6.3焦耳定律PPT演示課件

4 20 2020 6 3焦耳定律 1 4 20 2020 感受生活 2 4 20 2020 電流的熱效應(yīng) 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí) 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能的現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng) 電流的三大效應(yīng) 熱效應(yīng) 磁效應(yīng) 化學(xué)效應(yīng) 電流的熱效應(yīng)的實(shí)質(zhì) 電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 3 4 20 2020 提出問(wèn)題 電流通過(guò)電熱器所產(chǎn)生的熱量多少與哪些因素有關(guān) 科學(xué)探究的過(guò)程 合理猜測(cè) 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 制定計(jì)劃 得出結(jié)論 交流討論 4 4 20 2020 燙手 不燙手 為什么 合理猜測(cè) 5 4 20 2020 為什么 合理猜測(cè) 6 4 20 2020 剛通電時(shí)的電爐絲沒(méi)有長(zhǎng)時(shí)間通電后紅 為什么 7 4 20 2020 燙手 不燙手 跟電流有關(guān) 跟電阻有關(guān) 跟時(shí)間有關(guān) 合理猜測(cè) 8 4 20 2020 探究實(shí)驗(yàn) 實(shí)驗(yàn)方法 實(shí)驗(yàn)?zāi)康?研究電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量Q跟電流大小I 電阻R和通電時(shí)間t的關(guān)系 設(shè)計(jì)實(shí)驗(yàn) 1 如何在實(shí)驗(yàn)中展示出電流產(chǎn)生的熱量Q的多少 2 如何控制電流大小I相同 3 如何控制電阻R的大小不變 4 通電時(shí)間t比較好控制 控制變量法 探究電流的熱效應(yīng)跟哪些因素有關(guān) 制定計(jì)劃 9 4 20 2020 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)熱 其中所產(chǎn)生的熱量既看不見(jiàn)也摸不著 如何測(cè)量呢 既看不見(jiàn)也摸不著的科學(xué)量 既看得見(jiàn)也能測(cè)量的科學(xué)量 轉(zhuǎn)化 轉(zhuǎn)化 讓電流產(chǎn)生的熱量被氣體吸收 通過(guò)觀察氣體的熱膨脹 觀察玻璃管內(nèi)的水柱升降或者溫度計(jì)示數(shù)大小 來(lái)測(cè)量 觀察電熱的方法 轉(zhuǎn)化法 10 4 20 2020 控制I R t 1 如何控制電流相同 讓電阻串聯(lián) 2 如何控制電阻大小相同 用2個(gè)相同的電阻 11 4 20 2020 12 4 20 2020 電阻絲 結(jié)論 在電流 通電時(shí)間相同時(shí) 阻值大的電阻產(chǎn)生的熱量多 探究一 產(chǎn)熱多少與電阻大小的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 13 4 20 2020 電阻絲 結(jié)論 在電流 電阻相同時(shí) 通電時(shí)間長(zhǎng)的產(chǎn)生的熱量多 探究二 電熱多少與通電時(shí)間的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 14 4 20 2020 電阻絲 結(jié)論 在通電時(shí)間 電阻相同時(shí) 電流越大的產(chǎn)生的熱量多 探究三 產(chǎn)熱多少與電流大小的關(guān)系 實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證 15 4 20 2020 在通電電流和通電時(shí)間相同時(shí) 電阻越大 電流產(chǎn)生的熱量越多 在電阻和通電時(shí)間相同時(shí) 電流越大 電流產(chǎn)生的熱量越多 進(jìn)一步的研究表明產(chǎn)生的熱量與電流的平方成正比 在通電電流和電阻相同時(shí) 通電時(shí)間越長(zhǎng) 電流產(chǎn)生的熱量越多 1 2 3 實(shí)驗(yàn)分析 16 4 20 2020 焦耳定律 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比 跟導(dǎo)體的電阻成正比 跟通電時(shí)間成正比 公式 Q I2Rt 適用范圍 適合于任何電路中電熱的計(jì)算 英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn) 于1840年最先精確地確定電熱跟電流 電阻和通電時(shí)間的關(guān)系 即焦耳定律 焦耳定律 17 4 20 2020 18 4 20 2020 為什么只有在純電阻電路中才可以用電功公式計(jì)算電熱 