lefAAA九年级物理上册 15.4探究焦耳定律 粤教沪版.ppt

* 电饭锅 电烙铁 热得快 电热毯 电炉子 电熨斗 电流通过导体时能使导体的温度升高，电能转化为内能，这就是电流的热效应。 【设计实验】 讨论1：当大家猜想电热与多个因素有关，实验研究时应用 什么方法去研究？ 控制变量法 讨论2：观察实验装置 （1）用什么方法去观察不可见的物理量（电热）？ 通过空气受热膨胀程度，观察产生热量的多少。 像这种利用物理量产生的效应来观察 不可见的物理量的方法叫转换法。 实验中，通过观察两个U形管中染色水柱液面高度的变化来判断产生热量的多少。 实验 装置 （2）如何比较电流通过导体产生热量的多少？ 甲容器中液柱面高于乙容器中液柱面。 当通电时间、电流相同时，电阻越大电流产生的热量越多。 电流大，液柱的液面高。电流小，液柱的液面低。 电阻和通电时间相同时，电流越大产生，的热量越多。 电阻和通电电流相同时，通电时间越长产生的热量越多。 通电时间长液柱的液面升的高；通电时间短液柱的液面升的低。 我们用欧姆定律，能不能推导出电流的热效应跟电阻的关系呢？ P=IU U=IR P=IU=I×IR=I2R 在电流相同的情况下，电能转化成热时的功率跟导体的电阻成正比。 即：在电流相同时，电阻较大的导体在一定时间内产生的热较多。 结论： 分析论证： 1.内容：电流流过导体产生的热量，跟电流的平方成正比，跟导体的电阻成正比，跟通电的时间成正比。 2.公式：Q= I2Rt 3.单位：I-安，R-欧，t-秒，Q-焦。 英国物理学家焦耳做了大量的实验,于1840年最先精确地确定电流产生的热量跟电流、电阻和通电时间的关系，即焦耳定律。 焦耳定律 非纯电阻电路：W总＞Q (W总＝UIt =W外＋Q) Q = W = UIt = I2Rt 根据欧姆定律U = IR 又 W = UIt， 若电流做的功全部用来产生热量即Q=W 注意： 焦耳定律适用于任何用电器的热量计算，对只存在电流热效应的电路也可用以下公式来计算热量。 纯电阻电路：W总=Q放=Pt=UIt= t=I2Rt 【例1】用电炉烧水时，电炉丝热得发红，而跟电炉丝连接着铜导线却不怎 么热，这是为什么? 电炉的电阻丝和铜导线是串联在同一电路中的，所以通过的电流是相同的，时间也是相同的，根据焦耳定律Q=I2Rt可知，当两导体中电流和通电时 间均相同时，电流产生的热量与导体的电阻成正比.由于电炉的电阻丝的电阻比铜导线的电 阻大得多，所以电炉丝产生的热量比铜导线要大得多. 【例2】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. 3800 200 典例精析 【例3】一根60?的电阻丝接在36V的电源上，在5min内共产生多少热量？ 已知：R=60Ω U=36V t=5min 求：Q 解：通过电阻丝的电流为： U I= __ R = 36V 60? =0.6A 产生的热量为： Q=I2Rt =(0.6A)2×60Ω×5×60s =6480J 答： 5min内共产生的热量是6480J。 * * *