15.4 探究焦耳定律 课件(共26张PPT)

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15.4探究焦耳定律
生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例列说明。
1、电流的热效应
电流流过导体时，导体就要发热，这种现象叫做
电流的热效应。
现象：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？
问题：电流通过导体时产生热的多
少跟什么因素有关？
猜想：与电阻、电流、时间有关
二、探究通电导体放出的热量与哪些因素有关
设计实验
讨论1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法
去研究？
答：控制变量法
讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？
答：转换法
电热
液体吸热，观察升高的温度：
实验1.煤油升温
实验1A:研究电热与电阻关系
条件：等量水，电流相同，时间相同
电路图：
R1=52R2=102
实验1.煤油升温
实验1B:研究电热与电流关系
条件：等量水，电阻相同，时间相同
电路图：
A
R=102
R=102
A
D
R1=5QR2=10Q
通电导体放出的热量跟电阻关系
to
tl
t2
t3
t4
R1=
R2=
当电流一定时，导体电阻越大，产生的热量就越多
通电导体放出的热量跟电流的关系
A
to
t1
t2
t3
t4
R=102
A
11
R=102
当电阻一定时，通过导体电流越大，产生的热量就越多
另外，通电时间越长，产生的热量就越多
焦耳(James Prescott
Joue,1818一1889)，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。
焦耳
三、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：Q=I2.R·t
3、单位：J=A2.2S
推论：
电流通过导体时，如果消耗电能全部转化为内能，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。
即：Q=W=Pt=UIt=UtR=T2Rt
例题
电流通过电风扇做功时，电
能转化为机械
能和内能，如
果电流做功3.6×106)，电风扇获得的机械能一定小于3.6×106
当电扇工作时：
电能(W)>内能(Q热)+机械能(E)
>W>Q热
例题
一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端，在5min内
共产生多少热量？
解：
U
36V
=0.6A
R
602
Q 12Rt
=(0.6A)2×60W×300s
=6480J
答：在5min内共产生6480)热量。