幻灯片-6.3焦耳定律.ppt

,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,6.3,焦耳定律,1,感受生活,2,电流的热效应：,电流通过导体时，电能转化为内能的现象叫做电流的热效应。,电流的三大效应：,热效应、磁效应、化学效应,电流的热效应的实质：,电能转化为内能,3,提出问题,电流通过电热器所产生的热量多少与哪些因素有关？,科学探究的过程,猜想依据,合理猜测,实验验证,制定计划,得出结论,交流讨论,4,烫手,不烫手,为什么,？,合理猜测,5,着火,了！,为什么,？,合理猜测,6,刚通电时的电炉丝没有长时间通电后,红,。,为什么,？,7,烫手,不烫手,跟,电流,有关,跟,电阻,有关,跟,时间,有关,合理猜测,8,探究实验：,实验方法：,实验目的：,研究电流通过导体产生的热量,Q,跟电流大小,I,，电阻,R,和通电时间,t,的关系。,设计实验：,1,、如何在实验中展示出电流产生的热量,Q,的多少？,2,、如何控制电流大小,I,相同？,3,、如何控制电阻,R,的大小不变？,4,、通电时间,t,比较好控制。,控制变量法,探究电流的热效应跟哪些因素有关,？,制定计划,9,电流通过导体产热,其中所产生的热量既看不见,也摸不着，如何测量呢？,既看不见也摸不着的科学量,既看得见也能测量的科学量,转化,转化,让电流产生的热量被气体吸收，通过,观察气体的热膨胀（,观察玻璃管内的水柱升降或者温度计示数大小,）来测量。,观察电热的方法：,（转化法）,10,控制,I,、,R,、,t,1,、如何控制电,流相同？,让电阻串联,2,、如何控制电,阻大小相同？,用,2,个相同的电阻,11,12,电阻丝,结论：,在电流、通电时间相同时,，阻值,大,的电阻产生的热量多。,探究一：产热多少与电阻大小的关系,实验验证,13,电阻丝,结论：,在电流、电阻相同时,，通电时间,长,的产生的热量多。,探究二：电热多少与通电时间的关系,实验验证,14,电阻丝,结论：,在通电时间、电阻相同时,，电流越,大,的产生的热量多。,探究三：产热多少与电流大小的关系,实验验证,15,在通电电流和通电时间相同时，电阻,越大,，电流产生的热量,越多,.,在电阻和通电时间相同时，电流,越大,，电流产生的热量,越多,.,进一步的研究表明产生的热量与电流的,平方,成正比,.,在通电电流和电阻相同时，通电时间,越长,，电流产生的热量,越多,.,1,2,3,实验分析,16,焦耳定律：,电流通过导体产生的热量跟,电流的平方,成正比，跟导体的,电阻,成正比，跟,通电时间,成正比,.,公式：,Q=I,2,Rt,适用范围：,适合于任何电路中电热的计算。,英国物理学家,焦耳,做了大量的实验，于,1840,年最先精确地确定电热跟电流、电阻和通电时间的关系，即,焦耳定律,.,焦耳定律,I,安（,A,）,R,欧（,）,t,秒（,s,）,Q,焦（,J,）,17,B,A,18,为什么只有在纯电阻电路中才可以用电功公式计算电热？,Q=I,2,Rt=W=UIt,19,焦耳定律：,电流通过导体产生的热量跟,电流的平方,成正比，跟导体的,电阻,成正比，跟,通电时间,成正比,.,公式：,Q=I,2,Rt,注意,：,热量跟电流的,平方成正比,，若通过一个用电器的电流增加到,3,倍时，它产生的热量增大到,倍,9,英国物理学家,焦耳,做了大量的实验，于,1840,年最先精确地确定电热跟电流、电阻和通电时间的关系，即,焦耳定律,.,焦耳定律,I,安（,A,）,R,欧（,）,t,秒（,s,）,Q,焦（,J,）,20,B,A,利用如图所示的装置探究“导体产生的热量与电阻大小的关系”两瓶煤油中都浸泡着一段金属丝，烧,瓶A中的金属丝电阻比较小，烧瓶B中的金属丝是镍铬合金丝，电阻比较大两瓶煤油中温度计可以显示煤油的温度,（1）根据控制变量法的研究思想，应该使这两个烧瓶中煤油的质量,（,2,）实验中，发现烧瓶,B,中温度计的示数升高的快这表明：,在,和通电时间相同的情况下，导体的电阻越,，电流产,生的热量越,。,电热的影响因素,相等,电流,大,多,21,R,R,研究电热与,I,的关系，那么就要控制,和通电时间不变。所以就设计以上的电路，用了相同的电热丝来保证电阻相同。那么怎样使并联的两个电阻电流不同呢？,。,最后发现：电流大的那个支路，煤油的示数上升的快。所以表明在电阻和通电时间相同的情况下，导体的电流越,，电流产生的热量越,。,R,R,电阻,移动滑动变阻器的滑片,大,多,22,1,、为什么选用煤油，而没有用水？（）,实验中，几个重要的问题，你能回答出来吗？,3,、通过什么样的连接方式可以使阻值不同的电阻丝保持相同的电流？,2,、本实验电流产生热量的多少是通过什么方式来表明的？,A,因为煤油有颜色便于观察,B,因为煤油有比较大的热值,C,因为煤油有比较小的密度,D,因为煤油有比较小的比热容,23,前面两个现象的解释,1,第一个为什么,灯泡和导线是,串联,，灯泡的电阻大比导线的电阻大,第二个为什么,干路的电流等于各个支路的电流之和,2,烫手,不烫手,交流讨论,24,电热的应用,1.,电热器,:,利用电流做功将,能转换为,能的装置,.,2.,电热器的原理,:,利用电流的,制成的加热设备。,电热器主要组成部分是,。它是由电阻,率,。熔点,的合金丝制成的加热设备。