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1、会计学1焦耳定律焦耳定律(jio r dn l)课件课件第一页，共32页。1 1、知道电流的热效应、知道电流的热效应.2 2、知道焦耳定律、知道焦耳定律(jio r dn l)(jio r dn l)，会用焦耳定律，会用焦耳定律(jio r dn l)(jio r dn l)进行计算进行计算.3 3、能用焦耳定律、能用焦耳定律(jio r dn l)(jio r dn l)解释简单的现象解释简单的现象.第1页/共32页第二页，共32页。(1)(1)灯灯泡泡发发光光(f(f un)un)一一段段时时间间后后，用用手手触触摸摸灯泡有什么感觉？为什么？灯泡有什么感觉？为什么？(2)(2)电风扇使用一
2、段时间后，用手触摸电风扇使用一段时间后，用手触摸(ch m)(ch m)电电动机部分有什么感觉？为什么？动机部分有什么感觉？为什么？发烫发烫.是电流是电流(dinli)(dinli)的热效应的热效应.问题问题第2页/共32页第三页，共32页。电流电流(dinli)的热效应的热效应生活生活(shnghu)(shnghu)中中.许多用电器接通电源后许多用电器接通电源后.都伴有热现象都伴有热现象产生产生.电流通过导体时电能转化为内能电流通过导体时电能转化为内能(ni nn)，这种现象叫做电流的热效应这种现象叫做电流的热效应.第3页/共32页第四页，共32页。灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电
3、灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热流，灯泡和电线都要发热(f r)，可是实际上灯，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热泡热得发光，电线的发热(f r)却觉察不出来。却觉察不出来。这是为什么？这是为什么？烫烫手手(tn(tn sh shu)u)不烫手(tn shu)第4页/共32页第五页，共32页。着火着火(zho hu)了了！whywhy？家庭电路中使用家庭电路中使用(shyng)功率过大的功率过大的用电器可能引起火灾，这又是为什么？用电器可能引起火灾，这又是为什么？第5页/共32页第六页，共32页。烫烫手手(t(tn n sh shu)u)不烫不烫手手(tn sh
4、u)家庭电路中使用功率过大的用电器可能家庭电路中使用功率过大的用电器可能(knng)引起火灾。引起火灾。灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。灯泡接入电路中时，灯泡和电线中流过相同的电流，灯泡和电线都要发热，可是实际上灯泡热得发光，电线的发热却觉察不出来。要解释上述两个现象，我们必须研究要解释上述两个现象，我们必须研究电流产生的热量与哪些因素有关电流产生的热量与哪些因素有关.第6页/共32页第七页，共32页。点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明(shumng)什么？导线和电熨斗串联，为什么电熨斗很热而导线并不很热？说明什么？
5、电流电流(dinli)(dinli)通过导体产生热的多少跟什么因素有关？通过导体产生热的多少跟什么因素有关？第7页/共32页第八页，共32页。猜想猜想(cixing)(cixing)与假设与假设 1.1.可能与电阻可能与电阻(dinz)(dinz)有关。电阻有关。电阻(dinz)(dinz)越大，越大，电流热效应越大电流热效应越大电流的热效应与那些电流的热效应与那些(nxi)(nxi)因素有关因素有关？2.2.可能与可能与电流电流有关。电流越大，电流热效应越大有关。电流越大，电流热效应越大3.3.可能与可能与通通电时间电时间有关。通电时间越长，电流热有关。通电时间越长，电流热效应越大效应越大第
6、8页/共32页第九页，共32页。讨论讨论1.1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用什么方法(fngf)(fngf)去研究？去研究？设计设计(shj)(shj)实验实验 控制变量法控制变量法讨论讨论(toln)(toln)2.2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？转换法转换法电热电热气体（或液体）受热膨胀气体（或液体）受热膨胀.观察产生热量的多少观察产生热量的多少第9页/共32页第十页，共32页。实验过程实验过程(guchng)(guchng)与实验现象：与实验现象：（1 1）在电流和时间相同的情
