《焦耳定律》課件

1、焦耳定律焦耳定律新課引入 燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，燈泡發(fā)光一段時(shí)間后，用手觸摸燈泡，有什么用手觸摸燈泡，有什么感覺？用手觸摸電線卻感覺？用手觸摸電線卻感覺不到熱，這是為什感覺不到熱，這是為什么？么？ 提出問提出問題：題：電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)呢？電流產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)呢？猜想：通電時(shí)間通電時(shí)間電流的大小電流的大小導(dǎo)體電阻的大小導(dǎo)體電阻的大小實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)方法：實(shí)驗(yàn)?zāi)康膶?shí)驗(yàn)?zāi)康? : 研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟研究電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟哪些因素有關(guān)哪些因素有關(guān) 實(shí)驗(yàn)原理實(shí)驗(yàn)原理: : 當(dāng)電流通過電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱當(dāng)電流通過電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨量就

2、使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹，導(dǎo)管里面原來一樣高的液柱就會(huì)脹，導(dǎo)管里面原來一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液逐漸上升。電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會(huì)上升得越高。我們可以通過管面就會(huì)上升得越高。我們可以通過管中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱中液面上升的高度比較電流產(chǎn)生的熱量。量。 實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究控制變量法控制變量法實(shí)驗(yàn)探究實(shí)驗(yàn)探究現(xiàn)象現(xiàn)象：電阻較大的這邊的空氣柱上升較高。：電阻較大的這邊的空氣柱上升較高。說明說明：電流相同，通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流：電流相同，通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流所產(chǎn)生的熱量越多。所產(chǎn)生的熱量越多?，F(xiàn)象現(xiàn)象：電流較大的這邊的空氣柱上升較高。：電流較

3、大的這邊的空氣柱上升較高。說明說明：電阻相同，時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流：電阻相同，時(shí)間相同時(shí)，電流越大，電流所產(chǎn)生的熱量越多。所產(chǎn)生的熱量越多。 電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。焦耳定律焦耳定律1、內(nèi)容：電流通過導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量，跟電流的二次方成正比，跟導(dǎo)體的電阻成正比，跟通電時(shí)間成正比。2、公式：QI2Rt注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量針對(duì) 的是同一段導(dǎo)體而言的； 2、Q是I的二次方成正比； 3、計(jì)算時(shí)各物理量的單位：I 安， R歐，t秒，Q焦。3、焦耳定律理論推導(dǎo)： 因?yàn)?W=Q 且 W=UIt U=IR所以 Q=W=UIt=(

4、IR)It=I Rt4、焦耳定律公式擴(kuò)展： Q=W=Pt=UIt = (只適用于純電阻電路)2U2Rt5、Q=I2Rt與與W=IUt的區(qū)別的區(qū)別W=IUt 公式求得的是公式求得的是總消耗的電能；總消耗的電能； Q=I2Rt 公式求得的是在總電能中公式求得的是在總電能中部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能的能量。部分轉(zhuǎn)發(fā)為熱能的能量。W Q 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英國曼徹斯特，他的父親是一個(gè)釀酒日生于英國曼徹斯特，他的父親是一個(gè)釀酒廠主。焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動(dòng)，沒廠主。焦耳自幼跟隨父親參加釀酒勞動(dòng)，沒有受過正規(guī)的教育。青年時(shí)期，在別人的介有受過正規(guī)的教育。青年時(shí)期，在別人的介

5、紹下，焦耳認(rèn)識(shí)了著名的化學(xué)家道爾頓。道紹下，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)為焦耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ)。耳后來的研究奠定了理論基礎(chǔ)。18401840年，焦年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測量不同耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測量不同電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫。通過這一實(shí)驗(yàn)，電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫。通過這一實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)放出的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比。四體的電阻及電流強(qiáng)度的平

6、方之積成正比。四年之后，俄國物理學(xué)家楞次公布了他的大量年之后，俄國物理學(xué)家楞次公布了他的大量實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了焦耳關(guān)于電流實(shí)驗(yàn)結(jié)果，從而進(jìn)一步驗(yàn)證了焦耳關(guān)于電流熱效應(yīng)之結(jié)論的正確性。因此，該定律稱為熱效應(yīng)之結(jié)論的正確性。因此，該定律稱為焦耳焦耳楞次定律。焦耳活到了七十一歲。楞次定律。焦耳活到了七十一歲。18891889年年1010月月1111日，焦耳在索福特逝世。后人日，焦耳在索福特逝世。后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳。為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳。 典型例題解析典型例題解析【例【例1】用電爐燒水時(shí)，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟電爐絲連接著】用電爐燒水時(shí)，電爐絲熱得發(fā)紅，而跟

7、電爐絲連接著銅導(dǎo)線卻不怎銅導(dǎo)線卻不怎 么熱，這是為什么么熱，這是為什么? 電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的，所以通電爐的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的，所以通過的電流是相同的，時(shí)間也是相同的，根據(jù)焦耳定律過的電流是相同的，時(shí)間也是相同的，根據(jù)焦耳定律Q=I2Rt可知，當(dāng)兩導(dǎo)體中電流和通電時(shí)可知，當(dāng)兩導(dǎo)體中電流和通電時(shí) 間均相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱間均相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比。由于電爐的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線量與導(dǎo)體的電阻成正比。由于電爐的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線的電的電 阻大得多，所以電爐絲產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多。阻大得多，所以電爐絲產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多。 【例【例

8、2】一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為】一臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)線圈兩端的電壓為380V，線圈，線圈的電阻為的電阻為2 ，通過線圈的電流為，通過線圈的電流為10A。這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，。這臺(tái)電動(dòng)機(jī)正常工作時(shí)，一秒鐘消耗的電能為一秒鐘消耗的電能為_J，產(chǎn)生的熱量為，產(chǎn)生的熱量為_J。3800200例題3 一根60的電阻絲接在36V的電源上，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量？分析：先利用歐姆定律計(jì)算出通過電阻絲的電流，再用焦?fàn)柖晒接?jì)算電流產(chǎn)生的熱量。 U R解： I36V 600。6AQ=I2Rt=(0。6)260300J=6480J U R解： I36V 600。6A U R解： I36V 600。6A解： I36V 600。6A典型例題解析典型例題解析【例【例4】在如圖】在如圖9-3-1所示的電路的方框內(nèi)有一種發(fā)熱裝置，所示的電路的方框內(nèi)有一種發(fā)熱裝置，它是由三段阻它是由三段阻 值相同的電熱絲組成，這個(gè)發(fā)熱裝置的電路值相同的電熱絲組成，這個(gè)發(fā)熱裝置的電路與方框外的電路相連接。當(dāng)開關(guān)與方框外的電路相連接。當(dāng)開關(guān)S擲到擲到A點(diǎn)時(shí)點(diǎn)時(shí) 為高溫，擲到為高溫，擲