1、焦耳定律焦耳定律 第十八章第十八章 第节第节 生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生活中，许多用电器通电后，都伴有热现象产生。请举例说明。生。请举例说明。热水器热水器 饮水机饮水机 电烤箱电烤箱 热得快热得快 电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫电流通过导体时电能转化成内能，这个现象叫做做电流的热效应。电流的热效应。电还有电还有化学效应化学效应和和磁效应磁效应等等。上面这些生活中常用的电器上面这些生活中常用的电器有什么共同的特性？有什么共同的特性？1.知识与技能知识与技能 知道电流的热效应。知道电流的热效应。知道焦耳定律。知道焦耳定律。知道电热的利用和防治。知道电热的利用和防治。2.过
2、程与方法过程与方法 通过探究，知道电流的热效应与哪些因素有关。通过探究，知道电流的热效应与哪些因素有关。3.情感态度与价值观情感态度与价值观 通过学习电热的利用和危害，学会辩证通过学习电热的利用和危害，学会辩证 地看待问题。地看待问题。通过讨论和交流培养合作的态度和意识。通过讨论和交流培养合作的态度和意识。1.电流的热效应电流的热效应 2.焦耳定律焦耳定律 3.电热的利用和防止电热的利用和防止 1.电流的热效应电流的热效应 电饭煲电饭煲 电能转化为内能。热水器热水器 电热杯电热杯 实质实质:电炉丝和导线通过电流相同，为什么电炉丝热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
3、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=5 R2=10 A 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=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
4、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。观察实验观察实验 焦耳焦耳 焦耳（焦耳（James Prescott Joule，1818-1889），英国物），英国物理学家。理学家。一生致力于实验研究。一生致力于实验研究。用近用近40年的时间做年的时间做400多次实验多次实验，研究热和功的关系。根据所测研究热和功的关系。根据所测量电流通过电阻放出的热量，量电流通过电阻放出的热量，提出焦耳定律。他的研究为能提出焦耳定律。他的研究为能量守恒定律的建立奠定了基础。量守恒定律的建立奠定了基础。为了纪念他对科学发展的功绩
5、，为了纪念他对科学发展的功绩，能量和功的单位被命名为“焦能量和功的单位被命名为“焦耳”。耳”。1内容：电流通过导体产生的热量跟电流的内容：电流通过导体产生的热量跟电流的二次方成正比，跟导体的电阻成正二次方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电时间成正比。比，跟通电时间成正比。2公式：公式：Q=I2Rt 3单位：焦耳（单位：焦耳（J）二、焦耳定律二、焦耳定律 其他实验其他实验 煤油煤油 电阻比较小电阻比较小 电阻比较大电阻比较大 实验条件：实验条件：实验现象：实验现象：实验结论：实验结论：_煤油，电流煤油，电流_，时间，时间_。B瓶瓶（镍铬合金丝）（镍铬合金丝）中温度上升的多。中温度上升的多。电流、
6、通电时间相同时，电流、通电时间相同时，电阻越大，产生的热量越多电阻越大，产生的热量越多。等量等量 相同相同 相同相同 演示演示2 在通电时间相在通电时间相同同的情况下，分别的情况下，分别给给一个一个烧瓶中的烧瓶中的镍镍铬合金丝铬合金丝通入大小通入大小不同的电流不同的电流，观察，观察什么情况下产生的什么情况下产生的热量多。热量多。实验条件：实验条件：_相同，相同，_相同。相同。实验现象：实验现象：电流大时，温度上升多。电流大时，温度上升多。实验结论：实验结论：通电时间、电阻相同时，通电时间、电阻相同时，电流越大，产生的热量越多电流越大，产生的热量越多。通电时间通电时间 电阻电阻 产生的热量与产生
7、的热量与_、_、_有关。有关。综上所述：电流 电阻 通电时间 2.焦耳定律焦耳定律 电流通过导体时产生的热量，与电流的平方成正比，与导体的电阻成正比，与通电时间成正比。（1）内容：）内容：Q =I R t 热量热量 J 公式：公式：物理量：物理量：单位：单位：（2）公式：）公式：Q=I2Rt s A 时间时间 电阻电阻 电流电流 1当电流通过导体时，如果当电流通过导体时，如果电能全部转化为电能全部转化为内能内能，而没有同时转化成其他形式的能量，那么，而没有同时转化成其他形式的能量，那么电电流产生的热量流产生的热量Q 就等于消耗的电能就等于消耗的电能W，即，即 Q=W =UIt=IR It=I2
