新人教版《18.4焦耳定律》课件

第第4 4节节 焦耳定律焦耳定律第第4节节焦耳定律焦耳定律上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好上周六，小明的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。爸爸回来时看到写作业，不要看电视。爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可是后来用手一摸就发现，小明高兴。可是后来用手一摸就发现，小明刚看过电视。刚看过电视。12生活中的物理谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？生活中的物理谁知道他爸是根据什么道理判定的吗？上周六，小明上周六，小明?为什么电炉接入照明电路后，为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来，而与电炉能放出大量的热来，而与电炉连接的导线却不怎么热？连接的导线却不怎么热？?为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来，而与电炉连为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来，而与电炉连第第1818章章 电功率电功率第第4 4节节 焦耳定律焦耳定律电流通过导体时电能转化成电流通过导体时电能转化成内能的现象。内能的现象。一、电流一、电流热效应热效应：电流的三大效应电流的三大效应第第18章章电功率电功率第第4节节焦耳定律电流通过导体时电能焦耳定律电流通过导体时电能2 2、电流热效应的应用电流热效应的应用2、电流热效应的应用电流热效应的应用电热器电热器电热器电热器热水器热水器热水器热水器饮水机饮水机饮水机饮水机电熨斗电熨斗电熨斗电熨斗电烤箱电烤箱电烤箱电烤箱3 3、现象现象:电炉丝和导线通电炉丝和导线通过的过的电流相同电流相同。为什么。为什么电电炉丝炉丝热的热的发红发红，而导线却，而导线却几乎几乎不发热不发热？电流通过导体时产生热的多少跟什电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关？么因素有关？猜想猜想：与与 电阻、电流、时间电阻、电流、时间 有关有关问题问题:3、现象、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，电炉丝和导线通过的电流相同。为什么电炉丝热的发红，设计实验设计实验:烧瓶烧瓶A A中盛中盛等量等量的煤油，温度计显示的煤油，温度计显示煤油的温度烧瓶中是铜丝，电阻煤油的温度烧瓶中是铜丝，电阻较小，烧瓶中是镍铬合金丝，电阻较小，烧瓶中是镍铬合金丝，电阻较大两瓶中金属丝较大两瓶中金属丝串联串联起来接到电起来接到电源上通电一定时间后，比较两瓶中源上通电一定时间后，比较两瓶中煤油的温度变化煤油的温度变化电流通过导体产生的热与电流通过导体产生的热与电阻电阻的关系的关系（控制变量法（控制变量法 转换法）转换法）设计实验设计实验:烧瓶烧瓶A中盛等量的煤油，温度计显示煤油的温度烧瓶中盛等量的煤油，温度计显示煤油的温度烧瓶科学靠我们发现、探究、改进科学靠我们发现、探究、改进-科学永无止境科学永无止境（控制变量法（控制变量法 转换法）转换法）条件：条件：现象：现象：结论：结论：等量煤油，电流相同等量煤油，电流相同,时间相同时间相同B B瓶中温度上升的多瓶中温度上升的多电流和通电时间相同时，电流和通电时间相同时，电阻电阻越大，产生的热量越越大，产生的热量越多。多。（控制变量法（控制变量法转换法）条件：现象：结论：等量煤油，电流相转换法）条件：现象：结论：等量煤油，电流相条件：条件：通电时间相同，电阻通电时间相同，电阻相同相同现象现象：电流大时，温度上升多电流大时，温度上升多结论结论：在通电时间一定、电阻在通电时间一定、电阻相同时，通过的相同时，通过的电流电流越越大，产生的热量越多。大，产生的热量越多。结论：结论：在电阻相同，通过电流在电阻相同，通过电流相同，通电相同，通电时间时间越长，产生热越长，产生热越多。