15.4 探究焦耳定律 课件（19张ppt）

课件19张PPT。第十五章 电能与电功率
第四节 探究焦耳定律 复习回顾1、电流做功的过程的本质是 过程。2、说出你知道的计算电功的公式。3、对下面的用电器进行分类A：日光灯 B：暖手宝C：手电筒 D： 洗衣机
E：可充电玩具小汽车 F：电扇 G：电饭煲
H：电视机 I：取暖器 J：电吹风 K：饮水机第一类： 第二类： 第三类：电能转化为其它形式能量的W=Pt=UIt=U2/R t=I2RtＡＣＨＤＥＦＪ　ＢＧＩＫ家中常用的电热器看一看 想一想 定义：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。电流的热效应是电流的基本效应。1、电流流过导体时，导体产生的热量的多少与哪些因素有关呢？现象：
电炉丝和导线通过的电流相同。
为什么电炉丝热的发红，而导线却几乎不发热？根据此现象，你能做出怎样的猜想？why ？合理猜测1why ？合理猜测2根据此现象，你又能做出怎样的猜想？跟电流有关跟电阻
有关跟时间有关合理猜测实验名称：实验方法： 实验猜想：研究电流通过导体产生的热量Q 跟电流大小I，电阻R和通电时间t的关系。 实验设计：1、如何在实验中展示出电流产生的热量Q的多少？
2、如何控制电流大小I相同？
3、如何控制电阻R的大小不变？
4、通电时间t比较好控制。控制变量法探究电流产生的热量跟哪些因素有关？实验验证电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见
也摸不着，如何测量呢？产生的热量既看不见也摸不着既液面的高度变化看得见也能测量的科学量转化转化（转化法）寻找观察电热的方法1、如何控制电流相同？让电阻串联2、如何控制电阻大小相同？用2个相同的电阻 返 回探究如何控制 I、R、t电阻丝结论： 实验验证1探究一：电热多少与电阻大小的关系电阻丝结论： 实验验证2探究二：电热多少与电流大小的关系电阻丝结论： 实验验证3探究三：电热多少与通电时间的关系　　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。焦耳逝世后，为了纪念焦耳，人们把功和能的单位定为焦耳。 焦 耳2019-12-301.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. ?2.公式： Q = I2Rt3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦.注意：热量跟电流的平方成正比，若通过一个用电器的电流增加到3倍时，它产生的热量增大到 倍9英国物理学家焦耳做了大量的实验，于1840年最先精确地确定电热跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律. 得出结论提出问题电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？科学探究的过程合理猜想实验验证制定方案得出结论交流讨论电流通过电热器所产生热量的多少可能与I、R、T有关。控制变量法、转换法。猜想正确，Q与I、R、T有关Q = I2Rt ?纯电阻电路中W=Q；非纯电阻电路W＞Q1、当0.2安的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使通过的电流增加到0.4安时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的　(　　　 )
A、2倍　 B、4倍 C、0.25倍　 D、0.5倍B2、两个电热器的电阻之比为4︰3，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为_____；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为1︰3，在相等的时间里产生的热量之比为______。4︰31︰93、某电热器电阻丝的电阻是2欧，当1安的电流通过时，1分钟产生的热量是多少焦？ 解：Q= I2Rt=(1A)2 × 2Ω × 60S=120J根据电功公式和欧姆定律推导焦耳定律. ?纯电阻电路：W=Q=Pt=UIt=U2/R t=I2Rt非纯电阻电路：W＞Q (W＝UIt =W其他＋Q)焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用Q =W = UIt = Pt = U2 t/R 来计算热量.∴Q = W = UIt = I2Rt又∵W = UIt?若电流做的功全部用来产生热量即Q = W??注意：交流讨论【练习8】：某小电动机正常工作时的电压为12V，正常工作时的电流为2A，经检测，该电动机的绕线电阻为2Ω。求（1）该电动机正常工作5S产生的热量Q
（2）该电动机的效率。解（1）Q=I2Rt=（2A）2×2Ω ×5S=40J
（2）电动机5S内做的电功
W=UIt=12V×2A×5S=120J
其中机械功： W机=W-Q=120J-40J=80J
机械效率：η=W机/W=80J/120J=66.7%