焦耳定律课件PPT.ppt

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第四节第四节焦耳定律焦耳定律李寨二中物理组饮水机饮水机电暖气电暖气电热油汀电热油汀电炉电炉电热毯电热毯电烙铁电烙铁感受生活感受生活电流的热效应电流的热效应电流流过导体电流流过导体时，时，将电能转化将电能转化为内能为内能，这种现象叫做，这种现象叫做电流的电流的热效应热效应。

通电后有什么现象通电后有什么现象电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝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热得发红，而导线却几乎不发热?

说明电流产生的热量和电阻大小有关说明电流产生的热量和电阻大小有关想想议议想想议议着火着火了！

了！

whywhy？

电流产生的热量和电流大小有关电流产生的热量和电流大小有关跟跟电流电流有关有关跟跟电阻电阻有关有关跟跟时间时间有关有关电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?

演示实验演示实验实验装置实验装置实验实验1：

研究电热与电阻关系：

研究电热与电阻关系R1=5R2=10A在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻在电流相同、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。

越大，这个电阻产生的热量越多。

实验实验2：

研究电热与电流关系：

研究电热与电流关系I=2I1IAR=5R=5R=5I1在电阻相同、通电时间相同的情况下，通过在电阻相同、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一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。

多。

通通过过导导体体电电流流和和导导体体电电阻阻相相同同时时，通通电电时时间间越越长长，电电流流产产生生的的热热量量越多。

越多。

以上两个实验中电流通过电阻丝是产生热量以上两个实验中电流通过电阻丝是产生热量的多少是怎样体现出来的？

应用了哪些研究的多少是怎样体现出来的？

应用了哪些研究方法？

方法？

温度计示数的变化温度计示数的变化转化法转化法控制变量法控制变量法焦耳（焦耳（JamesPrescottJoule，18181889），英国物理学家。

用），英国物理学家。

用近近40年的时间做了年的时间做了400多次实验，多次实验，研究热和功的关系。

通过大量的实研究热和功的关系。

通过大量的实验，于验，于1840年最先精确地确定了电年最先精确地确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。

时间的关系。

焦焦耳耳1内容：

内容：

电流通流通过导体体产生的生的热量跟量跟电流的流的二次方成正比，跟二次方成正比，跟导体的体的电阻成正阻成正比，跟通比，跟通电时间成正比。

成正比。

2公式：

公式：

Q=I2Rt（普遍适用普遍适用）3单位：

焦耳（位：

焦耳（J）二、焦耳定律二、焦耳定律II-A-A，R-R-，t-St-S，Q-J.Q-J.额定定电压相同的灯泡，相同的灯泡，额定功率越大，定功率越大，电阻越阻越小，正常工作小，正常工作时单位位时间内内产生的生的热量越多。

可是量越多。

可是按照焦耳定律，按照焦耳定律，电阻越大，阻越大，单位位时间内内产生的生的热量量越多。

二者似乎有矛盾，越多。

二者似乎有矛盾，这是怎么回事是怎么回事?

想想议议想想议议答：

前者说电阻越小，答：

前者说电阻越小，正常工作正常工作时单位时间内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，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。

时应该特别注意条件。

方法点拨方法点拨电热与电阻成反比与成正比都是有可能的，电热与电阻成反比与成正比都是有可能的，关键看是电压、时间一定，还是电流、时间关键看是电压、时间一定，还是电流、时间一定。

一定。

三、电热的利用和防止三、电热的利用和防止11、电热的利用电热的利用：

电热水器、电饭锅、电：

电热水器、电饭锅、电熨斗、电孵化器等等。

熨斗、电孵化器等等。

电热器电热器的主要组成部分是的主要组成部分是发热体发热体。

电热器电热器就是利用电流的热效应工作的就是利用电流的热效应工作的发热体发热体是由是由电阻率大、熔点高的电阻电阻率大、熔点高的电阻丝丝缠绕在绝缘材料上制成的。

缠绕在绝缘材料上制成的。

1电热的利用电热的利用利用电热孵化器孵小鸡利用电热孵化器孵小鸡用来加热用来加热电热器的优点电热器的优点:

