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1、4 焦耳定律导入新课导入新课 我们看到取暖器电阻丝逐渐发红变亮，产生热量而导线却不怎么热！为什么呢？（一）实验准备（一）实验准备像电暖气等生活中很多用电器，通电以后会产生热量。这是电流的那种效应？ 电电流通流通过导过导体体时时，导导体要体要发热发热，电电能能转转化成内化成内能，能，这种现象叫做电电流的流的热热效效应应。 电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关？请同学们作出合理猜想。电流的大小；电阻的大小；通电时间的长短【实验实验指指导导】： 电流产生热量有多有少，你能从提供的器材中，比较出热量的多少吗？电阻丝、密封容器（带有小孔）、U形管（装有颜色的液体）、橡胶管、烧瓶、煤油、温度计1电阻
2、丝加热密封容器中的空气，推动U形管中液体，形成液面差2电阻丝加热煤油，用温度计测量煤油的温度方案一：方案一：电阻丝加热密封容器中的空气， U形管中液面形成 ；液面差越大，产生的热量越 。方案二：方案二：烧瓶内装有煤油，电阻丝产生热量会使温度升高，用 测量温度；温度越高，产生热量的越 。液面差 多 温度计 多 以上两种方案中，加热空气快？还是加热煤油速度快？ 方案一快 （二）探究实验（二）探究实验实验一：探究产生热量实验一：探究产生热量Q与电阻与电阻R的关系的关系 1.通过我们的猜想电流产生的热量可能与多个因素有关，应该采用什么探究方法？ 控制变量法 2.当探究产生热量Q与电阻R的关系时，如何控
3、制变量呢？一个10欧、两个5欧的电阻丝，我们怎么选？应让电流、通电时间一样，改变电阻的大小；选一个5欧和一个10欧的电阻3.如何才能更好地让通过两个电阻的电流、通电时间一样？将两个电阻串联 【进进行行实验实验】 哪个电阻的液面差明显？说明了哪个电阻产生的热量多？ 可以得到什么结论？1.10欧的液面差大2.电阻大的产生热量多3.当通过导体的电流和通电时间相同时，导体的电阻越大，电流产生的热量越多。【结论结论】实验二：探究产生热量实验二：探究产生热量Q与电流与电流I的关系的关系1.当探究产生热量Q与电流I的关系时，如何控制变量呢？让电阻、通电时间一样、改变通过电流的大小2.一个10欧、两个5欧的电
4、阻丝，我们怎么选？选两个5欧的电阻丝【说明】两个容器中密封同两个容器中密封同样样的的电电阻，在另一个容器阻，在另一个容器的外部，将一个的外部，将一个电电阻和阻和这这个容器内的个容器内的电电阻并阻并联联，因此，因此通通过过两容器中的两容器中的电电阻的阻的电电流就不同。流就不同。【进行实验进行实验】 1.左边液面差明显2.电流大的产生热量多【实验现象】 【结论】 当导体的电阻和通电时间相同时，通过导体的电流当导体的电阻和通电时间相同时，通过导体的电流越大，电流产生的热量越多。越大，电流产生的热量越多。 实验三：探究产生热量实验三：探究产生热量Q与通电时间与通电时间t的关系的关系哪次通电形成的液面差
5、明显？可见产生的热量多少与通电时间有什么关系？ 第二次液面差大 第一次通电5s，第二次通电10s. 结论结论：当通过导体的电流和导体的电阻大小相同时，通电时间越长，电流产生的热量越多。 当当电电流通流通过导过导体体时时，电电流越大、流越大、电电阻越大、通阻越大、通电电时间时间越越长长，产产生的生的热热量越多。量越多。 【实验总结实验总结】焦耳（焦耳（James Prescott Joule，18181889），英国物理学家。用），英国物理学家。用近近 40 年的时间做了年的时间做了 400 多次实验，多次实验，研究热和功的关系。通过大量的实研究热和功的关系。通过大量的实验，于验，于 1840
6、年最先精确地确定了电年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。时间的关系。焦焦 耳耳（三）焦耳定律（三）焦耳定律1内容：内容：电电流通流通过导过导体体产产生的生的热热量跟量跟电电流的流的二次方成正比，跟二次方成正比，跟导导体的体的电电阻成正阻成正比，跟通比，跟通电时间电时间成正比。成正比。2公式：公式：Q=I2Rt3单单位：焦耳（位：焦耳（J）安培（）安培（A） 欧姆（欧姆（ ） 秒（秒（S)Q= I2Rt=(0.6 A)260 W W300 s = 6 480 J 一根一根 60 的的电电阻阻丝丝接在接在 36 V的的电电源两端，在源两端，在
