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1、焦焦 耳耳 定定 律律第十八章第十八章 第第 4 4 节节 夏天，你用过夏天，你用过电驱蚊器电驱蚊器吗？冬天，你使吗？冬天，你使用过用过电热毯电热毯吗？吗？电流的热效应电流的热效应 在生活中，许多用电器接通电源工作时，在生活中，许多用电器接通电源工作时，都会有都会有发热发热现象产生。现象产生。电流的热效应电流的热效应 当电流通过导体时会使导体的温度升高，将当电流通过导体时会使导体的温度升高，将电能电能转化为转化为内能内能，这种现象叫，这种现象叫电流的热效应电流的热效应。各种的各种的电热器电热器都是利用都是利用电流的热效应电流的热效应工作的工作的电流的热效应电流的热效应问题：问题：电流通过导体时
2、产生热的多少跟什么因素有关？电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？猜想：猜想： （1 1）电流的大小）电流的大小（2 2）电阻的大小）电阻的大小（3 3）通电时间的长短）通电时间的长短问题：问题：电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过电炉丝通过导线接到电路里，电炉丝和导线通过 的的电流相同电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却，为什么电炉丝热得发红，而导线却 几乎不发热？几乎不发热？电流的热效应电流的热效应演示：演示：电流产生热的多少跟哪些因素有关电流产生热的多少跟哪些因素有关1 1）探究）探究电热的多少电热的多少跟跟电阻大小电阻大小的关系的关系 两个透明容器中密封两个透明容器中密封
3、着等量的空气，着等量的空气，U 形管液形管液面高度的变化反映着容器面高度的变化反映着容器内空气温度的变化内空气温度的变化。两个。两个密闭容器中都有一段电阻密闭容器中都有一段电阻丝，右边容器中的电阻丝丝，右边容器中的电阻丝阻值较大。阻值较大。 将两容器中的电阻丝将两容器中的电阻丝串联串联起来接到电源两端，起来接到电源两端，这时通过两段电阻丝的这时通过两段电阻丝的电流相同电流相同。通电一段时间，。通电一段时间，观察观察U 形管液面高度的变化形管液面高度的变化。电流的热效应电流的热效应演示：演示：电流产生热的多少跟哪些因素有关电流产生热的多少跟哪些因素有关1 1）探究）探究电热的多少电热的多少跟跟电
4、阻大小电阻大小的关系的关系电流的热效应电流的热效应演示：演示：电流产生热的多少跟哪些因素有关电流产生热的多少跟哪些因素有关1 1）探究）探究电热的多少电热的多少跟跟电阻大小电阻大小的关系的关系 实验表明，在实验表明，在电流相同电流相同、通电时间相同通电时间相同的情的情况下，况下，电阻越大电阻越大，这个电阻，这个电阻产生热量的越多产生热量的越多。 5 10 电流的热效应电流的热效应演示：演示：电流产生热的多少跟哪些因素有关电流产生热的多少跟哪些因素有关2 2）探究）探究电热的多少电热的多少跟跟电流大小电流大小的关系的关系 两个密闭容器中的两个密闭容器中的电电阻一样大阻一样大，在其中一个容，在其中
5、一个容器的外部，将一个相同的器的外部，将一个相同的电阻与这个容器内的电阻电阻与这个容器内的电阻并联，使得并联，使得通过这个容器通过这个容器内电阻的电流只有通过另内电阻的电流只有通过另外一个容器内电阻电流的外一个容器内电阻电流的一半一半。通电一段时间，通电一段时间，观察观察U 形管液面高度的变化形管液面高度的变化。电流的热效应电流的热效应演示：演示：电流产生热的多少跟哪些因素有关电流产生热的多少跟哪些因素有关2 2）探究）探究电热的多少电热的多少跟跟电流大小电流大小的关系的关系电流的热效应电流的热效应演示：演示：电流产生热的多少跟哪些因素有关电流产生热的多少跟哪些因素有关 实验表明，在实验表明，
6、在电阻相同电阻相同、通电时间相同通电时间相同的情况的情况下，下，电流越大电流越大，这个电阻，这个电阻产生热量的越多产生热量的越多。2 2）探究）探究电热的多少电热的多少跟跟电流大小电流大小的关系的关系焦焦 耳耳 定定 律律 英国物理学家英国物理学家焦耳焦耳做了大量做了大量实验，于实验，于18401840年最先精确地确定年最先精确地确定了电流产生的了电流产生的热量热量与与电流电流、电阻电阻和和通电时间通电时间的关系。的关系。 电流通过导体产生的电流通过导体产生的热量热量跟跟电流的二次方电流的二次方成正成正比，跟导体的比，跟导体的电阻电阻成正比，跟成正比，跟通电时间通电时间成正比。这成正比。这个规
7、律叫做个规律叫做焦耳定律焦耳定律。Q = I2Rt t 如果热量用如果热量用Q 表示，电流用表示，电流用I 表示，电阻用表示，电阻用R 表表示，通电时间用示，通电时间用t t 表示，则焦耳定律为表示，则焦耳定律为公式中的公式中的Q、I、R、t t 的单位分别为的单位分别为J、A、W W、s 。思考：思考：电炉丝通过导线接到电电炉丝通过导线接到电 路里，电炉丝和导线通路里，电炉丝和导线通 过的过的电流相同电流相同，为什么，为什么 电炉丝热得发红电炉丝热得发红，而，而导导 线却几乎不发热线却几乎不发热？焦焦 耳耳 定定 律律 电炉丝与导线是串联的电炉丝与导线是串联的，电流大小相同电流大小相同，但，
