2021学年第十八章 电功率第4节 焦耳定律教学ppt课件

这是一份2021学年第十八章 电功率第4节 焦耳定律教学ppt课件，共23页。PPT课件主要包含了CONTENTS，提出问题，通电时间，电流的大小，导体电阻的大小，实验方法，实验目的，实验原理，实验探究，结论一等内容，欢迎下载使用。

如图，电阻丝和铜丝各一段，在木架上串联后接入电压为4~6 V的蓄电池组上.同时将相同的泡沫塑料板与电阻丝和铜丝接触（过一会）.和电阻丝接触的塑料泡沫板被烧熔切开，和铜丝接触的没有切开.说明电阻丝产生的热量多.就是说在电流相同的情况下，电阻越大，产生的热量越多.
　　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?
电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关呢？
研究电流通过导体产生的热量跟哪些因素有关
当电流通过电阻丝时，电流产生的热量就使瓶中的空气温度升高、体积膨胀，导管里面原来一样高的液柱就会逐渐上升.电流产生的热量越多，液面就会上升得越高.我们可以通过管中液面上升的高度比较电流产生的热量.
电流通过导体时产生热的多少与什么因素有关?
(1)研究电热器电阻的大小对产生热量的影响　　要研究电阻对产生热量多少的影响，应该控制　　　　和　 　 　不变，则可以让两个阻值不同的电阻　　（串联／并联）后接入电路。
3.设计实验、验证假设
实验1：研究电热与电阻关系
　　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。
在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
实验2：研究电热与电流关系
　　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。
在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。
(3)研究通电时间对产生热量的影响
要研究通电时间对产生热量的影响,应该控制　　　　和 不变,改变 。 　 　　　　　　　
由生活经验知道，同一个电热器（电阻一定），电流不变时，通电时间越长，产生的热量越多。
结论1. 在通电电流和通电时间相同的条件下，电阻越大，电流产生的热量越多。
结论2. 在电阻和通电时间相同的条件下，电流越大，电流产生的热量越多。
结论3. 在通电电流和电阻相同的条件下，通电时间越长，电流产生的热量越多。
　　焦耳（James Presctt Jule， 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。
Q = I ²R t
热量 电流 电阻 时间
J A Ω S
焦耳定律：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。
焦耳 (1818－1889)
科学靠我们发现、探究、改进---科学永无止境
　　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。
　　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。
例1：流过一根10欧姆的电阻丝的电流为 2安培，问这根电阻丝在30秒内产热多少？
电阻R=10Ω，电流I=2A，时间t=30s
由焦耳定律： Q=I2Rt=(2A)2×10 Ω×30 s=1200J
这根电阻丝共产热1200J。
Q = I2Rt =(0.8 A)2×30 Ω ×600 s = 11520 J
　　一根 30 Ω 的电阻丝接在 24 V的电源两端，在 10 min内共产生多少热量?
答: 在 10 min 内共产生 11520 J 热量。
例3：一根50欧姆的电阻丝工作了10秒钟后产生1.8×104焦耳的热量，问流过这根电阻丝的电流是多少？
电阻R=50Ω，热量Q=1.8×104J，时间t=10s
由焦耳定律： Q=I2Rt 所以：I=（Q/Rt）1/2 =（1.8×104/（50Ω×10s））1/2 =6（A）
这根电阻流过的电流为6安培。
有一电动机，它正常工作时的电阻为5Ω，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？
W= UIt =220V×5A×600s=6.6×105J
电热Q = I2Rt =(5A)2×5Ω×600s=7.5×104J
转化为的机械能：E机=W－Q=6.6×105J －7.5×104J