19 4 20 2020 焦耳定律 電流通過(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟電流的平方成正比 跟導(dǎo)體的電阻成正比 跟通電時(shí)間成正比 公式 Q I2Rt 注意 熱量跟電流的平方成正比 若通過(guò)一個(gè)用電器的電流增加到3倍時(shí) 它產(chǎn)生的熱量增大到倍 9 英國(guó)物理學(xué)家焦耳做了大量的實(shí)驗(yàn) 于1840年最先精確地確定電熱跟電流 電阻和通電時(shí)間的關(guān)系 即焦耳定律 焦耳定律 20 4 20 2020 利用如圖所示的裝置探究 導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量與電阻大小的關(guān)系 兩瓶煤油中都浸泡著一段金屬絲 燒瓶A中的金屬絲電阻比較小 燒瓶B中的金屬絲是鎳鉻合金絲 電阻比較大 兩瓶煤油中溫度計(jì)可以顯示煤油的溫度 1 根據(jù)控制變量法的研究思想 應(yīng)該使這兩個(gè)燒瓶中煤油的質(zhì)量 2 實(shí)驗(yàn)中 發(fā)現(xiàn)燒瓶B中溫度計(jì)的示數(shù)升高的快 這表明 在和通電時(shí)間相同的情況下 導(dǎo)體的電阻越 電流產(chǎn)生的熱量越 電熱的影響因素 相等 電流 大 多 21 4 20 2020 R R 研究電熱與I的關(guān)系 那么就要控制和通電時(shí)間不變 所以就設(shè)計(jì)以上的電路 用了相同的電熱絲來(lái)保證電阻相同 那么怎樣使并聯(lián)的兩個(gè)電阻電流不同呢 最后發(fā)現(xiàn) 電流大的那個(gè)支路 煤油的示數(shù)上升的快 所以表明在電阻和通電時(shí)間相同的情況下 導(dǎo)體的電流越 電流產(chǎn)生的熱量越 R R 電阻 移動(dòng)滑動(dòng)變阻器的滑片 大 多 22 4 20 2020 1 為什么選用煤油 而沒(méi)有用水 實(shí)驗(yàn)中 幾個(gè)重要的問(wèn)題 你能回答出來(lái)嗎 3 通過(guò)什么樣的連接方式可以使阻值不同的電阻絲保持相同的電流 2 本實(shí)驗(yàn)電流產(chǎn)生熱量的多少是通過(guò)什么方式來(lái)表明的 A 因?yàn)槊河陀蓄伾阌谟^察B 因?yàn)槊河陀斜容^大的熱值C 因?yàn)槊河陀斜容^小的密度D 因?yàn)槊河陀斜容^小的比熱容 23 4 20 2020 前面兩個(gè)現(xiàn)象的解釋 1 第一個(gè)為什么燈泡和導(dǎo)線(xiàn)是串聯(lián) 燈泡的電阻大比導(dǎo)線(xiàn)的電阻大 第二個(gè)為什么干路的電流等于各個(gè)支路的電流之和 2 交流討論 24 4 20 2020 電熱的應(yīng)用 1 電熱器 利用電流做功將能轉(zhuǎn)換為能的裝置 2 電熱器的原理 利用電流的制成的加熱設(shè)備 電熱器主要組成部分是 它是由電阻率 熔點(diǎn)的合金絲制成的加熱設(shè)備 電 內(nèi) 熱效應(yīng) 發(fā)熱體 大 高 25 4 20 2020 常見(jiàn)的電熱的應(yīng)用 電爐 電熱毯 熱得快 電熱水壺 電暖氣 電熨斗 26 4 20 2020 27 4 20 2020 電流熱效應(yīng)的利用 制電熱器 要求電熱絲材料電阻率大 熔點(diǎn)高 制白熾燈制保險(xiǎn)絲 要求保險(xiǎn)絲材料電阻率大 熔點(diǎn)低 28 4 20 2020 電熱的預(yù)防 計(jì)算機(jī)顯示器的散熱孔 計(jì)算機(jī)CPU的散熱風(fēng)扇 29 4 20 2020 電熱的預(yù)防 無(wú)用的電流熱效應(yīng)應(yīng)盡量減少 導(dǎo)線(xiàn)上的熱損耗應(yīng)盡量減少 家用導(dǎo)線(xiàn)一般用電阻率很小的銅或者鋁導(dǎo)線(xiàn)電路板中 用銅箔或者銀箔做導(dǎo)線(xiàn) 減小電阻 高壓導(dǎo)線(xiàn)又都是采用升高電壓減少電流的方法來(lái)減少熱損耗 有些電器加裝風(fēng)扇或者散熱片 散熱孔 30 4 20 2020 使用常識(shí) 防火災(zāi) 勿將空調(diào)靠近窗簾 31 4 20 2020 練習(xí)1 某電熱器電阻絲的電阻是2歐 當(dāng)1安的電流通過(guò)時(shí) 1分鐘產(chǎn)生的熱量是多少焦 解 Q I2Rt 1A 2 2 60S 120J 32 4 20 2020 練習(xí)2 為了研究溫度對(duì)種子發(fā)芽的影響 課外活動(dòng)小組要做一只電烘箱 要求在10min內(nèi)產(chǎn)生6 104J的熱量 接用的是家庭電路 請(qǐng)計(jì)算一下這只電烘箱電熱絲的電阻是多少 練習(xí)3 標(biāo)有 220V100W 的白熾燈正常工作時(shí) 在1min內(nèi)將產(chǎn)生多少熱量 將消耗多少電能 若接在55V的電路中呢 33 4 20 2020 練習(xí)4 兩個(gè)電熱器的電阻之比為4 3 通過(guò)相同的電流 在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為 