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1、探究焦耳定律 第十五章第十五章 电能和电功率电能和电功率 学习目标： 1、知道用电器产热与电阻、电流的关系。 2、能够设计实验对电阻的产热与电流、电压、电 阻三者的关系进行验证，并会分析实验数据得出 结论。 3、能够根据P=UI进行公式变形并应用。 4、知道焦耳定律及公式，学会应用公式进行简单 计算。知道多种用电器散热方式。 检测预习一 1.知道用电器产热与电阻、电流的关系。 2.能够设计实验对电阻的产热与电流、电压、 电阻三者的关系进行验证，并会分析实验数据 得出结论。 PPT模板： PPT 素材： PPT背景： PPT 图表： PPT下载： PPT 教程： 资料下载： 范文下载： 试卷下
2、载： 教案下载： PPT论坛： PPT课件： 语文课件： 数学课件： 英语课件： 美术课件： 科学课件： 物理课件： 化学课件： 生物课件： 地理课件： 历史课件： 生活中，许多用电器通电后，都伴有 热现象产生。请举例说明。 电流通过导体时电能转化成内 能，这个现象叫做电流的热效应。 一、电流一、电流的热效应的热效应 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? 电流通过导体时产生热的多少跟什么因素有关? 想想议议想想议议 电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关? 演示实验 实验装置 R1 = 5 R2 = 10 A 在电流相同、通电时间相同的情况下，电阻 越大，这
3、个电阻产生的热量越多。 实验实验1 1：研究电热与电阻关系：研究电热与电阻关系 I = 2I1 I A R = 5 R = 5 R = 5 I1 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 多。 实验实验2 2：研究电热与电流关系：研究电热与电流关系 观察实验 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。通过大量的实 验，于 1840 年最先精确地确定了电 流产生的热量与电流、电阻和通电 时间的关系。 焦焦 耳耳 焦耳简介焦耳简介 1内容： 电流通过导
4、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。 2公式：Q Q = = I I 2 2 Rt Rt 3单位：焦耳（J） 二、焦耳定二、焦耳定律律 1在纯电阻电路中（如：电暖器，电饭锅， 电炉子等），当电流通过导体时，电能全部转化为 内能，而没有同时转化成其他形式的能量，这样电 流产生的热量Q 就等于消耗的电能W，即 Q = W = UIt = I2Rt=Pt= 2在非纯电阻电路中，如当电扇工作时，消 耗的电能主要转化为电机的机械能： WQ热 电能 内能+机械能 此时，只能用Q=I2Rt（焦耳定律）来计算电热 三、电能和电热关系三、电能和电热关系 Q = I2Rt
5、=(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:I = = = 0.6 A U R 36 V 60 例题一例题一 有一电动机，它正常工作时的电阻为5，电流 为5A，正常工作的电压为220V，通电10min，电动 机消耗的电能为多少？产生的热量为多少？有多少 电能转化为机械能？ 解：消耗的电能： W= UIt =220V5A600s=6.6105J 电热Q = I2Rt =(5A)25600s=7.5104J 转化为的机械能：E机=WQ=6.61
6、05J 7.5104J =5.85105J 例题二例题二 答：电动机消耗的电能为6.6105焦,产生的热量为7.5104焦，有 5.85105焦电电能转化为机械能 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越 小，正常工作时单位时间内产生的热量越多。可是 按照焦耳定律，电阻越大，单位时间内产生的热量 越多。二者似乎有矛盾，这是怎么回事? 想想议议想想议议 答：前者说电阻越小，正常工作时单位时间内 产生的热量越多，前提条件是电压相同；而后者说 ，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 式时应该特别注意条件。 检测预习二 知道焦耳定律及公式，学会应用公
7、 式进行简单计算。知道多种用电器 散热方式。 1.电热的利用 利用电热孵化器孵小鸡 用来加热 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。 四、电热的利用和防止四、电热的利用和防止 1.原理：利用电流的热效应电流的热效应来工作的。 2.核心部分：发热体，发热体，它是有电阻电阻 率大，熔点高率大，熔点高的材料制成的 3.电热器的电热和电功的关系 因为电热器中消耗的电能只用来发热，所以 电热电热Q=Q=电功电功WW 1 1、电热器电热器 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等。
8、2 2、电电热的危害热的危害 电流的热效应有时对我们有益，我们利用 它；有时对我们有害，需要减少电流导致的发 热，或者尽快把发出的热散发掉。 (1)列举两个生活或者生产中利用电流热效应的实例 电热毯、电烙铁、电饭锅、电热孵化器等 (2)列举两个生活和生产中为防止电流热效应产生危 害而采取的措施 电脑主机有风扇散热;电视机上的散热窗、电动机 外壳有许多散热片 随堂练习随堂练习 课堂小结课堂小结 焦耳定律 的实验和 内容 电热的利 用和危害 1.某导体的电阻是2,通过2A的电流时 ，1min产生多少焦耳的热量？ 解：解：Q=IQ=I 2 2 Rt=(2A)Rt=(2A) 2 2 260s=480J
9、260s=480J 若电流变为原来的2倍，其它条件不变 ，则电热是原来的_倍4 关于焦耳定律（电热）的计算练习题关于焦耳定律（电热）的计算练习题 随堂练习随堂练习 2.一只额定功率是450w的电饭锅，在额定电压 下使用，每分钟产生多少热量？ 解：电饭锅是纯电阻电路 所以，Q=W=Pt=450W60s=27000J 3.一只电烙铁的额定电压是220V，在额定电压下 工作时的电阻是1210，它的额定功率有多大？ 在额定电压下通电10min产生多少热量？ 解： 因为电烙铁消耗的电能全部用来发热，所以 Q=W=Pt=40W1060s=24000J 4.某校师生自制了一台电烘箱。电烘箱的电阻 丝通过5A的电流时，每分钟可产生6.6104J的 热量。求这台电烘箱的电功率和电阻丝工作时 的电阻。 解： P=I2R 6.在家庭电路中，有时导线长度不够，需要 把两根连接起来，而连接处往往比别处更容 易发热，加速老化，甚至引起火灾。这是为 什么？ 根据公式P=I2R可知，在电流相等时，电阻 越大，电功率越大。导线相互连接的位置接触电 阻比较大，因而电能转化为热的功率也较大，造 成此处比别处更容易发热，加速老化甚至引起火 灾 答 ： 小结作业小结作业 同学们自己展示所学知识 作业：1、2