焦耳定理教學(xué)課件課件

1、電流熱效應(yīng) 電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)電能轉(zhuǎn)化為內(nèi)能，這種現(xiàn)象叫做電流的熱效應(yīng)。積極思考 用 電用 電 取 暖 器取 暖 器取暖取暖時(shí)，電時(shí)，電熱熱絲絲熱得發(fā)紅，熱得發(fā)紅，而跟電而跟電熱熱絲連絲連接著銅導(dǎo)線卻接著銅導(dǎo)線卻不怎不怎 么熱，這么熱，這是為什么是為什么? 提出問(wèn)提出問(wèn)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(guò)導(dǎo)體產(chǎn)生的熱量跟研究電流通過(guò)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(guò)電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱當(dāng)電流通過(guò)

2、電阻絲時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨量就使瓶中的空氣溫度升高、體積膨脹，導(dǎo)管里面原來(lái)一樣高的液柱就會(huì)脹，導(dǎo)管里面原來(lái)一樣高的液柱就會(huì)逐漸上升逐漸上升. .電流產(chǎn)生的熱量越多，液電流產(chǎn)生的熱量越多，液面就會(huì)上升得越高面就會(huì)上升得越高. .我們可以通過(guò)管我們可以通過(guò)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 表明表明：電流相同，通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電：電流相同，通電時(shí)間相同時(shí)，電阻越大，電流所產(chǎn)生的熱量越多流所產(chǎn)生的

3、熱量越多 現(xiàn)象現(xiàn)象：電流較大的這邊的空氣柱上升較高。：電流較大的這邊的空氣柱上升較高。表明表明：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(guò)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。焦耳定律焦耳定律第十八章 電功率焦耳定律焦耳定律1、內(nèi)容：電流通過(guò)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與I的二次方的二次方成正比； 3、計(jì)算時(shí)各物理量的單位：I 安， R歐

4、，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=(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=UIt的區(qū)別的區(qū)別W=UIt 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電熱器電熱器：利用利用電流的熱效應(yīng)電流的熱效應(yīng)制成的加熱制成的加熱設(shè)備設(shè)備1、電熱器的主要組成部分、電熱器的主要組成部分：發(fā)熱體發(fā)熱體2、發(fā)熱體、發(fā)熱體一般由一般由電阻率大電阻率大、熔點(diǎn)

5、高熔點(diǎn)高的的金屬金屬絲絲繞在絕緣材料上做成的。繞在絕緣材料上做成的。3、電熱器的優(yōu)點(diǎn)、電熱器的優(yōu)點(diǎn)：清潔清潔、無(wú)污染無(wú)污染、熱效熱效率高率高且且便于控制和調(diào)節(jié)便于控制和調(diào)節(jié)。 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英國(guó)曼徹日生于英國(guó)曼徹 斯特，他的父親是一個(gè)釀酒廠主斯特，他的父親是一個(gè)釀酒廠主. .焦耳自幼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)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)家道爾頓了著名的化學(xué)家道爾頓. .道爾頓給予了焦耳道爾頓給予了焦耳熱情的教導(dǎo)熱情的教導(dǎo). .焦耳向他

6、虛心的學(xué)習(xí)了數(shù)學(xué)、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)定了理論基礎(chǔ).1840.1840年，焦耳把環(huán)形線圈放年，焦耳把環(huán)形線圈放入裝水的試管內(nèi)，測(cè)量不同電流強(qiáng)度和電阻入裝水的試管內(nèi)，測(cè)量不同電流強(qiáng)度和電阻時(shí)的水溫時(shí)的水溫. .通過(guò)這一實(shí)驗(yàn)，他發(fā)現(xiàn)：導(dǎo)體在一定時(shí)間內(nèi)放出通過(guò)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)體的電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比的熱量與導(dǎo)體的電阻及電流強(qiáng)度的平方之積成正比. .四年之四年之后，俄國(guó)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)一后，俄國(guó)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)

7、證了焦耳關(guān)于電流熱效應(yīng)之結(jié)論的正確性步驗(yàn)證了焦耳關(guān)于電流熱效應(yīng)之結(jié)論的正確性. .因此，該定因此，該定律稱為焦耳律稱為焦耳楞次定律楞次定律. .焦耳活到了七十一歲焦耳活到了七十一歲.1889.1889年年1010月月1111日，焦耳在索福特逝世日，焦耳在索福特逝世. .后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單后人為了紀(jì)念焦耳，把功和能的單位定為焦耳位定為焦耳. . 典型例題解析典型例題解析【例【例1】用電】用電取暖器取暖取暖器取暖時(shí)，電時(shí)，電熱絲熱絲熱得發(fā)紅，而跟電熱得發(fā)紅，而跟電熱熱絲連絲連接著銅導(dǎo)線卻不怎接著銅導(dǎo)線卻不怎 么熱，這是為什么么熱，這是為什么? 電電取暖器取暖器的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同

