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焦耳定律
人教版九年级全一册第十八章
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
电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关
想想议议
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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?
控制变量法
2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量?
转换法
电热多少的体现:
液体吸热,观察升高的温度;
气体(或液体)受热膨胀,观察膨胀的多少
实验装置
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,导管里面液柱的高度就会发生变化。电流产生的热量越多,液面高度就相差越大。实验中通过观察
来比较电流产生热量的多少。
实验原理
管中的液面高度变化
实验1:探究电热与电阻的关系
控制不变的量:I 相同,t 相同
结论:I 和 t 相同时,R 越大,电阻产生的热量越多。
现象:右边的液面差大
5 Ω
5 Ω
5 Ω
实验2:研究电热与电流关系结论: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。焦 耳 定 律
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。这个规律叫做焦耳定律。
Q = I2Rt
如果热量用Q 表示,电流用I 表示,电阻用R 表示,通电时间用t 表示,则焦耳定律为
公式中的Q、I、R、t 的单位分别为J、A、W、s 。
焦耳致力于热功当量的精确测定达40年之久.他用实验证明“功”和“热量”之间有确定的关系,为热力学第一定律的建立确定了牢固的实验基础.
焦耳是英国物理学家.他一生的大部分时间是在实验室里度过的.1840年,焦耳通过大量的实验终于确定了电流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,这个规律就是焦耳定律。
焦耳定律
Q =I Rt
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
公式:
意义:
单位:
焦耳定律: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
(1818-1889)
纯电阻电路:
电能 → 内能
Q
I2Rt
W
UIt
=
M
非纯电阻电路:
电能 → 内能+其它形式的能
W
E其 + Q
UIt
I2Rt=Q
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例题一根60 Ω的电阻丝接在36 V的电源两端,在10 min内共产生多少热量 解:I= = =0.6 AUR36 V60 ΩQ=I2Rt=(0.6 A)2×60 W×600 s=12960 J答:在10min内共产生12960J热量。思考
一根 60 Ω 的电阻丝接在 36 V的电源两端,在 10 min内共产生多少热量
分析:已知R=60 Ω U=36 V t=10 min=600s
纯电阻电路中,Q = W =
有没有更简洁的解题过程呢?
电热的利用和防止
1.电热的利用
利用电热孵化器孵小鸡
电流通过导体时,使导体只发热的用电器称为电热器,而电热器的主要部分是发热体。
电热器的优点: 清洁卫生,没有环境污染,热效率高,还可以方便地控制和调节温度。
很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。
电脑的微型风扇
电视机的后盖
2.电热的防止
电热的危害
将用电器烧坏
使绝缘材料老化
电能:
W = UIt
热量:
Q = I Rt
纯电阻电路:
U = IR
消耗的电能全部转化为内能
I =
U
R
W = UIt = IR·It = I Rt = Q
=
U2
R
不同电路中电能和电功的关系:
电能 W
内能Q
机械能E
电阻
扇叶转动
电能:
W = UIt
热量:
Q = I Rt
非纯电阻电路:
W ≠ Q
I ≠
U
R
W = Q + E
UIt = I Rt + E
注意:对于非电热器只能用Q = I Rt 计算电热
课堂小结焦耳定律的实验和内容电热的利用和危害
谢谢聆听