15.4 探究焦耳定律 课件

课件21张PPT。第十五章　电能与电功率15.4　探究焦耳定律电热器 电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能，这就是电流的热效应。二、探究通电导体放出的热量与哪些因素有关？1.电流的热效应可能与电流的大小有关
2.电流的热效应可能与电阻的大小有关
3.电流的热效应可能与通电时间的长短有关猜想：甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。当通电时间、电流相同时，电阻越大电流产生的热量越多。电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量越多。通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。电流热效应跟电阻的关系在串联电路中，由P=I2R可知：电流相等时，导体产生的热量跟电阻成正比电压相等时，导体产生的热量跟电阻成反比讨论： 通电导体产生的热量跟电阻到底是成正比还是成反比？你是怎样理解的？电流一定（正比）
电压一定（反比）电流热效应的应用与控制 早在1840年，英国物理学家焦耳通过实验研究发现：通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这就是焦耳定律Q=I2Rt 单位：焦耳（J） 我们知道P=I2R，你能用它解释下面的问题吗？ 电炉丝接入电路中时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝串联的导线却几乎不发热。这是为什么? 问题1：因为电炉丝与导线是串联，根据P=I2R可知：通过电炉丝和导线的电流相等，电炉丝比导线电阻大，所以电炉丝产生的热量多。因此电炉丝热得发红，而导线不热。 为什么接在家庭电路中的灯泡，100W的要比15W的亮得多？ 问题2： 在上节课，我们知道 ，你能用它解释下面的问题吗？电动机1.能量转化：电能 = 机械能 + 内能2.总功（电能）：W总=UIt3.有用功（机械能）：W有=Gh4.额外功（内能、热量）：1. 有一台直流电动机在220V的电压下工作时，电流为35A。用它匀速提升质量为1400kg的货物，在2s内提升了1m。设电动机输出的能量全部用来提升货物。问：
1）2s内电动机对货物做了多少功？　 2）这期间电动机的效率是多少？
3）电动机消耗的电能转化成了哪些形式的能量？典型例题2. 在学了电学知识后，小明与同学合作组装了一个如图所示的实验装置，他想通过该实验测算小电动机提升重物的效率。当他闭合开关后，通过调整实验装置，使钩码在10s内匀速上升了0.6m，并观察到电压表和电流表的示数分别为3V和0.2Ａ。已知钩码的质量为50g，求：
⑴电动机在钩码匀速上升的10s内消耗的电能。
⑵在钩码匀速上升的过程中，电动机提升钩码的效率为多少？典型例题3. 如图所示的电动机是一种使用广泛的动力机械，从能量转化的角度看．它主要是把电能转化为机械能，还有一部分能量在线圈中以热量的形式散失掉。现有一台电动机，当电动机两端加220V电压时，通过电动机线圈的电流为50A。问：
（1）每分钟该电动机消耗的电能是多少，
（2）已知电流通过导体时产生的热量Q=I2Rt（其中I、R和t分别表示通过导体的电流、导体的电阻和通电时间），若该电动机线圈的电阻是0.4Ω，则线圈每分钟产生的热量是多少?
（3）这台电动机每分钟所做的机械功是多少?典型例题电流热效应的应用电流热效应的应用很广泛：电流热效应的控制（防护） 上面这些东西里都装有散热装置，你知道它们是怎样散热的吗？你还知道哪些电器采取了散热措施？安装了什么样的散热装置？散热窗、散热片、散热小风扇1. 下列四种电器中，利用电流热效应工作的是（ ）A、洗衣机　 B、录音机。　
C、电视机　 D、电饭锅。典型例题D2. 有三根电阻丝，接在电压恒定不变的电源上，产生的热量全部用来烧水，要使用同一壶水在最短的时间内烧开，那么这三根电阻丝应是( )
A．三根串联 B．三根并联
C．两根串联起来，再跟第三根并联
D．两根并联起来，再跟第三根串联B3. 将规格都是“220V 100W”的一台电风扇、一台电视机和一把电烙铁，分别接入220V的电路中，通电时间相同，电流通过它们产生的热量最多的是（ ）
A．电烙铁
B．电视机
C．电风扇
D．一样多典型例题A小结1、电流通过导体时能使导体的温度升高，电能变成
内能，这就是电流的热效应2、通电导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟
导体的电阻成正比，还跟通电的时间成正比。这
就是焦耳定律3、电流的热效应有时候要利用有时候要控制