔顿顿给给予予了了焦焦耳耳热热情情的的教教导导. .焦焦耳耳向向他他虚虚心心的的学学习习了了数数学学、哲哲学学和和化化学学，这这些些知知识识为为焦焦耳耳后后来来的的研研究究奠奠定定了了理理论论基基础础.1840.1840年年，焦焦耳耳把把
12、环环形形线线圈圈放放入入装装水水的的试试管管内内，测测量量不不同同电电流流强强度度和和电电阻阻时时的的水水温温. .通通过过这这一一实实验验，他他发发现现：导导体体在在一一定定时时间间内内放放出出的的热热量量与与导导体体的的电电阻阻及及电电流流强强度度的的平平方方之之积积成成正正比比. .四四年年之之后后，俄俄国国物物理理学学家家楞楞次次公公布布了了他他的的大大量量实实验验结结果果，从从而而进进一一步步验验证证了了焦焦耳耳关关于于电电流流热热效效应应之之结结论论的的正正确确性性. .因因此此，该该定定律律称称为为焦焦耳耳楞楞次次定定律律. .焦焦耳耳活活到到了了七七十十一一岁岁.1889.1889年年1010月月1111日日，焦焦耳耳在在索索福福特特逝逝世世. .后后人人为为了了纪纪念念焦焦耳耳，把把功功和和能能的的单单位定为焦耳位定为焦耳. . back