越多。条件：通电时间相同，电阻相同现象：电流大时，温度上升多结论：条件：通电时间相同，电阻相同现象：电流大时，温度上升多结论：二、焦耳定律二、焦耳定律 英英国国物物理理学学家家焦焦耳耳通通过过大大量量的的实实验验，于于18401840年年精精确确地地确确定定了了电电流流产产生生的的热热量量跟跟电电流流、电电阻阻和和通通电电时时间间的的关关系系，即即焦焦耳耳定定律。律。二、焦耳定律二、焦耳定律英国物理学家焦耳通过大量的实验，于英国物理学家焦耳通过大量的实验，于18焦耳定律焦耳定律Q=IRt热量热量 电流电流 电阻电阻 时时间间JAS2公式公式：3、意义：、意义：4、单位：、单位：1、焦耳定律的内容、焦耳定律的内容：电流通过：电流通过导体产生的热量跟导体产生的热量跟电流的二次方电流的二次方成正比成正比，跟导体的，跟导体的电阻成正比电阻成正比，跟跟通电时间成正比通电时间成正比。焦耳焦耳(18181889)焦耳定律焦耳定律Q=IRt热量热量电流电流电阻电阻焦焦耳耳并并不不满满足足，在在这这一一发发现现的的基基础础上上，仍仍继继续续探探讨讨各各种种运运动动形形式式之之间间的的能能量量守守恒恒和和转转化化的的关关系系。18431843年年，发发现现了了热热功功当当量量，并并测测出出其其数数值值。18501850年年，他他又又写写了了论论热热功功当当量量的的论论文文，总总结结和和分分析析了了以以往往工工作作的的结结果果。以以后后，焦焦耳耳继继续续改改进进实实验验方方法法，不不断断提提高高实实验验的的精精确确度度，最最后后得得到到热热功功当当量量的的值值比比现现在在的的公公认认的的值值只只小小0.7%0.7%，从从当当时时的的条条件件来来看看，这这样样的的精精确确度度是是惊惊人人的的。焦焦耳耳在在科科学学道道路路中中勇勇于于攀攀登登，不不怕怕困困难难，精精益益求求精精的的精精神神，很值得大家学习。很值得大家学习。焦耳并不满足，在这一发现的基础上，仍继续探讨各焦耳并不满足，在这一发现的基础上，仍继续探讨各5 5、焦耳定律的理论推导、焦耳定律的理论推导电流通过导体时，如果电流通过导体时，如果消耗的消耗的电电能能全部全部转化为转化为热热，而没有同时转化为，而没有同时转化为其他形式的能量，那么，电流产生的其他形式的能量，那么，电流产生的热量热量Q Q就就等于等于消耗的电能消耗的电能W W。即即:Q=W=Pt=UIt=IRIt=I2Rt5、焦耳定律的理论推导、焦耳定律的理论推导电流通过导体时，如果消电流通过导体时，如果消6、思考与讨论思考与讨论 为什么电炉接入照明电路后，能放为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来，而与电炉连接的导出大量的热来，而与电炉连接的导线却不怎么热？线却不怎么热？6、思考与讨论、思考与讨论为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来为什么电炉接入照明电路后，能放出大量的热来答答:因因为为电电线线和和电电炉炉串串联联，通通过过它它们们的的电电流流是是一一样样的的，而而电电炉炉的的电电阻阻比比电电线线的的电电阻阻大大的的多多，所所以以根根据据焦焦耳耳定定律律Q=IQ=I2 2RtRt可可知知，在在相相同同时时间间内内电电流流通通过过电电炉炉产产生生的的热热量量比比通通过过电电线线产产生生的的热热量量大大，因因此此电电炉炉热热而而电电线线却却不不热。热。答答:因为电线和电炉串联，通过它们的电流因为电线和电炉串联，通过它们的电流辩论舞台辩论舞台在一定时间内，通电导体的电在一定时间内，通电导体的电阻越大产生的热量越多，还是阻越大产生的热量越多，还是通电导体的电阻越小产生的热通电导体的电阻越小产生的热量越多？量越多？辩论舞台在一定时间内，通电导体的电阻越大产生的热量越多，还是辩论舞台在一定时间内，通电导体的电阻越大产生的热量越多，还是假如你是评委假如你是评委甲：因为甲：因为P=UIP=UI、U=IRU=IR，而对于，而对于纯电阻电路纯电阻电路Q=Pt=UIt=IRItQ=Pt=UIt=IRIt=I=I2 2Rt,Rt,故通电导故通电导体产生的热量体产生的热量与导体的电阻与导体的电阻成成正比正比。