8、但电炉丝电炉丝的电阻较大的电阻较大，导线的电阻很导线的电阻很小小，由焦耳定律，由焦耳定律 Q = I2Rt t 可可知电炉丝产生的热量较多，知电炉丝产生的热量较多，导线产生的热量很少。导线产生的热量很少。焦焦 耳耳 定定 律律思考：思考：从能量转化的角度看，电吹风机和电熨斗有什么从能量转化的角度看，电吹风机和电熨斗有什么 区别？区别？电熨斗通电时，电熨斗通电时，电能电能全部转化成全部转化成内能内能；电吹风机通电时，电吹风机通电时，电能电能转化成转化成内能内能和和机械能机械能。 如果用电器通电时，如果用电器通电时，消耗电能全部转化成内能消耗电能全部转化成内能，这种用电器叫做这种用电器叫做纯电阻电
9、器纯电阻电器。如。如白炽灯白炽灯、电热器电热器等。等。焦焦 耳耳 定定 律律 电流流过电流流过纯电阻电器纯电阻电器（如白炽灯、电炉、电烙铁、（如白炽灯、电炉、电烙铁、电熨斗等）时，电熨斗等）时，电能全部转化为内能电能全部转化为内能，那么电流产生的，那么电流产生的热量热量 Q 就等于消耗的电能就等于消耗的电能 W 。Q = W = UIt t根据欧姆定律根据欧姆定律 U = IR，代入得，代入得 Q = I 2 R t 。 对于对于纯电阻电器纯电阻电器，电流产生的热量除了可用公式：，电流产生的热量除了可用公式：Q = I2 Rt t 计算，还可以用下面公式进行计算：计算，还可以用下面公式进行计算
10、：Q = Pt t 、Q = UIt t 、Q = t U2R 对于对于非纯电阻电器非纯电阻电器（如电吹风等），（如电吹风等），Q W , ,电流电流产生的热量只能用公式：产生的热量只能用公式：Q = I2 Rt t 来计算。来计算。焦焦 耳耳 定定 律律例题例题 一根一根 60 的电阻丝接在的电阻丝接在 36 V的电源两端，在的电源两端，在 5 min内共产生多少热量内共产生多少热量?解法一：解法一：R = 60W W U = 36 V t t = 5 min = 300sI = = = 0.6AUR36 V 60 W Q = I 2Rt t = ( 0.6A )260W W300 s =
11、6480J答：电阻丝在答：电阻丝在 5 min内产生的热量是内产生的热量是 6480J。解法二：解法二：R = 60W W U = 36V t t = 5 min = 300sQ = = 300s = 6480 JU2Rt t（36V）60 W W2答：电阻丝在答：电阻丝在 5 min内产生的热量是内产生的热量是 6480J。焦焦 耳耳 定定 律律想想议议：想想议议：额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是小，正常工作时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按照焦耳定律，电阻
12、越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? ?电热的利用和防止电热的利用和防止电热的利用和防止电热的利用和防止生活中和很多产业中都要用到电热生活中和很多产业中都要用到电热电热的利用和防止电热的利用和防止思考：思考：使用电热有什么优点？使用电热有什么优点？无污染、热效率高、方便控制和调节温度。无污染、热效率高、方便控制和调节温度。思考：思考：电热会给我们带来什么危害？电热会给我们带来什么危害？（1 1）在家庭电路中，由于长期的电流热效应，在家庭电路中，由于长期的电流热效应， 导线外的绝缘层会加速老化甚至会烧毁绝导线外的绝缘层会加速老化甚至会烧
13、毁绝 缘层而引发火灾；缘层而引发火灾；（2 2）同时，由于电流热效应，会影响家电的使）同时，由于电流热效应，会影响家电的使 用性能和寿命。用性能和寿命。电热的利用和防止电热的利用和防止思考：思考：如何防止电流的热效应带来的危害？如何防止电流的热效应带来的危害？知知 识识 小小 结结1.1.焦耳定律焦耳定律 电流通过导体产生的电流通过导体产生的热量热量跟跟电流的二次方电流的二次方成正成正比，跟导体的比，跟导体的电阻电阻成正比，跟成正比，跟通电时间通电时间成正比。这成正比。这个规律叫做个规律叫做焦耳定律焦耳定律。Q = I2Rt t2.2.电热的计算电热的计算1 1）纯电阻电路：）纯电阻电路：2 2）非纯电阻电路：）非纯电阻电路：Q W Q = I2Rt t1、人生路上有阻挡你梦想的砖墙，那是有原因的。这些砖墙让我们来证明我们究竟有多么想要得到我们所需要的。2、未曾失败的人恐怕也未曾成功过。3、成功的人士为了把自己的人生发展到最高点，总是尽可能地丰富其秘藏的活时间，努力地开发人造时间。4、你希望掌握永恒，那你必须控制现在。5、天下没有免费的午餐，一切成功都要靠自己的努力去争取。机会需要把握，也需要创造。6、一个一味沉溺于往事的人，是不能张开双臂去拥抱今天的。
