18.4焦耳定律 课件 17张

(共20张PPT)
焦耳定律
第十八章 第４节
去年百年一遇的雪灾席卷整个南方，电线上结了厚厚的冰，竿倒线断，给人们的生活带来了很多不便，造成经济损失2000亿。科技人员攻关研究“直流融冰”新技术，对冰熔化，避免了巨大的经济损失。
你知道这种新技术的基本物理原理吗？
　　生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。
　　电流通过导体时，导体要发热，电能转化成内能，这种现象叫做电流的热效应。
一、电流的热效应
“小太阳”电暖气和电炉都是由电炉丝发热，电炉丝A和导线B相连，通过它们的电流相同。为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不热呢？换句话说，电流通过导体时产生热量的多少跟哪些因素有关？请同学们作出合理猜想。
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
实验一：探究产生热量Q与电阻R的关系
R1 = 5 Ω
R2 = 10 Ω
A
　　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。
实验二：探究产生热量Q与电流I的关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
　　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。
实验二：探究产生热量Q与电流I的关系
I = 2I1
I
A
R = 5 Ω
R = 5 Ω
R = 5 Ω
I1
　　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。
实验三：探究产生热量Q与通电时间t的关系
　总结：当电流通过导体时，电流越大、电阻越大、通电时间越长，产生的热量越多。
　　焦耳（James Prescott Joule，
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。
焦 耳
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 = I2Rt
3．单位：
Q—焦耳（J），I—安培（A）
R—欧姆（ ），t—秒（s）
二、焦耳定律
【例题】一根60Ω的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少J热量？
解：通过电阻丝的电流为：
电流产生的热量为：
Q= I Rt =(0.6A) ×60 ×5×60s =6480J
【学以致用】
1、我们学习了焦耳定律，你能回答当电炉丝A和导线B通过的电流相同，为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？
2、你知道“直流融冰”新技术，即在输电线路中输入3000A左右的大电流，对冰熔化的物理原理吗？
　　1．当电流通过导体时，如果电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即
　　Q = W = UIt = I2Rt
　　如：电暖器，电饭锅，电炉子等。
　　2．当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：
　　W＞Q热
三、电能和电热关系
电能 内能+机械能
　　额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事
想想议议
　　答：前者说电阻越小，正常工作时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，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时应该特别注意条件。
1．电热的利用
四、电热的利用和防止
电热器的优点: 清洁卫生，无污染，效率高，便于调节温度。
2．电热的危害：
电热过多，损坏物品
电熨斗忘记关电源 在高温下，长时间使用电脑
防止措施：设法散热
（1）加散热窗 （2）加风扇
课堂小结
第四节 焦耳定律
一、电流的热效应：
三、焦耳定律
1、内容：电流通过导体产生的热量跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比，这个规律叫焦耳定律。
2、公式：Q=I Rt
3、与消耗电能的关系： Q= W（纯电阻电路）
四、电热的利用和防止
电热器的优点:
清洁卫生，效率高，方便调温。
防止措施：设法散热
（1）加散热窗 （2）加风扇