乙：因为乙：因为P=UIP=UI、I=U/RI=U/R，而对于，而对于纯纯电阻电路电阻电路故故通通电电导导体体产产生生的的热热量量与与导导体体的的电电阻阻成成反比反比。假如你是评委甲：因为假如你是评委甲：因为P=UI、U=IR，而对于纯电阻电路，而对于纯电阻电路Q=1.1.一根一根6060的电阻丝接在的电阻丝接在36V36V的电源的电源上上,在在5 5minmin内共产生多少热量？内共产生多少热量？解解：通过电阻丝的电流为：通过电阻丝的电流为：UI=_R=36V60=0.6A电流产生的热量为：电流产生的热量为：Q=I2Rt=(0.6)260560J=6480J一根一根60的电阻丝接在的电阻丝接在36V的电源上的电源上,在在5min内共产生多少内共产生多少三、电热的三、电热的利用和防止利用和防止三、电热的三、电热的1、电热器：利用电来加热的设备。、电热器：利用电来加热的设备。电烤箱电烤箱电烤箱电烤箱、电熨斗、电暖气、电吹风、电熨斗、电暖气、电吹风常见的电热器：常见的电热器：2、电热的防止、电热的防止电热器重要组成部分是发热体，发热体是由电热器重要组成部分是发热体，发热体是由电阻率大、熔点高的电阻丝电阻率大、熔点高的电阻丝绕在绝缘材料上绕在绝缘材料上做成的，它们是利用做成的，它们是利用电流的热效应电流的热效应来工作的来工作的.在电动机里，电流所做的功主要用来带动机器，但在电动机里，电流所做的功主要用来带动机器，但电流通过电动机里的电阻也会要产生热量，会使导线电流通过电动机里的电阻也会要产生热量，会使导线温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度，温度升高，温度超过绝缘材料的耐热温度，绝缘材料绝缘材料会迅速老化甚至可能烧坏会迅速老化甚至可能烧坏，这就需要考虑散热，还要这就需要考虑散热，还要加快散热加快散热.电烙铁电烙铁收音机、电视机等用电器也都是考虑散收音机、电视机等用电器也都是考虑散热，它们的机壳上都有热，它们的机壳上都有散热孔散热孔.1、电热器：利用电来加热的设备。电烤箱、电热器：利用电来加热的设备。电烤箱、电熨斗、电暖气、电、电熨斗、电暖气、电电热器的图片电热器的图片电烤箱是利用电来加热的设备，可用来电烤箱是利用电来加热的设备，可用来加热烘烤食品加热烘烤食品.电热器的图片电烤箱是利用电来加热的设备，可用来加热烘烤食品电热器的图片电烤箱是利用电来加热的设备，可用来加热烘烤食品.电热器的图片电热器的图片烤面包机是利用电来加热的设备，可用烤面包机是利用电来加热的设备，可用来加热烘烤面包等食品来加热烘烤面包等食品.电热器的图片烤面包机是利用电来加热的设备，可用来加热烘烤面包电热器的图片烤面包机是利用电来加热的设备，可用来加热烘烤面包电热器的图片电热器的图片电熨斗是利用电来加热的设备，可用电熨斗是利用电来加热的设备，可用来熨平衣物来熨平衣物.电热器的图片电熨斗是利用电来加热的设备，可用来熨平衣物电热器的图片电熨斗是利用电来加热的设备，可用来熨平衣物.电热器的图片电热器的图片电暖气的种类很多电暖气的种类很多,石英管式电暖气石英管式电暖气是利用电流使石英管散发热量是利用电流使石英管散发热量.电热器的图片电暖气的种类很多电热器的图片电暖气的种类很多,石英管式电暖气是利用电流使石英石英管式电暖气是利用电流使石英电热器的图片电热器的图片电吹风是利用电来加热的设备，一般可用来吹干湿漉的电吹风是利用电来加热的设备，一般可用来吹干湿漉的头发头发.返回返回电热器的图片电吹风是利用电来加热的设备，一般可用来吹干湿漉的电热器的图片电吹风是利用电来加热的设备，一般可用来吹干湿漉的电烙铁是利用电热的焊接工具电烙铁是利用电热的焊接工具,它是通它是通过烙铁芯产生热的过烙铁芯产生热的.返回电烙铁是利用电热的焊接工具电烙铁是利用电热的焊接工具,它是通过烙铁芯产生热的它是通过烙铁芯产生热的.返返防止电热的图片防止电热的图片电脑中的电脑中的CPUCPU在工作时要产生热在工作时要产生热,如果过热就会如果过热就会损坏芯片损坏芯片,所以要在芯片上加装所以要在芯片上加装散热片和风扇散热片和风扇.