第4节焦耳定律 用手一摸电视机后盖 上周六 小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业 不要看电视 爸爸回来时看到他在认真写作业 电视机也没打开 很高兴 可是 后就发现了 小明刚看过电视 你知道他爸爸是根据什么道理判定的吗 生活中 许多用电器接通电源后 都伴有热现象产生 这种现象叫做 电流的热效应 电流通过导体时电能转化成内能 热能 这些用电器工作时的共同点是什么 生活中 还有哪些用电器通电后 都伴有热现象产生 请举些例子 电流通过导体时电能转化成内能 这种现象叫做电流的热效应 电流通过导体时 导体会发热 点亮的灯泡过一会儿会烫手 说明什么 电流还具有磁效应和化学效应 一 电流的热效应 思考 电炉丝和导线串联接入电路 为什么电炉丝热的发红 而导线却几乎不发热 提出问题 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关 电炉 猜想 电流通过导体时产生热的多少与有关 有什么关系 设计实验 讨论1 当大家猜想电热与多个因素有关 实验研究时应用什么方法去研究 控制变量法 讨论2 观察实验装置 1 用什么方法去观察不可见的物理量 电热 通过空气受热膨胀程度 观察产生热量的多少 像这种利用物理量产生的效应来观察不可见的物理量的方法叫转换法 实验中 通过观察两个U形管中染色水柱液面高度的变化来判断产生热量的多少 实验装置 2 如何比较电流通过导体产生热量的多少 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关 演示实验 实验装置 实验1 研究电热与电阻关系 在电流相同 通电时间相同的情况下 电阻越大 这个电阻产生的热量越多 实验2 研究电热与电流关系 在电阻相同 通电时间相同的情况下 通过一个电阻的电流越大 这个电阻产生的热量越多 焦耳 JamesPrescottJoule 1818 1889 英国物理学家 用近40年的时间做了400多次实验 研究热和功的关系 通过大量的实验 于1840年最先精确地确定了电流产生的热量与电流 电阻和通电时间的关系 1 内容 电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比 跟导体的电阻成正比 跟通电时间成正比 2 公式 Q I2Rt3 单位 焦耳 J 二 焦耳定律 例 一根60 的电阻丝接在36V的电源上 在5min内共产生多少热量 已知 R 60 U 36Vt 5min 求 Q 解 通过电阻丝的电流为 产生的热量为 Q I2Rt 0 6A 2 60 5 60s 6480J 答 5min内共产生的热量是6480J 你还能想出其他的解答方法么 焦耳定律的理论推导 1 电流通过导体时 如果消耗电能全部转化为热 而没有同时转化为其他形式的能量 那么 电流产生的热量Q就等于消耗的电能W 比如电饭锅 电烤箱 电炉子 电热毯 纯电阻电路 2 消耗电能没有全部转化为热的 电动机 电吹风 电风扇 洗衣机 这种情况下必须用焦耳定律来计算 即 Q W Pt UIt t I2Rt 即 Q I Rt U 2 R 我们学习了焦耳定律 怎样回答前面的问题 导线和电炉丝串联 为什么电炉丝热得发红 而导线却几乎不发热呢 答 电炉通过导线接到电路中 导线中的电流跟电炉丝中的电流相等 但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多 根据焦耳定律Q I2Rt知 电流相等时 电阻大的 相同时间里放出的热较多 所以电炉丝很热 而导线却不热 1 电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 电热器的优点 清洁卫生 没有环境污染 热效率高 还可以方便地控制和调节温度 三 电热的利用和防止 很多情况下我们并不希望用电器的温度过高 如 电视机的后盖有很多孔 为了通风散热 电脑运行时要用微型风扇及时散热等等 2 电热的危害 本课小结 1 电流通过导体时 电能转化成内能的现象 叫做电流的热效应 2 焦耳定律 Q I Rt