7、 5 min内共内共产产生多少生多少热热量量?答答: 在在 5 min 内共内共产产生生 6 480 J 热热量。量。解解: :I= = 0.6 AUR36 V60 例题例题【反反馈练习馈练习】1.某导体的阻值为4 ，通过0.5 A的电流时，则1 min产生多少热量？解解:Q= I2Rt=(0.5 A)24W W60 s = 60 J 2我们学习了焦耳定律，你能回答当电炉丝A和导线B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？导线的电阻很小，而电炉丝的电阻很大，由焦耳定律Q=IQ=IRtRt可知，在相同时间内电流越大、热量越多，因此电炉热得发红，而导线却不热。3你知道“直流融冰”
8、新技术，即在输电线路中输入3000A左右的大电流，对冰熔化的物理原理吗？ 当电阻、通电时间一定时，电流越大产生的热量越多 1当当电电流通流通过导过导体体时时，如果，如果电电能能全部全部转转化化为为内能，而没有同内能，而没有同时转时转化成其他形式的能量，那么化成其他形式的能量，那么电电流流产产生的生的热热量量Q就等于消耗的就等于消耗的电电能能W，即，即Q = W = UIt = I2Rt如：如：电电暖器，暖器，电饭锅电饭锅，电电炉子等。炉子等。2当当电电扇工作扇工作时时，消耗的，消耗的电电能主要能主要转转化化为电为电机的机械能：机的机械能：WQ热热电能和电热关系电能和电热关系电电能能 内能内能+
9、机械能机械能思考：思考：电视机、电动机、电暖气都标有“220V，200W”，把它们并联在220V的电压下，则相同时间内产生热量Q最多是 。为什么？ 由W=Pt可知，消耗的电能一样多；电视机：W=Q+光能电动机：W=Q+机械能电暖气：W=Q所以，电暖气产生的热量多1电热的利用电热的利用利用电热孵化器孵小鸡利用电热孵化器孵小鸡用来加热用来加热电热器的优点电热器的优点: 清洁卫清洁卫生，没有环境污染，热效率生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调高，还可以方便地控制和调节温度。节温度。四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止很多情况下我们并不希望用电器
10、的温度过高。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；电脑如：电视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。运行时要用微型风扇及时散热等等。2电热的危害电热的危害【课堂小结课堂小结】课堂检测课堂检测 2. 2.一根一根100100的的电阻阻丝通通过的的电流是流是2A2A，它的，它的电功率是功率是 W W，通，通电1min1min时产生的生的热量是量是_J_J。 3. 3.电阻电阻R R1 1、R R2 2串联在电路中，串联在电路中，R R1 1=4=4，R R2 2=6=6，则，则P P1 1:P:P2 2=_=_。Q Q1 1:
11、Q:Q2 2=_=_。400240002:32:3 1. 1.电流的热效应是电流通过导体时电流的热效应是电流通过导体时_转化成转化成_的现象。电热器是利用电流的的现象。电热器是利用电流的_制成的加制成的加热设备。热设备。电能电能热热热效应热效应 4. 4.某导体的电阻是某导体的电阻是2 2欧，当欧，当1 1安的电流通过时，安的电流通过时，1 1分分钟产生的热量是多少焦？钟产生的热量是多少焦？ 解：解：Q= IQ= I2 2RtRt =(1A) =(1A)2 2 2 2 60S 60S =120J=120J 答：答：1 1分钟产生的热量是分钟产生的热量是120120焦。焦。 5.5.一台电动机正
12、常工作时线圈两端的电压为一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380380伏，线圈的电阻为伏，线圈的电阻为2 2欧欧, ,线圈中的电流为线圈中的电流为1010安安, ,若这台若这台电动机正常工作电动机正常工作1 1秒钟，秒钟， 求：（求：（1 1）消耗的电能）消耗的电能W W。（。（2 2）产生的热量）产生的热量Q Q。解：解：（1 1） W WUItUIt 380V380V10A10A1S1S 3800J3800J （2 2） Q QI I2 2RtRt (10 A)(10 A)2 22 2 1S1S 200J200J答：答： 消耗的电能是消耗的电能是38003800焦；产生的热量是焦；产生的热量是200200焦。焦。