防止电热的图片电脑中的防止电热的图片电脑中的CPU在工作时要产生热在工作时要产生热,如果过热就会损如果过热就会损防止电热的图片防止电热的图片计算机中的显卡在工作时要产生热量计算机中的显卡在工作时要产生热量,温温度过高会损坏显卡度过高会损坏显卡,所以应加装所以应加装散热风扇散热风扇.防止电热的图片计算机中的显卡在工作时要产生热量防止电热的图片计算机中的显卡在工作时要产生热量,温度过高会损温度过高会损1 1、电流热效应：电流流过导体时电、电流热效应：电流流过导体时电能转化为热的现象能转化为热的现象 2.2.焦耳定律：焦耳定律：3.3.电热的利用和防止电热的利用和防止（1 1）电热的利用）电热的利用 电热器：利用电来加热的设备电热器：利用电来加热的设备.电热的优点：电热的优点：（2 2）防止电热的危害）防止电热的危害1、电流热效应：电流流过导体时电能转化为热的现象、电流热效应：电流流过导体时电能转化为热的现象小结：小结：四、例题四、例题某某导导体体的的电电阻阻是是2 2欧欧，当当1 1安安的的电电流流通通过过时时，1 1分分钟钟产产生生的的热热量是多少焦？量是多少焦？解解：Q=Q=I I2 2Rt=(1Rt=(1安安)2 2 2 2欧欧 6060秒秒 =120=120焦焦答：答：1 1分钟产生的热量是分钟产生的热量是120120焦。焦。四、例题四、例题某导体的电阻是某导体的电阻是2欧，当欧，当1安的电流通过时，安的电流通过时，1分钟产生分钟产生2 2、一只一只“220V 45W 220V 45W”的的电烙铁，在额定电压下使用，电烙铁，在额定电压下使用，每分钟产生的热量是多少？你每分钟产生的热量是多少？你能用几种方法解此题？能用几种方法解此题？（1）（2）t2、一只一只“220V45W”的电烙铁，在额定电压下使的电烙铁，在额定电压下使（4）Q=W=Pt （3）Q=W=（4）Q=W=Pt（3）Q=W=3 3、一台、一台电动机电动机正常工作时线圈正常工作时线圈两端的电压为两端的电压为380380伏，线圈的电伏，线圈的电阻为阻为2 2欧欧,线圈中的电流为线圈中的电流为1010安安,若这台电动机正常工作若这台电动机正常工作1 1秒钟，秒钟，求：求：1 1）消耗的电能）消耗的电能W W。2 2）产生的热量）产生的热量Q Q。3、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏，线圈的电伏，线圈的电一台一台电动机电动机正常工作时线圈两端的电压为正常工作时线圈两端的电压为380380伏，线圈的电阻为伏，线圈的电阻为2 2欧欧,线线圈中的电流为圈中的电流为1010安安,若这台电动机正常工作若这台电动机正常工作1 1秒钟，秒钟，求：求：1 1）消耗的电能）消耗的电能W W。2 2）产生的热量）产生的热量Q Q。解：解：1 1）W WUIt UIt 380101380101 38003800焦焦 2 2）Q QI I2 2RtRt 10 10 2 110 10 2 1 200200焦焦答：答：消耗的电能是消耗的电能是38003800焦；焦；产生的热量是产生的热量是200200焦。焦。新人教版新人教版181.1.电流的热效应是电流通过导体时电流的热效应是电流通过导体时_转化成转化成_的现象。的现象。电热器是利用电流的电热器是利用电流的_制成的加热设备。制成的加热设备。电能电能热热2.2.“在研究电流产生的热量跟电流的关系在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持的实验中，应保持 _、_一定，用一定，用_改变电阻丝的电流。改变电阻丝的电流。3.3.一根一根100100的电阻丝通过的电流是的电阻丝通过的电流是2A2A，它的电功率是，它的电功率是_W_W 通电通电1min1min时产生的热量是时产生的热量是_J_J。4.4.电阻电阻R R1 1、R R2 2串联在电路中，串联在电路中，R R1 1=4=4，R R2 2=6=6，则，则P P1 1:P:P2 2=_=_。Q Q1 1:Q:Q2 2=_=_。热效应热效应电阻电阻时间时间滑动变阻器滑动变阻器400240002:32:32:32:31.电流的热效应是电流通过导体时电流的热效应是电流通过导体时_转化成转化成_的现的现