焦耳定律焦耳定律 第十八章第十八章 第节第节电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做电流的热效应。做电流的热效应。一、电流的热效应一、电流的热效应教学目标知道电流的热效应知道焦耳定律，会用焦耳定律进行计算能用焦耳定律解释简单的现象电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热得发红，而导线却几乎不发热? ?电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? ?想想议议想想议议 猜想与假设猜想与假设 1.可能与可能与电阻电阻有关。有关。电阻越大，电流热效应越大电阻越大，电流热效应越大电流的热效应与那些因素有关？电流的热效应与那些因素有关？2.可能与可能与电流电流有关。有关。电流越大，电流热效应越大电流越大，电流热效应越大3.可能与可能与通通电时间电时间有关。有关。通电时间越长，电流热通电时间越长，电流热效应越大效应越大 设计实验设计实验 讨论讨论1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用 什么什么 方法去研究？方法去研究？ 答答:控制变量法控制变量法讨论讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？量？答：转换法答：转换法电热电热气体（或液体）受热膨胀，观察产生热气体（或液体）受热膨胀，观察产生热量的多少量的多少实验中，通过观察U形管中液面高度的变化来判断产生热量的多少， 实验过程与实验现象：实验过程与实验现象：（1 1）在电流和时间相同的情况下，在电流和时间相同的情况下， 研究热量和电阻的关系；研究热量和电阻的关系；（2 2）在电阻和时间相同的情况下，）在电阻和时间相同的情况下，研究热量和电流的关系；研究热量和电流的关系；（3 3）在电流和电阻相同的情况下，）在电流和电阻相同的情况下，研究热量和时间的关系；研究热量和时间的关系；电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? ?演示实验演示实验实验装置实验装置实验实验1：研究电热与电阻关系：研究电热与电阻关系R1 = 5 R2 = 10 A在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻在电流相同、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。越大，这个电阻产生的热量越多。实验实验2：研究电热与电流关系：研究电热与电流关系I= 2I1IAR= 5 R= 5 R= 5 I1在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过在电阻相同、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一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。多。观察实验观察实验1内容：内容：电流通流通过导体体产生的生的热量跟量跟电流的流的二次方成正比，跟二次方成正比，跟导体的体的电阻成正阻成正比，跟通比，跟通电时间成正比。成正比。2公式：公式：Q=I2Rt3单位：焦耳（位：焦耳（J）二、焦耳定律二、焦耳定律1当当电流通流通过导体体时，如果，如果电能全部能全部转化化为内能，而没有同内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么化成其他形式的能量，那么电流流产生的生的热量量Q就等于消耗的就等于消耗的电能能W，即，即Q = W = UIt = I2Rt如：如：电暖器，暖器，电饭锅，电炉子等。炉子等。2当当电扇工作扇工作时，消耗的，消耗的电能主要能主要转化化为电机的机械能：机的机械能：WQ热热三、电能和电热关系三、电能和电热关系电能能 内能内能+机械能机械能Q= I2Rt=(0.6 A)260 W W300 s = 6 480 J 一根一根 60 的的电阻阻丝接在接在 36 V的的电源两端，在源两端，在 5 min内共内共产生多少生多少热量量?答答: 在在 5 min 内共内共产生生 6 480 J 热量。量。解解: :例例题I= = 0.6 AUR36 V60 额定定电压相同的灯泡，相同的灯泡，额定功率越大，定功率越大，电阻越阻越小，正常工作小，正常工作时单位位时间内内产生的生的热量越多。可是量越多。可是按照焦耳定律，按照焦耳定律，电阻越大，阻越大，单位位时间内内产生的生的热量量越多。二者似乎有矛盾，越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事是怎么回事? ?想想议议想想议议答：前者说电阻越小，答：前者说电阻越小，正常工作正常工作时单位时间内单位时间内产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说，电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件电阻越大，单位时间内产生的热量越多，前提条件是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式是电流相同，两者并不矛盾。所以我们在应用公式时应该特别注意条件。时应该特别注意条件。1电热的利用电热的利用利用电热孵化器孵小鸡利用电热孵化器孵小鸡用来加热用来加热电热器的优点电热器的优点: 清洁卫清洁卫生，没有环境污染，热效率生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调高，还可以方便地控制和调节温度。节温度。四、电热的利用和防止四、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。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。运行时要用微型风扇及时散热等等。2电热的危害电热的危害课堂小结课堂小结焦耳定律焦耳定律的实验和的实验和内容内容电热的利电热的利用和危害用和危害