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第十八章_第4节焦耳定律

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第十八章_第4节焦耳定律焦耳定律第十八章第4节  生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。它们的共同特征是什么?——电能转化为内能  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、电流的热效应电流的三大效应1.电流的热效应:电流通过导体时电能转化为内能的现象2.电流的化学效应:电流通过导电的液体会使液体发生化学变化,产生新的物质的现象。在化学课中已学过,如水的组成与分解。3.电流的磁效应:通电导线周围存在磁场,即电能生磁。(在后面第20章中学习)这节我们学习电流的热效应—焦耳定律  电炉丝和导线通过电流相同,...

第十八章_第4节焦耳定律
焦耳定律第十八章第4节  生活中,许多用电器通电后,都伴有热现象产生。请举例说明。它们的共同特征是什么?——电能转化为内能  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、电流的热效应电流的三大效应1.电流的热效应:电流通过导体时电能转化为内能的现象2.电流的化学效应:电流通过导电的液体会使液体发生化学变化,产生新的物质的现象。在化学课中已学过,如水的组成与分解。3.电流的磁效应:通电导线周围存在磁场,即电能生磁。(在后面第20章中学习)这节我们学习电流的热效应—焦耳定律  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?演示实验实验装置由于电流通过用电器所产生热量的大小不易直接进行观察比较,实验中怎样将它变为便于直接观察比较的现象呢?转换法想一想议一议U型管连接的容器加热后,温度升高,气体膨胀,压力变大,液面升高。猜想四:........现象一:电炉丝通电能产生热,不通电不产生热。猜想二:电阻丝产生的热量同通电时间有关。猜想三:导体通电时产生的热量多少与导体的电阻大小有关。现象二:电阻丝通电的时间越长产生的热量越多。事实:电阻丝的材料是镍铬合金丝,导线材料是铜、铝。猜想一:电阻丝产生的热量同电流有关控制变量法目标:在电流相同、电阻不同时,产生电热的效果如何呢?思考:①实验设计中,怎样保证电流等大?②用什么仪器反映产生热量的多少?【演示实验1】想一想议一议①电阻串联时电流相同。②U型管连接的容器加热后,温度升高,气体膨胀,压力变大,液面升高。实验1:研究电热与电阻关系R1=5ΩR2=10ΩA  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。思考:①此时,哪个电流小?为什么?②并联分流的电阻为什么要放在盒子外面?让相同的电阻,流过不同的电流,看效果会如何呢?【演示实验2】实验2:研究电热与电流关系I=2I1IAR=5ΩR=5ΩR=5ΩI1  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。  焦耳(JamesPrescottJoule,1818—1889),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。焦耳  1.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。  2.公式:Q=I2Rt   3.单位:焦耳(J)二、焦耳定律Q=I2Rt=(0.6A)2×60W×300s=6480J  一根60Ω的电阻丝接在36V的电源两端,在5min内共产生多少热量?答:在5min内共产生6480J热量。解:例 快递公司问题件快递公司问题件货款处理关于圆的周长面积重点题型关于解方程组的题及答案关于南海问题 I= =   =0.6AUR36V60Ω  1.在纯电阻电路中,当电流通过导体时,如果电能全部转化为内能,而没有同时转化成其他形式的能量,那么电流产生的热量Q就等于消耗的电能W,即Q=W=UIt=I2Rt  如:电暖器,电饭锅,电炉子等。2.在非纯电阻电路中,当电扇工作时,消耗的电能主要转化为电机的机械能:  W>Q热三、电能和电热关系电能内能+机械能此时,只能用Q=I2Rt(焦耳定律)来计算电热为什么用导线连接的电炉子通电后,电炉丝很快发红发热,而导线却不热?因导线电阻很小(0.01~0.001Ω),而电炉电阻很大(几十、几百欧姆),导线和电炉丝是串联接入电路的,通过电炉丝和导线的电流I相同,根据焦耳定律Q=I2Rt,在相同时间t内导线产生热比电炉丝产生的热少的多,所以电炉丝很快发红发热,而导线却不热。【问题思考1】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?【问题思考2】答:二者并不矛盾。根据电功率公式P=UI和欧姆定律I=U/R,可得P=U2/R,所以当电压一定时,电阻越小,发热功率越大,单位时间内产生的热量越多,如在并联电路中,发热功率和电阻成反比。按照焦耳定律Q=I2Rt,当电流相同时,电阻越大,单位时间内产生的热量越多,如在串联电路中,发热功率和电阻成正比。前者是电压相同,后者是电流相同,条件不同,所以二者并不矛盾。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  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。2.电热的危害问题思考3.一台电动机正常工作时线圈两端的电压为380V,线圈的电阻为2Ω,通过线圈的电流为10A.这台电动机正常工作时,一秒钟消耗的电能为____J,产生的热量为___J.电动机把电能转化为机械能的效率为__________.课堂小结焦耳定律的实验和内容电热的利用和危害
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