清洁卫清洁卫生，没有环境污染，热效率生，没有环境污染，热效率高，还可以方便地控制和调高，还可以方便地控制和调节温度。

节温度。

四、电热的利用和防止四、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。

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。

运行时要用微型风扇及时散热等等。

2电热的危害电热的危害例：

下列情况中属于防止电热危害例：

下列情况中属于防止电热危害的是的是（）（）AA电视机背后有散热窗电视机背后有散热窗BB家用电器长时间停用，隔一段时家用电器长时间停用，隔一段时间应通电一次间应通电一次CC大型爆破工程，用电热装置引发大型爆破工程，用电热装置引发炸药炸药AA例例11：

流过一根：

流过一根1010欧姆的电阻丝的欧姆的电阻丝的电流为电流为22安培，问这根电阻丝在安培，问这根电阻丝在3030秒内产生热量多少？

秒内产生热量多少？

解：

解：

Q=I2Rt=（2A）21030s=1200J导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导导线和电炉丝串联，为什么电炉丝热得发红，而导线却几乎不发热呢？

线却几乎不发热呢？

答：

电炉通过导线接到电路中，导线中答：

电炉通过导线接到电路中，导线中的电流跟电炉丝中的的电流跟电炉丝中的电流相等电流相等，但，但电电炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻炉丝的电阻比连接电炉丝的导线电阻大得多大得多，根据焦耳定律，根据焦耳定律Q=Q=II22RtRt知，电知，电流相等时，电阻大的，相同时间里放流相等时，电阻大的，相同时间里放出的热较多，所以电炉丝很热，而导出的热较多，所以电炉丝很热，而导线却不热。

线却不热。

想想议议想想议议若消耗的电能全部用来产生热量若消耗的电能全部用来产生热量即即Q=WQ=W注意：

对于注意：

对于电风扇和电动机电风扇和电动机来说以上三来说以上三个公式都不能用，只能用个公式都不能用，只能用Q=Q=II22RtRt来计来计算它产生的热量算它产生的热量纯电阻电路：

纯电阻电路：

Q=W=Pt=UIt=UQ=W=Pt=UIt=U22/Rt=/Rt=II22RtRt非纯电阻电路：

非纯电阻电路：

QQWW总总（W（W总总UIt=WUIt=W外外Q）Q）注意：

注意：

2.2.某电热器电阻丝的电阻为某电热器电阻丝的电阻为5555欧欧,接入接入220V220V的电路中的电路中,在在2020分钟内产分钟内产生多少热量生多少热量?

纯电阻电路纯电阻电路3.3.下列用电器正常工作时，在相同的下列用电器正常工作时，在相同的时间内产生热量最多的是（时间内产生热量最多的是（）AA“220v220v，60w60w”的电风扇的电风扇BB“220v220v，60w60w”日光灯日光灯CC“220v220v，60w60w”的电热器的电热器DD一样多一样多CC哪个用电器消耗的电能多？

哪个用电器消耗的电能多？

4.4.一电炉的电阻是一电炉的电阻是100100，通电时间，通电时间1010秒钟产生的热量为秒钟产生的热量为44101055J,J,通过这个电通过这个电炉的电流是炉的电流是AA5.5.电流通过电风扇做功时，电流通过电风扇做功时，能转化为能转化为_能和能和能，如果电流做功能，如果电流做功3.63.6101066J,J,电风扇获得的机械能一定电风扇获得的机械能一定_3.63.6101066JJ2020电电内内机械机械小于小于纯电阻电路纯电阻电路非纯电阻电路非纯电阻电路5在在电源源电压保持不保持不变时，为了使了使电热器在器在单位位时间里里产生的生的热量多一些，下列措施中可行的量多一些，下列措施中可行的是（是（）A增大增大电热丝的的电阻阻B减小减小电热丝的的电阻阻C在在电热丝上串上串联电阻阻D以上措施都可以以上措施都可以6、电炉炉丝坏了，去掉四分之一后接在原来的坏了，去掉四分之一后接在原来的电源上使用源上使用时，在相等的，在相等的时间内内产生的生的热量与原来量与原来产生的生的热量之比量之比为（）A3：

