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焦耳定律,第十八章第节,生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。,电流通过导体时电能转化成内能,这个现象叫做电流的热效应。,一、电流的热效应,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,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1:研究电热与电阻关系,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2:研究电热与电流关系,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。,观察实验,焦耳(JamesPrescottJoule,18181889),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=I2Rt3单位:焦耳(J),二、焦耳定律,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:,WQ热,三、电能和电热关系,Q=I2Rt=(0.6A)260W300s=6480J,一根60的电阻丝接在36V的电源两端,在5min内共产生多少热量?,答:在5min内共产生6480J热量。,解:,例题,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。,3、一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380伏,线圈的电阻为2欧,线圈中的电流为10安,若这台电动机正常工作1秒钟,求:1)消耗的电能W。2)产生的热量Q。,解:1)WUIt3801013800焦2)QI2Rt101021200焦答:消耗的电能是3800焦;产生的热量是200焦。,六思考与讨论,为什么电炉接入照明电路后,能放出大量的热来,而与电炉连接的导线却不怎么热?,答:,因为电线和电炉串联,通过它们的电流是一样的,而电炉的电阻比电线的电阻大的多,所以根据焦耳定律Q=I2Rt可知,在相同时间内电流通过电炉产生的热量比通过电线产生的热量大,因此电炉热而电线却不热。,1电热的利用,利用电热孵化器孵小鸡,用来加热,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。,四、电热的利用和防止,很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如:电视机的后盖有很多孔,为了通风散热;电脑运行时要用微型风扇及时散热等等。,2电热的危害,课堂小结,焦耳定律的实验和内容,
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