7、况下，研究热）在电流和时间相同的情况下，研究热量和电阻的关系；量和电阻的关系；（2 2）在电阻和时间相同的情况下，研究热）在电阻和时间相同的情况下，研究热量和电流的关系；量和电流的关系；（3 3）在电流和电阻相同的情况下，研究热）在电流和电阻相同的情况下，研究热量和时间的关系；量和时间的关系；第10页/共32页第十一页，共32页。实验实验(shyn)1(shyn)1：研究电热与电阻关：研究电热与电阻关系系R1=5 R2=10 A在电流相同、通电时间相同的情况在电流相同、通电时间相同的情况(qngkung)下，电阻越大，这个电阻产生的热量下，电阻越大，这个电阻产生的热量越多越多.第11页/共32
8、页第十二页，共32页。电阻丝电阻丝在电流、通电在电流、通电(tng din)(tng din)时间相同时，阻值时间相同时，阻值 大大 的电阻产的电阻产生的热量多生的热量多.实验实验(shyn)1(shyn)1：研究电热与电阻：研究电热与电阻关系关系第12页/共32页第十三页，共32页。实验实验(shyn)2(shyn)2：研究电热与电流：研究电热与电流关系关系I=2I1IAR=5 R=5 R=5 I1在电阻相同、通电在电阻相同、通电(tng din)时间相同的时间相同的情况下，通过一个电阻的电流越大情况下，通过一个电阻的电流越大.这个电阻产这个电阻产生的热量越多生的热量越多.第13页/共32页
9、第十四页，共32页。电阻丝电阻丝在电阻、通电时间在电阻、通电时间(shjin)(shjin)相同时，电流相同时，电流 大大 的电阻产生的电阻产生的热量多的热量多.实验实验2 2：研究：研究(ynji)(ynji)电热与电流关系电热与电流关系第14页/共32页第十五页，共32页。电阻丝电阻丝在电流、电阻相同时，通电时间在电流、电阻相同时，通电时间(shjin)(shjin)长长 的产生的热量的产生的热量多多.实验实验3 3：研究：研究(ynji)(ynji)电热与通电时间关电热与通电时间关系系第15页/共32页第十六页，共32页。1 1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产、在电流、通电时
10、间相同的情况下，电阻越大，产生的热量生的热量(rling)(rling)越多越多.（I I与与t t相同，相同，R R越大，越大，Q Q越多）越多）2 2、在通电时间、电阻相同的情况下，电流、在通电时间、电阻相同的情况下，电流 越大，产生的热量越大，产生的热量(rling)(rling)越多越多.（R R与与t t相同，相同，I I越大，越大，Q Q越多）越多）3 3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量生的热量(rling)(rling)越多越多.（R R与与I I相同，相同，t t越大，越大，Q Q越多）越多）英国物理学家焦耳做了大
11、量的实验，于英国物理学家焦耳做了大量的实验，于18401840年最先精确地确年最先精确地确定电流定电流(dinli)(dinli)产生的热量跟电流产生的热量跟电流(dinli)(dinli)、电阻和通电、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律时间的关系，即焦耳定律.实验实验(shyn)结论：结论：第16页/共32页第十七页，共32页。焦耳定律焦耳定律(jio r dn l)Q=IQ=I Rt Rt 热量热量 电流电流(dinli)(dinli)电阻电阻 时间时间J A J A S S公式公式(gngsh)：意义：意义：单位：单位：焦耳定律：焦耳定律：电流通过导体产生的热量跟电流通过导体产生的热量跟电
12、电流的二次方成正比流的二次方成正比，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)第17页/共32页第十八页，共32页。纯电阻纯电阻(dinz)电电路路:电能电能(dinnng)内能内能 QI2Rt WUIt=M非纯电阻非纯电阻(dinz)电路电路:电能电能 内能内能+其它形式的能其它形式的能WE其其+QUIt I2Rt=Q第18页/共32页第十九页，共32页。例例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(dinyun)(dinyun)上，在上，在5 5分钟内分钟内共产生多少热量？共产生多少热量？分析
