18.4第四节焦耳定律课件.ppt

1、用手摸一下电视机后盖用手摸一下电视机后盖 上周六，小刚同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看上周六，小刚同学的爸爸出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。当爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，电视。当爸爸回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。很高兴。 可是可是 ，后来发现小刚说了谎。，后来发现小刚说了谎。生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。生活中，许多用电器接通电源后，都伴有热现象产生。你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？你有类似的经历吗，这个故事对你有什么启示？电热壶电热壶电烤箱电烤箱电炉电炉电饭锅电饭锅热水器热水器电热器电热器 通电后，这些通电后，这些

2、用电器会发热，用电器会发热，为什么？为什么？ 焦耳定律焦耳定律 学习目标n知道电流的热效应n知道焦耳定律，会用焦耳定律进行计算n能用焦耳定律解释简单的现象一、电流的热效应一、电流的热效应： 电流通过导体时，导体会发热，电能转化为内电流通过导体时，导体会发热，电能转化为内能，这种现象叫做电流的热效应。能，这种现象叫做电流的热效应。 电流通过导体产电流通过导体产 生热的多少跟什么生热的多少跟什么因素有关？因素有关？点亮的灯泡过一会儿会烫手，说明什么？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？实验方法：实验方法：实验目的实验目的: : 研究电流通过导体产生的热量跟研究电流通过导体产

3、生的热量跟哪些因素有关哪些因素有关 实验原理实验原理: : 当电流通过电阻丝时，电流产生的热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、体积膨量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升逐渐上升. .电流产生的热量越多，液电流产生的热量越多，液面就会上升得越高面就会上升得越高. .我们可以通过管我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热中液面上升的高度比较电流产生的热量量. . 实验探究实验探究控制变量法控制变量法 猜想与假设猜想与假设 1.可能与可能与电阻电阻有关。有关。电阻越大，电流热效应越大电阻越大，电流热效应

4、越大电流的热效应与那些因素有关？电流的热效应与那些因素有关？2.可能与可能与电流电流有关。有关。电流越大，电流热效应越大电流越大，电流热效应越大3.可能与可能与通通电时间电时间有关。有关。通电时间越长，电流热通电时间越长，电流热效应越大效应越大 设计实验设计实验 讨论讨论1.当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用当一个物理量被猜测与多个因素有关，应用 什么什么 方法去研究？方法去研究？ 答答:控制变量法控制变量法讨论讨论2.用什么方法和器材去观察那些不可见的物理用什么方法和器材去观察那些不可见的物理量？量？答：转换法答：转换法电热电热气体（或液体）受热膨胀，观察产生热气体（或液体）受热膨胀，观

5、察产生热量的多少量的多少实验中，通过观察U形管中液面高度的变化来判断产生热量的多少， 两个相同的烧瓶中装满煤油两个相同的烧瓶中装满煤油分别放入电阻不同的电阻丝分别放入电阻不同的电阻丝通电后导管中的煤油上升通电后导管中的煤油上升(为啥为啥选用煤油而不选用水呢选用煤油而不选用水呢?)back演示21RR 电阻丝电阻丝1R2R 在电流、通电时间相同时在电流、通电时间相同时，阻值，阻值 大大 的电阻产生的热量多。的电阻产生的热量多。探究一：产热多少与电阻大小的关系探究一：产热多少与电阻大小的关系实验探究实验探究现象现象：电阻较大的这边的空气柱上升较高：电阻较大的这边的空气柱上升较高说明说明：电流相同，

6、通电时间相同时，电阻越大，电流：电流相同，通电时间相同时，电阻越大，电流所产生的热量越多所产生的热量越多演示电阻丝电阻丝RRR 在通电时间、电阻相同时在通电时间、电阻相同时，电流，电流越越 大大 的产生的热量多。的产生的热量多。探究三：产热多少与电流大小的关系探究三：产热多少与电流大小的关系返回返回现象现象：电流较大的这边的空气柱上升较高。：电流较大的这边的空气柱上升较高。说明说明：电阻相同，时间相同时，电流越大，电流：电阻相同，时间相同时，电流越大，电流所产生的热量越多。所产生的热量越多。演示电阻丝电阻丝RR 在电流、电阻相同时在电流、电阻相同时，通电时间，通电时间 长长 的产的产生的热量多