若兩個(gè)電熱器的電阻相同 通過(guò)的電流強(qiáng)度為1 3 在相等的時(shí)間里產(chǎn)生的熱量之比為 4 3 1 9 34 4 20 2020 當(dāng)0 2安的電流通過(guò)一金屬線(xiàn)時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1 若使通過(guò)的電流增加到0 4安時(shí) 在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量為Q2 那么Q2是Q1的 A 2倍B 4倍C 0 25倍D 0 5倍 B 練習(xí)5 35 4 20 2020 6 一電動(dòng)機(jī)線(xiàn)圈的電阻為1 線(xiàn)圈兩端所加電壓為2V時(shí) 電流為1A 電動(dòng)機(jī)正常工作 1 電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)的能量轉(zhuǎn)化 2 電動(dòng)機(jī)正常工作1min所產(chǎn)生的電能為多少J 3 電動(dòng)機(jī)正常工作1min所產(chǎn)生的電熱為多少J 4 電動(dòng)機(jī)正常工作1min所提供的機(jī)械能為多少 5 如果想讓電動(dòng)機(jī)的電能全部轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 可以怎樣實(shí)施 Q UIt 定義式 導(dǎo)出式 歐姆定律 代換法 t W 對(duì)于非純電阻電路 計(jì)算電熱只有一個(gè)公式 Q I2Rt計(jì)算電能只有一個(gè)公式 W UIt計(jì)算機(jī)械能只有一個(gè)公式 W機(jī)械 W Q 非純電阻電路的電熱 Q 計(jì)算 Q W 電能少部分轉(zhuǎn)化為內(nèi)能 Q Pt 36 4 20 2020 7 如圖所示 電源電壓220伏 R是電烙鐵 標(biāo)有 220V 40W 字樣 L是電燈泡 標(biāo)有 PZ220 40 字樣 當(dāng)開(kāi)關(guān)S閉合時(shí) 電烙鐵每分鐘產(chǎn)生的熱量是 焦 當(dāng)開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)時(shí) 電烙鐵的實(shí)際功率是 瓦 開(kāi)關(guān)S斷開(kāi)后 整個(gè)電路工作 小時(shí)消耗1千瓦時(shí)電能 37 4 20 2020 8 如圖是一個(gè)電熱毯的簡(jiǎn)化電路圖 電源電壓為220V R1是發(fā)熱電阻 R2是阻值為616 的分壓電阻 S是控制電熱毯工作狀態(tài)的開(kāi)關(guān) S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)1為斷開(kāi)狀態(tài) S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2為低溫狀態(tài) S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3為高溫狀態(tài) 此時(shí)功率為100W 求 l 當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)3時(shí) 電熱毯的發(fā)熱電阻R1是多少 2 當(dāng)開(kāi)關(guān)S轉(zhuǎn)到觸點(diǎn)2時(shí) 通過(guò)電路的電流是多少安 發(fā)熱電阻R1消耗的功率是多少瓦特 38 4 20 2020 9 CFXB型 220V1100W 電飯煲的原理圖如圖所示 它有高溫?zé)蠛蜖F飯 保溫兩擋 通過(guò)單刀雙擲開(kāi)關(guān)S進(jìn)行調(diào)節(jié) R0為電熱絲 當(dāng)開(kāi)關(guān)S接高溫?zé)髶鯐r(shí) 電路的功率為1100W 當(dāng)開(kāi)關(guān)S接燜飯 保溫?fù)鯐r(shí) 電路的總功率為22W 1 電飯煲在高溫?zé)髶鯐r(shí) 開(kāi)關(guān)S應(yīng)與哪個(gè)觸點(diǎn)連接 2 電熱絲R0的阻值多大 3 當(dāng)電飯煲在正常燜飯 保溫時(shí)電路中的電流多大 燜飯 保溫10min 電熱絲R0產(chǎn)生的熱量為多少 39 4 20 2020 焦耳在1818年12月24日生于英國(guó)曼徹 斯特 他的父親是一個(gè)釀酒廠(chǎng)主 焦耳自幼 跟隨父親參加釀酒勞動(dòng) 沒(méi)有受過(guò)正規(guī)的教 育 青年時(shí)期 在別人的介紹下 焦耳認(rèn)識(shí) 了著名的化學(xué)家道爾頓 道爾頓給予了焦耳 熱情的教導(dǎo) 焦耳向他虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué) 哲學(xué)和化學(xué) 這些知識(shí)為焦耳后來(lái)的研究奠 定了理論基礎(chǔ) 1840年 焦耳把環(huán)形線(xiàn)圈放 入裝水的試管內(nèi)