8、一電路中的，所的電阻絲和銅導(dǎo)線是串聯(lián)在同一電路中的，所以通過(guò)的電流是相同的，時(shí)間也是相同的，根據(jù)焦耳定律以通過(guò)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)間均相同時(shí)，電流產(chǎn)生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比生的熱量與導(dǎo)體的電阻成正比.由于電由于電取暖器取暖器的電阻絲的電阻的電阻絲的電阻比銅導(dǎo)線的電比銅導(dǎo)線的電 阻大得多，所以電阻大得多，所以電取暖器取暖器的電阻絲產(chǎn)生的熱量的電阻絲產(chǎn)生的熱量比銅導(dǎo)線要大得多比銅導(dǎo)線要大得多. 例題2 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

9、計(jì)算出通過(guò)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電熱的利用與防止1.利用電熱的例子 家中電熱水器、電飯鍋、電褥子，養(yǎng)雞場(chǎng)的電孵化器都是利用電熱的。2.防止電熱的危害的例子: 電視機(jī)的后蓋有很多孔，就是為了通風(fēng)散熱防止電熱的危害；電腦運(yùn)行時(shí)需要微型風(fēng)扇及時(shí)散熱。1.電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生的熱量跟_成正比，跟導(dǎo)體成正比，跟導(dǎo)體的的_成正比，跟成正比，跟_成正比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳成正

10、比，這個(gè)規(guī)律叫做焦耳定律，數(shù)字定律，數(shù)字 表達(dá)式是表達(dá)式是_.2.電熱器是利用電流的電熱器是利用電流的_效應(yīng)制成的，它的主要部件是效應(yīng)制成的，它的主要部件是_.電流流過(guò)電熱器所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生電流流過(guò)電熱器所做的功全部用來(lái)產(chǎn)生_.3.有兩根金屬電阻絲，電阻分別為有兩根金屬電阻絲，電阻分別為5和和15，將它們串聯(lián)后，將它們串聯(lián)后接在一個(gè)電源兩端，它們的電接在一個(gè)電源兩端，它們的電 壓之比為壓之比為_(kāi)，在相同的時(shí)間，在相同的時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為_(kāi)； 如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間如果將它們并聯(lián)同一電源兩極間，通過(guò)它們的電流之比為，通過(guò)它們的電流之比為_(kāi)，在相等的，在相等的 時(shí)間

11、內(nèi)產(chǎn)生的熱量時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量之比為之比為_(kāi).電流的平方電流的平方電阻電阻通電的時(shí)間通電的時(shí)間Q=I2Rt熱熱發(fā)熱體發(fā)熱體 熱量熱量1 31 33 13 1當(dāng)堂檢測(cè)小結(jié)談?wù)勀愕氖斋@與感想！練習(xí)動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理：2.4.6作業(yè)：動(dòng)手動(dòng)腦學(xué)物理：1.2.3預(yù)習(xí)題：大冊(cè)7173頁(yè)4.在兩根橫截面積相同、長(zhǎng)度不同的鎳鉻合金線兩端分別在兩根橫截面積相同、長(zhǎng)度不同的鎳鉻合金線兩端分別加上相同的電壓，那么下列說(shuō)法加上相同的電壓，那么下列說(shuō)法 中正確的是中正確的是( )A.長(zhǎng)的鎳鉻合金線電阻較大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多長(zhǎng)的鎳鉻合金線電阻較大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多B.短的鎳鉻合金線電阻較大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱

12、量較多短的鎳鉻合金線電阻較大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較多C.長(zhǎng)的鎳鉻合金線電阻較大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少長(zhǎng)的鎳鉻合金線電阻較大，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少D.短的鎳鉻合金線電阻較小，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少短的鎳鉻合金線電阻較小，相同時(shí)間內(nèi)產(chǎn)生的熱量較少5.一根電阻絲接在電壓一根電阻絲接在電壓U=5V的電源上，在的電源上，在1s內(nèi)產(chǎn)生的熱內(nèi)產(chǎn)生的熱量是量是2J，要讓該電阻，要讓該電阻(其電阻大其電阻大 小恒定不變小恒定不變)產(chǎn)生產(chǎn)生8J的熱量，的熱量，可采用的辦法是可采用的辦法是( )A.使電源電壓變?yōu)槭闺娫措妷鹤優(yōu)?0V，通電時(shí)間仍為，通電時(shí)間仍為1SB.使電源電壓仍為使電源電壓仍為5V，通