4B4：

3C4：

1D1：

47A、B两个两个电阻串阻串联，在相等的，在相等的时间内内A产生生的的热量比量比B多，由此得出下列判断中正确的是（多，由此得出下列判断中正确的是（）A通通过A的的电量比量比B多多B通通过A的的电流比流比B大大CA两端的两端的电压比比B高高DA的的额定功率比定功率比B大大6.6.如图如图aa、bb两相同容器中分别装有相等质量的煤油，两相同容器中分别装有相等质量的煤油，煤油中的电阻丝阻值分别为煤油中的电阻丝阻值分别为RR11和和RR22，且，且RR11RR22，则，则闭合开关闭合开关SS后，后，aa、bb容器中煤油温上升较快的是（容器中煤油温上升较快的是（）A.aA.a容器中的煤油容器中的煤油B.bB.b容器中的煤油容器中的煤油C.aC.a、bb容器中的煤油温上升快慢一样容器中的煤油温上升快慢一样D.D.无法判断无法判断AA7.7.如图所示，电源电压如图所示，电源电压220220伏，伏，RR是电烙铁，是电烙铁，标有标有“220V220V，40W40W”字样；字样；LL是电灯泡，标有是电灯泡，标有“PZ220PZ2204040”字样字样.当开关当开关SS闭合时，电烙铁闭合时，电烙铁每分钟产生的热量是每分钟产生的热量是_焦，当开关焦，当开关SS断开断开时，电烙铁的实际功率是时，电烙铁的实际功率是_瓦；开关瓦；开关SS断断开后，整个电路工作开后，整个电路工作_小时消耗小时消耗11千瓦电千瓦电能能.24002400101050508.8.一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380380伏，线圈的电阻为伏，线圈的电阻为22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11秒钟，求：

秒钟，求：

（1）

（1）消耗的电能消耗的电能WW。

（2）

（2）产生的热量产生的热量QQ。

（3）（3）如没有其他能量的损失，则得到多少的如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？

机械能？

非纯电阻电路非纯电阻电路解：

解：

11）WWUUIItt380V380V10A10A1S1S3800J3800J已知：

电动机已知：

电动机U=380VI=10AU=380VI=10AR=2t=1sR=2t=1s求：

求：

（11）WW（22）Q（3）WQ（3）W机机22）QQII22RtRt（10A）（10A）2221S21S200J200J33）WW机机W-QW-Q3800J-200J3800J-200J3600J3600J9.9.某电器厂欲设计一种高、中、低温三档的某电器厂欲设计一种高、中、低温三档的家用电饭锅，其发热体电阻丝如图所示，家用电饭锅，其发热体电阻丝如图所示，AA、BB、CC为三个接线柱，为三个接线柱，BB是电阻丝的中点（电是电阻丝的中点（电源电压保持不变）源电压保持不变）.说明各档位的连接方式说明各档位的连接方式分别计算出中、低两档的发热功率分别计算出中、低两档的发热功率.1111、下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化、下表为一台电烤箱的铭牌，其内部简化电路如图所示，电路如图所示，RR11和和RR22均为电热丝求均为电热丝求（11）电烤箱在高温挡正常工作）电烤箱在高温挡正常工作10min10min所消耗所消耗的电能；的电能；（22）电路中）电路中RR11的阻值；的阻值；（33）电烤箱在低温档正常