初三物理课件焦耳定律第七章 第一节新课引入灯泡发光一段时间后 ，用手触摸灯泡，有什 么感觉？用手触摸电线 却感觉不到热，这是为 什么？ 提出问题：电流产生的热量跟哪些因素有关呢？猜想：通电时间电流的大小导体电阻的大小实验方法：实验目的: 研究电流通过导体产生的热量跟 哪些因素有关 实验原理: 当电流通过电阻丝时，电流产生的热 量就使瓶中的空气温度升高、体积膨 胀，导管里面原来一样高的液柱就会 逐渐上升.电流产生的热量越多，液 面就会上升得越高.我们可以通过管 中液面上升的高度比较电流产生的热 量. 实验探究控制变量法实验探究现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高说明：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流 所产生的热量越多现象：电流较大的这边的空气柱上升较高。说明：电阻相同，时间相同时，电流越大，电流 所产生的热量越多。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。焦耳定律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：QI2Rt注意：1、公式中的Q、I、R、t各物理量针对的是同一段导体而言的；2、Q是I的二次方成正比；3、计算时各物理量的单位：I 安，R欧，t秒，Q焦。3、焦耳定律理论推导：因为 W=Q 且 W=UIt U=IR所以 Q=W=UIt=(IR)It=I Rt4、焦耳定律公式扩展：Q=W=Pt=UIt=(只适用于纯电阻电路)2U2Rt5、Q=I2Rt与W=IUt的区别在在纯电阻纯电阻电路中，这两个公式是通用的。电路中，这两个公式是通用的。把电能只转化为热能把电能只转化为热能在非纯电阻电路中，在非纯电阻电路中， W=IUt 公式求得的是 总消耗的电能； Q=I2Rt 公式求得的是在总电能中 部分转发为热能的能量即：即：WQ焦耳在1818年12月24日生于英国曼彻 斯特，他的父亲是一个酿酒厂主.焦耳自幼 跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教 育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识 了著名的化学家道尔顿.道尔顿给予了焦耳 热情的教导.焦耳向他虚心的学习了数学、 哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠 定了理论基础.1840年，焦耳把环形线圈放 入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻 时的水温.通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出 的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比.四年之 后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一 步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性.因此，该定 律称为焦耳楞次定律.焦耳活到了七十一岁.1889年10月11 日，焦耳在索福特逝世.后人为了纪念焦耳，把功和能的单 位定为焦耳. 典型例题解析【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着 铜导线却不怎 么热，这是为什么?电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通 过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt 可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生的热 量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的 电 阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多. 【例2】一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V，线圈 的电阻为2 ，通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时， 一秒钟消耗的电能为_J，产生的热量为_J.3800200例题3 一根60的电阻丝接在36V的电 源上，在5min内共产生多少热量？分析：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流 ，再用焦尔定律公式计算电流产生的热量。U R解： I36V 600.6AQ=I2Rt=(0.6)260300J=6480JU R解： I36V 600.6AU R解： I36V 600.6A解： I36V 600.6A典型例题解析【例4】在如图9-3-1所示的电路的方框内有一种发热装置， 它是由三段阻 值相同的电热丝组成，这个发热装置的电路与 方框外的电路相连接.当开关S掷到A点时 为高温，掷到B点 时为低温(电源电压不变)，且在相同时间内，高温时产生的 热量是低 温时产生的热量的2倍，试在方框内画出它的电路 图.图9-3-1答案典型例题解析1.电流通过导体时产生的热量跟_成正比，跟导体 的_成正比，跟_成正比，这个规律叫做焦耳 定律，数字 表达式是_.2.电热器是利用电流的_效应制成的，它的主要部件是 _.电流流过电热器所做的功全部用来产生_.3.有两根金属电阻丝，电阻分别为5和15，将它们串联后 接在一个电源两端，它们的电 压之比为_，在相同的时间 内产生的热量之比为_； 如果将它们并联同一电源两极间 ，通过它们的电流之比为_，在相等的 时间内产生的热量 之比为_.电流的平方 电阻通电的时间 Q=I2Rt热 发热体 热量13 13 31 31当堂检测4.在两根横截面积相同、长度不同的镍铬合金线两端分别 加上相同的电压，那么下列说法 中正确的是( ) A.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多 B.短的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较多 C.长的镍铬合金线电阻较大，相同时间内产生的热量较少 D.短的镍铬合金线电阻较小，相同时间内产生的热量较少5.一根电阻丝接在电压U=5V的电源上，在1s内产生的热量 是2J，要让该电阻(其电阻大 小恒定不变)产生8J的热量， 可采用的办法是( ) A.使电源电压变为10V，通电时间仍为1S B.使电源电压仍为5V，通电时间变为2S C.使电源电压变为20V，通电时间变为 S D.使电源电压变为10V，通电时间变为2SCA课时训练6.研究焦耳定律的实验装置如图9-3-4所示，在两个相同的烧 瓶中装满煤油，瓶中各放一根 电阻丝，甲瓶中电阻丝的阻值 比乙瓶中的电阻大.实验分三步进行，其中第一步为：接通电 路一段时间，比较甲、乙两瓶中的煤油哪个上升得高，这一 步是在什么情况下研究热量跟哪 个物理量的关系?( ) A.是在通电时间相同的情况下，研究热量跟电流的关系 B.是在电流相同的情况下，研究热量跟通电时间的关系 C.是在电流相同但电阻不同的情况下，研究热量跟通电时间 的关系 D.是在电流和通电时间相同的情况下，研究热量跟电阻的关 系D图9-3-4课时训练图9-3-4课时训练7.如图9-3-5所示，a、b相同容器中分别装有相同质量 的水，水中的电阻丝的阻值分别 为R1和R2，且R1 R2，则闭分开关S后，a、b容器中水温上 升较快的是( ) A. a容器中的水 B. b容器中的水 C. a、b容器中的水温上升的快慢一样 D.无法判断B图9-3-58、有一个电阻值可任意选取电源，有若干根电阻 相同的电阻丝，现将1根电阻丝接在电压为U的电 源上，1min内电阻丝产生的热量为Q现想要使电阻 丝产生的热量为3Q，可采取什么方法？（至少写 出二种）9、把两个阻值为R16，R29的电阻串联在电路中 ，通电相同时间时，R1，R2上产生的热量之比Q1Q2 ，若并联在电路中，通电相同时间， R1，R2上产生的 热量之比Q1Q2 ，提示：从时间上考虑；从电阻上考虑； 从电压上考虑。2:3 3:2电热器：利用电流的热效应制成的加热 设备1、电热器的主要组成部分：发热体2、发热体一般由电阻率大、熔点高的金属 丝绕在绝缘材料上做成的。3、电热器的优点：清洁、无污染、热效 率高且便于控制和调节。课后作业1.某同学自制了一个“电热驱蚊器”，它的发热元件是一个 阻值为1.0104的电阻. 将这个电热驱蚊器接在电源的两 端，当电源两端电压为220V时，1min内产生的热量的 _J.2.一个标有“220V，500W”字样的电加热器(俗称“热得快 ”)，正常工作20分钟产生的热 量为_焦.假若电加热 器放出的这些热量全部被水吸收，在标准大 气压下 _( 填“能”或“不能”)将质量为2千克20的水加热至沸腾.3.阻值为R的电热丝接到电压不变的电源上，3分钟可以使 一杯水烧开，现换用阻值为2 R的电阻，再接到此电源上 ，_分钟可以使同样的一杯水烧开.290.4不能61056