2023學(xué)年完整公開(kāi)課版焦耳定律

18.4焦耳定律陳靜新課引入電能轉(zhuǎn)化成內(nèi)能我們把電流通過(guò)用電器時(shí)的現(xiàn)象叫電流的熱效應(yīng)。

電熱器

電爐絲和導(dǎo)線通過(guò)電流相同，為什么電爐絲熱得發(fā)紅，而導(dǎo)線卻幾乎不發(fā)熱?電流通過(guò)導(dǎo)體時(shí)產(chǎn)生熱的多少跟什么因素有關(guān)?導(dǎo)體電阻的大小電流的大小通電時(shí)間的長(zhǎng)短實(shí)驗(yàn)1：研究電熱與電阻關(guān)系實(shí)驗(yàn)裝置R1=5ΩR2=10ΩA在電流相同、通電時(shí)間相同的情況下，電阻越大，這個(gè)電阻產(chǎn)生的熱量越多。實(shí)驗(yàn)2：研究電熱與電流關(guān)系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1在電阻相同、通電時(shí)間相同的情況下，通過(guò)一個(gè)電阻的電流越大，這個(gè)電阻產(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：（J）（A）（?）（s）

焦耳（JamesPrescottJoule，1818—1889），英國(guó)物理學(xué)家。用近40年的時(shí)間做了400多次實(shí)驗(yàn)，研究熱和功的關(guān)系。通過(guò)大量的實(shí)驗(yàn)，于1840年最先精確地確定了電流產(chǎn)生的熱量與電流、電阻和通電時(shí)間的關(guān)系。1.一根60Ω的電阻絲接在36V的電源兩端，在5min內(nèi)共產(chǎn)生多少熱量?接下來(lái)我們?cè)谶@位偉大物理學(xué)家的注視下做兩道題。Q=I2Rt=(0.6A)2×60W×300s=6480J2.兩個(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︰31︰93．當(dāng)0.2A的電流通過(guò)一金屬線時(shí)產(chǎn)生的熱量為Q1，若使通過(guò)的電流增加到0.4A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B4．根據(jù)可得U2=PR，可知當(dāng)用電器額定電壓相同時(shí)，額定功率越大，用電器電阻越小。若有燈泡“220V15W”和“220V200W”，在額定電壓時(shí)通電相同時(shí)間，哪個(gè)更燙手？即：結(jié)論①：電阻越小，正常工作時(shí)單位時(shí)間產(chǎn)生的熱量越多?？墒前凑战苟蒕=I2Rt，可知結(jié)論②：電阻越大，單位時(shí)間產(chǎn)生的熱量越多。二者似乎有矛盾，這是怎么回事？不矛盾，∵結(jié)論①的前提是電壓相同，而結(jié)論②的前提是電流相同5．某工廠研發(fā)出高中低三擋的家用電飯煲，觀察其內(nèi)部結(jié)構(gòu)發(fā)現(xiàn)是由兩個(gè)相同的發(fā)熱電阻絲串聯(lián)構(gòu)成。改變檔位就是改變電熱絲連入電路的方式。旋動(dòng)開(kāi)關(guān)，發(fā)現(xiàn)當(dāng)開(kāi)關(guān)在中檔時(shí)，連入電路的電阻只有一個(gè)，為R，電功率為600W，當(dāng)開(kāi)關(guān)在其他兩檔時(shí)，連入電路的電阻一個(gè)為2R，一個(gè)為二分之一R，則高檔電功率為

；抵擋電功率為

。1200W300W若電流通過(guò)導(dǎo)體將電能全部轉(zhuǎn)化成內(nèi)能，則Q=W，又∵W=UIt，根據(jù)歐姆定律當(dāng)U=IR時(shí)，Q=W=I2Rt電熱的利用：（1）.各種電熱器（2）.利用電熱孵化小雞（3）.