13、分析(fnx)：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再：先利用欧姆定律计算出通过电阻丝的电流，再利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。利用焦耳定律公式计算电流产生的热量。解：解：例题例题(lt)第19页/共32页第二十页，共32页。例例2 2：某电动机上标有：某电动机上标有“220V,2A”“220V,2A”它的线圈电阻为它的线圈电阻为5 5 ，当它正常，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少工作一分钟后，消耗的电能为多少(dusho)(dusho)？线圈中产生的热量？线圈中产生的热量为多少为多少(dusho)(dusho)？如没有其他能量的损失，则得到多少？如没有其他能量的损失，则得到多少(
14、dusho)(dusho)的机械能？的机械能？解：消耗解：消耗(xioho)(xioho)的电能为的电能为:W W总总=UIt=220V2A60S=26400J=UIt=220V2A60S=26400J线圈线圈(xinqun)(xinqun)中产生的热量为：中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)25 Q=I2Rt=(2A)25 60S=1200J 60S=1200J 得到的机械能为：得到的机械能为：W W机机=W=W总总Q=26400JQ=26400J1200J=25200J1200J=25200J例题例题第20页/共32页第二十一页，共32页。想想想想(xin xin)议议议议 从前面学习知
15、道，额定电压相同的灯泡，额定功率越大从前面学习知道，额定电压相同的灯泡，额定功率越大.电阻越小，单位电阻越小，单位(dnwi)时间内产生的热量越多时间内产生的热量越多.可是按照可是按照焦耳定律焦耳定律.电阻越大，单位电阻越大，单位(dnwi)时间内产生的热量越多。时间内产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？二者似乎有矛盾，这是怎么回事？根据根据(gnj)焦耳定律和欧姆定律，电流通过用电器的单位时焦耳定律和欧姆定律，电流通过用电器的单位时间内产生的热量为间内产生的热量为 Q/t=I2R 或或 Q/t=U2/R.其中其中Q/t=I2R表示通表示通过用电器的电流相等时，用电器电阻越大，单位时
16、间内产生的热过用电器的电流相等时，用电器电阻越大，单位时间内产生的热量越多；量越多；Q/t=U2/R 表示用电器的两端的电压相等时，用电器电表示用电器的两端的电压相等时，用电器电阻越小，单位时间内产生的热量越多。因此，两者是不矛盾的。阻越小，单位时间内产生的热量越多。因此，两者是不矛盾的。第21页/共32页第二十二页，共32页。1电热电热(dinr)的利的利用用利用利用(lyng)电热孵化电热孵化器孵小鸡器孵小鸡用来用来(yn li)加热加热清洁卫生，没有环境污染，清洁卫生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和热效率高，还可以方便地控制和调节温度。调节温度。四、电热的利用和防止四、电热的
17、利用和防止电热器的优点电热器的优点:第22页/共32页第二十三页，共32页。很多情况下我们并不希望用电器的温度过高。如：电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；电脑运行时要用微视机的后盖有很多孔，为了通风散热；电脑运行时要用微型型(wixng)(wixng)风扇及时散热等等。风扇及时散热等等。2电热电热(dinr)的危害的危害第23页/共32页第二十四页，共32页。小结(xioji)一一.电流的热效应电流的热效应1.1.定义定义:电流通过导体导体会发热的现象电流通过导体导体会发热的现象.2.2.实质实质:电能转化为内能电能转化为内能.二二.电热器电热器
