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1、第十八章 电功率第4节 焦耳定律,小伟同学的妈妈出门前嘱咐他好好写作业，不要看电视。妈妈回来时看到他在认真写作业，电视机也没打开，很高兴。可妈妈还是发现小伟刚看过电视。,电热器,热水器,电熨斗,电饭煲,日常生活中用电器通电后主要产生热的例子,电流的热效应：电流通过导体时将电能转化成内能的现象,不同材质，不同粗细，不同长度的金属丝，都会出现发热现象，且烧掉的时间也不相同。,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?,电流的热效应与什么因素有关,烫手,跟电阻有关,不烫手,干路着火,跟电流有关,跟时间有关,用越久越烫手,研究电热与电阻关系,在电流相同、通电时间相同时，电阻越
2、大，产生的热量越多。,研究电热与电流关系,在电阻相同、通电时间相同时，通过一个电阻的电流越大，这个电阻产生的热量越多。,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。公式：Q = I2Rt,焦耳定律,焦 耳,Q的单位：JI的单位：AR的单位：t的单位：s,相同时间内电热之比：（串正并反）串：并：,Q= I2Rt,焦耳（James Prescott Joule，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。通过大量实验，于 1840 年最先精确确定了电流产生的热量与电流、电阻和通电时间的关系。,当电流通
3、过导体时，若电能全部转化为内能，而没有同时转化成其他形式的能量，则电流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即如：电暖器，电饭锅，电炉子等。,当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：,WQ热,电能和电热关系,Q = I2Rt =(0.6 A)260 W300 s = 6 480 J,一根 60 的电阻丝接在 36 V的电源两端，在 5 min内共产生多少热量?,答: 在 5 min 内共产生 6 480 J 热量。,解:,两个电热器的电阻之比为4:3，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1:3，在相等的时间里产生的热量之比为_。,4:3
4、,1:9,当0.2A的电流通过一金属线时产生的热量为Q1，若使通过的电流增加到0.4A时，在相同的时间内产生的热量为Q2，那么Q2是Q1的( )A、2倍 B、4倍 C、0.25倍 D、0.5倍,B,某电动机上标有“220V 2A”，它的线圈电阻为5 ，当它正常工作一分钟后，消耗的电能为多少？线圈中产生的热量为多少？如没有其他能量的损失，则得到多少的机械能？,解：消耗的电能为:W总=UIt=220V2A60s=26400J,线圈中产生的热量为：Q=I2Rt=(2A)25 60S=120J,得到的机械能为：W机=W总Q=26400J120J=25200J,电热的利用,利用电热孵化器孵小鸡,用来加热
5、,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。,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。,电热的危害,补充：定值电阻R0、滑动变阻器R滑串联时电功率P何时最大？P0=I2R0，R0不变，则当R滑最小时，I最大，P0最大。P滑=I2R滑= =U滑IP滑=U滑I=（U-U0）I=（U-IR0）I,P滑=（U-IR0）I=-R0I2+UI=-R0 I2 - I+( )2-( )2=-R0 (I- )2+故当I= 时，P滑最大，为又I= 即此时R滑=R0又Imax= 即此时I= Imax,多档位计算问题：（电饭锅、热水器、吹风机）由 知：R越小，P越大。1、R1R2串联：P最小。2、单电阻： 或3、R1R2并联，P最大。,常考：单串型：（单电阻为高温挡，串联为低温挡）单并型：（并联为高温挡，单电阻为低温挡）,电流表示数和电压表示数的关系如图像所示。求：R0阻值？电源电压U？解：IaR0=U，即0.6AR0=UIbR0+Ub=U，即0.2AR0+0.4V=U解得R0=10，U=6V,