13、電時(shí)間變?yōu)?，通電時(shí)間變?yōu)?SC.使電源電壓變?yōu)槭闺娫措妷鹤優(yōu)?0V，通電時(shí)間變?yōu)?，通電時(shí)間變?yōu)?SD.使電源電壓變?yōu)槭闺娫措妷鹤優(yōu)?0V，通電時(shí)間變?yōu)?，通電時(shí)間變?yōu)?SCA21課時(shí)訓(xùn)練課時(shí)訓(xùn)練6.研究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖研究焦耳定律的實(shí)驗(yàn)裝置如圖9-3-4所示，在兩個(gè)相同的燒所示，在兩個(gè)相同的燒瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根瓶中裝滿煤油，瓶中各放一根 電阻絲，甲瓶中電阻絲的阻值電阻絲，甲瓶中電阻絲的阻值比乙瓶中的電阻大比乙瓶中的電阻大.實(shí)驗(yàn)分三步進(jìn)行，其中第一步為：接通電實(shí)驗(yàn)分三步進(jìn)行，其中第一步為：接通電 路一段時(shí)間，比較甲、乙兩瓶中的煤油哪個(gè)上升得高，這一路一段時(shí)間，比較甲、乙兩瓶中的煤油哪

14、個(gè)上升得高，這一步是在什么情況下研究熱量跟哪步是在什么情況下研究熱量跟哪 個(gè)物理量的關(guān)系個(gè)物理量的關(guān)系?( )A.是在通電時(shí)間相同的情況下，研究熱量跟電流的關(guān)系是在通電時(shí)間相同的情況下，研究熱量跟電流的關(guān)系B.是在電流相同的情況下，研究熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系是在電流相同的情況下，研究熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系C.是在電流相同但電阻不同的情況下，研究熱量跟通電時(shí)間是在電流相同但電阻不同的情況下，研究熱量跟通電時(shí)間的關(guān)系的關(guān)系D.是在電流和通電時(shí)間相同的情況下，研究熱量跟電阻的關(guān)是在電流和通電時(shí)間相同的情況下，研究熱量跟電阻的關(guān)系系D圖圖9-3-4課時(shí)訓(xùn)練課時(shí)訓(xùn)練圖圖9-3-4課時(shí)訓(xùn)練課時(shí)訓(xùn)練7.如圖如圖

15、9-3-5所示，所示，a、b相同容器中分別裝有相同質(zhì)量相同容器中分別裝有相同質(zhì)量的水，水中的電阻絲的阻值分別的水，水中的電阻絲的阻值分別 為為R1和和R2，且，且R1R2，則閉分開(kāi)關(guān)，則閉分開(kāi)關(guān)S后，后，a、b容器中水溫上容器中水溫上 升較快的是升較快的是( )A. a容器中的水容器中的水B. b容器中的水容器中的水C. a、b容器中的水溫上升的快慢一樣容器中的水溫上升的快慢一樣D.無(wú)法判斷無(wú)法判斷B圖圖9-3-58、有一個(gè)電阻值可任意選取電源，有若干根電阻相同的電阻絲，現(xiàn)將1根電阻絲接在電壓為U的電源上，1min內(nèi)電阻絲產(chǎn)生的熱量為Q現(xiàn)想要使電阻絲產(chǎn)生的熱量為3Q，可采取什么方法？（至少寫(xiě)出

16、二種）9、把兩個(gè)阻值為R16，R29的電阻串聯(lián)在電路中，通電相同時(shí)間時(shí)，R1，R2上產(chǎn)生的熱量之比Q1 Q2 ，若并聯(lián)在電路中，通電相同時(shí)間， R1，R2上產(chǎn)生的熱量之比Q1 Q2 ，提示：從時(shí)間上考慮；從電阻上考慮；從電壓上考慮。2:33:2課后作業(yè)課后作業(yè)1.某同學(xué)自制了一個(gè)某同學(xué)自制了一個(gè)“電熱驅(qū)蚊器電熱驅(qū)蚊器”，它的發(fā)熱元件是一，它的發(fā)熱元件是一個(gè)阻值為個(gè)阻值為1.0104的電阻的電阻. 將這個(gè)電熱驅(qū)蚊器接在電源的將這個(gè)電熱驅(qū)蚊器接在電源的兩端，當(dāng)電源兩端電壓為兩端，當(dāng)電源兩端電壓為220V時(shí)，時(shí)，1min內(nèi)產(chǎn)生的熱量的內(nèi)產(chǎn)生的熱量的_J.2.一個(gè)標(biāo)有一個(gè)標(biāo)有“220V，500W”字樣的電加熱器字樣的電加熱器(俗稱俗稱“熱得熱得快快”)，正常工作，正常工作20分鐘產(chǎn)生的熱分鐘產(chǎn)生的熱