8、Rt 如：如：焦耳定律可以根据焦耳定律可以根据电功率的公式电功率的公式和和欧姆定欧姆定律律的公式推导出来。电暖器，电饭锅，电炉子等。的公式推导出来。电暖器，电饭锅，电炉子等。2当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电当电扇工作时，消耗的电能主要转化为电机的机械能：机的机械能：WQ热热 电能和电热关系电能和电热关系 电能电能 内能内能+机械能机械能 还记得开始时那个问题吗？原因：原因：电炉丝和导线通过的电流相同，电炉丝和导线通过的电流相同，导线电阻远小于电炉丝电阻导线电阻远小于电炉丝电阻，导线，导线产生的热量少。产生的热量少。为什么电为什么电炉丝热得发红，炉丝热得发红，而导线却几乎而导线却几乎不发热
9、？不发热？例题例题:一根60电阻丝接在电阻丝接在36V的电源上，的电源上，在在5 min内共产生多少热量？内共产生多少热量？解：解：JsARtIQ648060560)6.0(22 额定电压相同的灯泡，额定功率越大，电阻越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，答：前者说电阻越小，正常工作时正常工作时单位时间内单位时
10、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。3.电热的利用和防止电热的利用和防止（1）电热的利用）电热的利用 电热在日常电热在日常生活中的应用生活中的应用 养鸡场用电热孵化器孵出小鸡养鸡场用电热孵化器孵出小鸡 烧坏电器 导线绝缘皮老化引起火灾（2）电热的危害）电热的危害（3）电热的防止）电热的防止 电视机的散热窗电视机的散热窗 电
11、视机的后盖有很多孔，就是电视机的后盖有很多孔，就是为了通风散热，使用时一定要把防为了通风散热，使用时一定要把防尘的布罩拿开。尘的布罩拿开。散热设计散热设计 投影仪的散热窗投影仪的散热窗 电动机的外壳电动机的外壳 电动机的外壳有很多翼状散热片，使用时与轴相连的扇叶还向散热片吹风，也是为了降温。电脑新型散热器电脑新型散热器 1.电流的热效应电流的热效应 2.电热器电热器 定义：定义：将电能转化为内能的装置。将电能转化为内能的装置。原理：原理：电流的热效应。电流的热效应。组成：组成：发热体由电阻率大、发热体由电阻率大、熔点高的合金制成。熔点高的合金制成。定义：定义：电流通过导体导体会电流通过导体导体
12、会发热发热的现象。的现象。实质：实质：电能转化为内能。电能转化为内能。1.下列电器中不属于电热器的是（下列电器中不属于电热器的是（）A.电烙铁电烙铁 B.电熨斗电熨斗 C.电剃刀电剃刀 D.电饭煲电饭煲 C 2.下列情况中属于防止电热危害的是（下列情况中属于防止电热危害的是（）A.电视机背后有散热窗电视机背后有散热窗 B.家用电器长时间停用，隔断时间应通电一家用电器长时间停用，隔断时间应通电一次次 C.家庭电路一般安装自动保护装置家庭电路一般安装自动保护装置,当电流过当电流过大时，切断电路大时，切断电路 D.大型爆破工作，用电热引爆炸药大型爆破工作，用电热引爆炸药 D 3.电流的热效应是电流通
13、过导体时电流的热效应是电流通过导体时_转化转化成成_的现象。电热器是利用电流的的现象。电热器是利用电流的_制成制成的加热设备。的加热设备。电能 热 4.“在研究电流产生的热量跟电流的关系”在研究电流产生的热量跟电流的关系”的实验中，应保持的实验中，应保持 _、_一定，用一定，用_改变电阻丝的电流。改变电阻丝的电流。5.一根一根100的电阻丝通过的电流是的电阻丝通过的电流是2A，它，它的电功率是的电功率是_ W，通电，通电1min产生的产生的 热量是热量是_J。热效应 电阻 时间 滑动变阻器 400 24000 6.一根一根60的电阻丝接在的电阻丝接在36V的电源上，的电源上，5min内共产生多
14、少热量？内共产生多少热量？解：通过电阻丝的电流为：通过电阻丝的电流为：U I=_ R=36V 60=0.6A 电流产生的热量为：电流产生的热量为：Q=I2Rt=(0.6)260560J=6480J 人有了知识，就会具备各种分析能力，人有了知识，就会具备各种分析能力，明辨是非的能力。明辨是非的能力。所以我们要勤恳读书，广泛阅读，所以我们要勤恳读书，广泛阅读，古人说“书中自有黄金屋。古人说“书中自有黄金屋。”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，”通过阅读科技书籍，我们能丰富知识，培养逻辑思维能力；培养逻辑思维能力；通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，通过阅读文学作品，我们能提高文学鉴赏水平，培养文学情趣；培养文学情趣；通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。通过阅读报刊，我们能增长见识，扩大自己的知识面。有许多书籍还能培养我们的道德情操，有许多书籍还能培养我们的道德情操，给我们巨大的精神力量，给我们巨大的精神力量，鼓舞我们前进鼓舞我们前进。