,电,内,热效应,发热体,大,高,25,常见的电热的应用,电炉,电热毯,热得快,电热水壶,电暖气,电熨斗,26,27,电流热效应的利用,制电热器（要求电热丝材料电阻率大、熔点高）,制白炽灯,制保险丝（要求保险丝材料电阻率大、熔点低）,28,电热的预防,计算机显示器的散热孔,计算机CPU的散热风扇,29,电热的预防,无用的电流热效应应尽量减少,导线上的热损耗应尽量减少。,家用导线一般用电阻率很小的铜或者铝导线,电路板中，用铜箔或者银箔做导线，减小电阻。,高压导线又都是采用升高电压减少电流的方法来减少热损耗。,有些电器加装风扇或者散热片、散热孔。,30,使用常识：防火灾,-,勿将空调靠近窗帘,31,【,练习,1】,：,某电热器电阻丝的电阻是,2,欧，当,1,安的电流通过时，,1,分钟产生的热量是多少焦？,解：,Q=I,2,Rt=(1A),2,2 60S,=120J,32,【,练习,2】,：,为了研究温度对种子发芽的影响,课外活动小组要做一只电烘箱,要求在,10min,内产生,6,10,4,J,的热量,接用的是家庭电路,请计算一下这只电烘箱电热丝的电阻是多少,?,【,练习,3】,：,标有,“,220V 100W,”,的白炽灯正常工作时,在,1min,内将产生多少热量,?,将消耗多少电能,?,若接在,55V,的电路中呢,?,33,【,练习,4】,：,两个电热器的电阻之比为,43,，通过相同的电流，在相等的时间里产生的热量之比为,_,；若两个电热器的电阻相同，通过的电流强度为,13,，在相等的时间里产生的热量之比为,_,。,43,19,34,当,0.2,安的电流通过一金属线时产生的热量为,Q,1,，若使通过的电流增加到,0.4,安时，在相同的时间内产生的热量为,Q,2,，那么,Q,2,是,Q,1,的,(,),A,、,2,倍,B,、,4,倍,C,、,0.25,倍,D,、,0.5,倍,B,【,练习,5】,：,35,6、一电动机线圈的电阻为1，线圈两端所加电压为2V时，电流为1A，电动机正常工作。,（1）电动机正常工作时的能量转化？,（2）电动机正常工作1min所产生的电能为多少J？,（3）电动机正常工作1min所产生的电热为多少J？,（4）电动机正常工作1min所提供的机械能为多少？,（5）如果想让电动机的电能全部转化为内能，可以怎样实施？,Q=UIt,【,定义式,】,导出式：,欧姆定律,代换法,U,2,R,t,W=,对于非纯电阻电路：计算电热只有一个公式：,Q=I,2,Rt,计算电能只有一个公式：,W=UIt,计算机械能只有一个公式：,W,机械,=W,Q,非纯电阻电路的电热（,Q,）计算：,QW【,电能少部分转化为内能,】,Q=Pt,36,7、如图所示，电源电压,220,伏，,R,是电烙铁，标有,“,220V,，,40W,”,字样；,L,是电灯泡，标有,“,PZ220,40,”,字样,.,当开关,S,闭合时，电烙铁每分钟产生的热量是,_,焦，当开关,S,断开时，电烙铁的实际功率是,_,瓦；开关,S,断 开后，整个电路工作,_,小时消耗,1,千瓦时电能,.,37,8、如图是一个电热毯的简化电路图，电源电压为,220V,，,R,1,是发热电阻，,R,2,是阻值为,616,的分压电阻，,S,是控制电热毯工作状态的开关。,S,转到触点,1,为断开状态；,S,转到触点,2,为低温状态；,S,转到触点,3,为高温状态，此时功率为,100W,。求：（,l,）当开关,S,转到触点,3,时。电热毯的发热电阻,R1,是多少,？,（,2,）当开关,S,转到触点,2,时，,通过电路的电流是多少安？,发热电阻,R1,消耗的功率是,多少瓦特？,38,9、,CFXB,型,“,220V 1100W,”,电饭煲的原理图如图所示，它有高温烧煮和焖饭、保温两挡，通过单刀双掷开关,S,进行调节，,R,0,为电热丝当开关,S,接高温烧煮挡时，电路的功率为,1100W,，当开关,S,接焖饭、保温挡时，电路的总功率为,22W,（,1,）电饭煲在高温烧煮挡时，开关,S,应与哪个触点连接？（,2,）电热丝,R,0,的阻值多大？（,3,）当电饭煲在正常焖饭、保温时电路中的电流多大？焖饭、保温,10min,，电热丝,R,0,产生的热量为多少？,39,焦耳在,1818,年,12,月,24,日生于英国曼彻 ,斯特，他的父亲是一个酿酒厂主,.,焦耳自幼,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,了著名的化学家道尔顿,.,道尔顿给予了焦耳,热情的教导,.,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,定了理论基础,.1840,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时的水温,.,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,.,四年之后，俄国物理学家楞次公布了他的大量实验结果，从而进一步验证了焦耳关于电流热效应之结论的正确性,.,因此，该定律称为焦耳,楞次定律,.,焦耳活到了七十一岁,.1889,年,10,月,11,日，焦耳在索福特逝世,.,后人为了纪念焦耳，把功和能的单位定为焦耳,.,back,焦耳：,40,祝大家学习进步,再见,41,