7、。生的热量多。探究二：产热多少与通电时间的关系探究二：产热多少与通电时间的关系实验结论：实验结论：1、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，、在电流、通电时间相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多。产生的热量越多。（I与与t相同，相同，R越大，越大，Q越多）越多）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，产生的热量越多。越大，产生的热量越多。（ R与与t相同，相同，I越大，越大，Q越多）越多）3、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，、在电阻、电流相同的情况下，通电时间越长，产生的热量越多。产生的热量越多。（ R与与I相同，相同，t越大，越大，Q越多

8、）越多） 焦耳在焦耳在18181818年年1212月月2424日生于英国曼彻日生于英国曼彻 斯特，他的父亲是一个酿酒厂主斯特，他的父亲是一个酿酒厂主. .焦耳自幼焦耳自幼跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教跟随父亲参加酿酒劳动，没有受过正规的教育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识育。青年时期，在别人的介绍下，焦耳认识了著名的化学家道尔顿了著名的化学家道尔顿. .道尔顿给予了焦耳道尔顿给予了焦耳热情的教导热情的教导. .焦耳向他虚心的学习了数学、焦耳向他虚心的学习了数学、哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠哲学和化学，这些知识为焦耳后来的研究奠定了理论基础定了理论基础.1840.1840年

9、，焦耳把环形线圈放年，焦耳把环形线圈放入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻入装水的试管内，测量不同电流强度和电阻时的水温时的水温. .通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出通过这一实验，他发现：导体在一定时间内放出的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比的热量与导体的电阻及电流强度的平方之积成正比. .四年之四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性. .因此，该定因此，该定律称为焦耳律称为焦耳楞次定律楞次定律. .焦耳活到了七十一岁焦耳

10、活到了七十一岁.1889.1889年年1010月月1111日，焦耳在索福特逝世日，焦耳在索福特逝世. .后人为了纪念焦耳，把功和能的单后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳位定为焦耳. . 焦耳定律焦耳定律Q = I R t 热量热量 电流电流 电阻电阻 时间时间J A S公式：公式：意义：意义：单位：单位：二、焦耳定律二、焦耳定律：电流通过导体产生的：电流通过导体产生的热量跟热量跟电流的二次方成正比电流的二次方成正比，跟导体，跟导体的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)我们学习了焦耳定律，怎样回我们学习了焦耳定律，怎样回答前面的问题？

11、答前面的问题？n导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？ 答：电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的电流相等，但电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多，根据焦耳定律Q=I2Rt知，电流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。想想议议想想议议从前面学习知道，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？

12、产生的热量越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事？ 根据焦耳定律和欧姆定律，电流通过用电器的单位时根据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 或或 。其中。其中表示通过用电器的电流相等时，用电器电阻越大，单位时表示通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；间内产生的热量越多； 表示用电器的两端的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。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。因此，两者是不矛盾的。三、电热的利用和防止三、电热的利用和防止1、电热的利用：电热水器、电饭锅、电热的利用：电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。电熨斗、电孵化器等等。2、电热的防止：电视机后盖的散热窗、电热的防止：电视机后盖的散热窗、电脑主机里面的小电风扇等等。电脑主机里面的小电风扇等等。电热的利用电热的利用电热的防止电热的防止电脑中的电脑中的CPUCPU在工作时要在工作时要产生热产生热, ,如果过热就会损如果过热就会损坏芯片坏芯片, ,所以要在芯片上所以要在芯片上加装散热片和风扇加装散热片和风扇. .1.1.电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫电流通过导体时，电能转化为热的现象，叫电流的热效应。电流的热效应。小结 拓展驶向胜利驶向胜利的彼岸的彼岸