18、1.1.定义定义:将电能转化为内能的装置将电能转化为内能的装置.2.2.原理原理:电流的热效应电流的热效应.3.3.组成组成:电热器的主要组成部分电热器的主要组成部分(z chn b fn)(z chn b fn)是发热是发热体体.三三.焦耳定律焦耳定律(控制变量法控制变量法 转换法转换法)1.1.内容内容:电流通过导体产生的热量电流通过导体产生的热量,与电流的平方成正比与电流的平方成正比,与与导体的电阻成正比导体的电阻成正比,与通过时间成正比与通过时间成正比.2.2.公式公式:Q=I2Rt:Q=I2Rt3.3.单位单位:电流电流-安安(A)(A)电阻电阻-欧欧()()时间时间-秒秒(s)(s
19、)热量热量-焦焦(J)(J)第24页/共32页第二十五页，共32页。1.1.下列常见下列常见(chn jin)(chn jin)电器中不是利用电流的电器中不是利用电流的热效应的是热效应的是()()B第25页/共32页第二十六页，共32页。2.2.下列各用电器均标有下列各用电器均标有“220 V 60 W”“220 V 60 W”字样，它字样，它们正常工作相同的时间，发热们正常工作相同的时间，发热(f r)(f r)最多的用电最多的用电器是器是()()A.A.电视机电视机 B.B.电风扇电风扇C.C.电热毯电热毯 D.D.一样多一样多C第26页/共32页第二十七页，共32页。3.3.某阻值为某阻
20、值为4 4 的定值电阻，通过的电流为的定值电阻，通过的电流为0.5 A0.5 A，则，则1 min1 min产生的热量产生的热量(rling)(rling)是是()()A.2 J B.30 J C.60 J D.120 JA.2 J B.30 J C.60 J D.120 J【解析】选【解析】选C.C.由焦耳定律得，该定值电阻由焦耳定律得，该定值电阻1 min1 min产产生的热量生的热量(rling)(rling)为为Q=I2Rt=(0.5 A)24 60 s=60 JQ=I2Rt=(0.5 A)24 60 s=60 J，故选，故选C.C.C第27页/共32页第二十八页，共32页。4.4.在
21、在“探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系探究电流通过导体产生的热量与电阻间关系”的实验中，的实验中，两阻值分别为两阻值分别为R R和和2R2R的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油的电阻丝浸在相同质量和初温的煤油(miyu)(miyu)中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通中，每一烧瓶里各插入一温度计，如图所示，电流通过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过过导体产生的热量不易直接观察，本实验中通过 _ _ 显示电流产生的热量变化；上述实验中采用这种电路连接方式显示电流产生的热量变化；上述实验中采用这种电路连接方式的目的是的目的是_._.温度计示数上升温度计示数上升(shngshng)保
22、证通过两个电阻丝的电流保证通过两个电阻丝的电流(dinli)(dinli)相等相等第28页/共32页第二十九页，共32页。【例】【例】(2011(2011湛江中考湛江中考)一只电烙铁的规格为一只电烙铁的规格为“220 V 110 W”“220 V 110 W”(1)(1)该电烙铁正常该电烙铁正常(zhngchng)(zhngchng)工作的电流为多少？工作的电流为多少？(2)(2)该电烙铁的电阻为多少？该电烙铁的电阻为多少？(3)(3)在额定电压下通电在额定电压下通电10 min10 min产生多少热量？产生多少热量？解：解：(1)(1)电烙铁正常工作的电流电烙铁正常工作的电流(2)(2)电烙
23、铁的电阻电烙铁的电阻(dinz)(dinz)(3)(3)产生热量产生热量 Q=W=Pt=110 W1060 s=6.6104 J Q=W=Pt=110 W1060 s=6.6104 J第29页/共32页第三十页，共32页。6.6.小兰的奶奶觉得家里的电褥子太热了，小兰就小兰的奶奶觉得家里的电褥子太热了，小兰就把电褥子的电阻线截掉一小段，这样电褥子在使把电褥子的电阻线截掉一小段，这样电褥子在使用时就用时就_热了热了.(.(选填选填“不不”或或“更更”)”)【解析】根据【解析】根据P=U2/RP=U2/R可知，在电压可知，在电压(diny)(diny)不变不变时，减小电阻可以增大发热功率，故截掉一小段时，减小电阻可以增大发热功率，故截掉一小段后，电阻线的电阻减小，发热功率更大，电褥子后，电阻线的电阻减小，发热功率更大，电褥子更热更热.答案：更答案：更第30页/共32页第三十一页，共32页。第31页/共32页第三十二页，共32页。